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10个单片机电路设计的关键部分

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发表于 2022-8-2 09:58 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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x
& P) A% z0 m7 l# M
一、单片机上拉电阻的选择* e, W3 G1 \4 Y( G& |/ R$ A
- X! Z" L8 T0 K8 H4 W
. a1 s; M% P6 @7 D% Z$ h

- N: F1 z, y6 A9 F+ ^

9 ?; ]7 l& S8 ?& z9 E2 N
. h' ~, ?$ X% k4 {% R: m1 F% S$ R) ?( e) k- t& ~* D; v& P. m

" f$ e" ~! g% A大家可以看到复位电路中电阻R1=10k时RST是高电平 ,而当R1=50时RST为低电平,很明显R1=10k时是错误的,单片机一直处在复位状态时根本无法工作。出现这样的原因是由于RST引脚内含三极管,即便在截止状态时也会有少量截止电流,当R取的非常大时,微弱的截止电流通过就产生了高电平。
% R/ f* z) m5 T& u1 ~: l# F, X2 `# j$ s
二、LED串联电阻的计算问题  I3 d& E+ [) ]3 V
通常红色贴片LED:电压1.6V-2.4V,电流2-20mA,在2-5mA亮度有所变化,5mA以上亮度基本无变化。! y; b5 Z9 f1 E( a! L+ B, u9 Y' u$ Q# M

  L* v3 }) Y# ^& q5 R8 G: G) i

# q2 }) T6 X+ j9 f 0 v) D. \: M1 ]- s

3 b$ y+ T: ?  M. m! {
三、端口出现不够用的情况
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这时可以借助扩展芯片来实现,比如三八译码器74HC138来拓展; ^9 N5 t. b' p( D$ o

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/ T* [) N* k: O
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- k' a, [7 y1 _

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四、滤波电容
6 Z: X* K9 C; `' Q; @% `2 N
滤波电容分为高频滤波电容和低频滤波电容。1、高频滤波电容一般用104容(0.1uF),目的是短路高频分量,保护器件免受高频干扰。普通的IC(集成)器件的电源与地之间都要加,去除高频干扰(空气静电)。2、低频滤波电容一般用电解电容(100uF),目的是去除低频纹波,存储一部分能量,稳定电源。大多接在电源接口处,大功率元器件旁边,如:USB借口,步进电机、1602背光显示。耐压值至少高于系统最高电压的2倍。0 y7 w& ^, N$ }- V- j  e7 i
4 Q' z& Q% |/ d9 E, B
五、三极管的作用

( k* M0 |9 A+ ~5 Z$ O) G/ `6 c- S
1、开关作用:
2 S3 }: N- G) b. Z

  M$ _, h$ V9 B, g
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3 [- |$ ~% V, q2 }, ^3 |: F

3 b& X# C' y6 L6 M* l0 G1 Y
( g6 k1 {* ^- w) J8 }  U; f/ v
LEds6为高电平时截止,为低电平时导通。限流电阻的计算:集电极电流为I,则基极电流为I/100(这里涉及到放大作用,集电极电流是基极的100倍),PN结电压0.7V,R=(5-0.7)/(I/100)* M$ M0 H' L. |
& I( R0 v! N5 O: x4 L. a" @
2、放大作用:集电极电流是基极电流的100倍

2 h' X  }0 {( \3 z, s8 d* b. X
3、电平转换:

" o0 B# k; i3 j( f  x( g' u' ^$ \0 f; k
% ?+ {' w* z# Y. R/ D3 C4 B- B

3 I# J& n% T1 ~6 `8 D! W* m
. X( T& c, _4 M7 P8 V" `- q
  P2 P, ?$ w$ W8 ?
当基极为高电平时,三极管导通,右侧的导线接地为低电平,当基极为低电平时,三极管截止,输出高电平.
. T2 D9 G1 q8 h5 p% }3 N- @( R+ z: J1 e& a
六、数码管的相关问题
" Z& b0 O" o% V$ N7 j* T
7 M/ k) Z* |% @

# I* _  A; `7 K0 w  R, V  C
) v$ Z0 ?: T! ]5 g" F" Z! w  ]& {: D8 ^3 Q

7 p3 e3 z8 E0 {3 h5 J, F8 m数码管点亮形成的数字由a,b,c,d,e,f,e,dp(小数点)构成,字模及真值表如上图。
% O4 w. A9 \, @" _# m( {8 h2 ?$ C& d  V
七、电流电压驱动问题
) V! d1 i7 F) m8 `8 P( j
由于单片机输出有限,当负载很多的时候需要另外加驱动芯片 ,比如74HC245
3 u. L+ H. x: @8 `9 g  S1 E5 z* j; H0 S0 {
八、上拉电阻
8 Z! D6 f2 }; q; x. P
上拉电阻选取原则1、从节约功耗及芯片灌电流能力考虑应当足够大;电阻大,电流小。2、从确保足够的驱动电流考虑应当足够小;电阻小,电流大。3、对于高速电路,过大的上拉电阻可能会导致边沿变平缓。综合考虑:上拉电阻常用值在1K到10K之间选取,下拉同理。上下拉电阻上拉就是将不确定的信号通过一个电阻嵌位在高电平,下拉同理。1、电平转换,提高输出电平参数值。2、OC门必须加上拉电阻才能使用。3、加大普通IO引脚驱动能力。4、悬空引脚上下拉抗干扰。
% I$ l! O2 X1 t% i4 k, X) i; l
& S6 v7 t/ @) {- x+ L+ j3 b" b+ u九、晶振和复位电路

! g; {- s$ R" W/ g! p2 e. a
晶振电路
5 J- I. P8 ?# D( z3 a+ r) k( \  H1、晶振选择:根据实际系统需求选择,6M,12M,11.0592M,20M等。# y$ j& G, t5 H1 p1 W2 T7 O
: m& O% d8 Y! o
2、负载电容:对地接2个10到30pF的电容即可,常用20pF。: z7 b3 m3 F) w8 l- h' x7 L
/ @3 d6 b0 e' x; M3 E2 Q
3、万用表测晶振:直接用红表笔对晶振引脚,黑表笔接GND,测量电压即可。复位电路复位把单片机内部电路设置成为一个确定的状态,所有的寄存器初始化。51单片机的复位时间大约在2个机械周期左右,具体需要看芯片数据手册。一般通过复位芯片或者复位电路,具体的阻容参数的计算,通过google查找。5 X! N8 A0 n0 u
% c4 u( @" n7 w5 x
十、按键抖动及消除
3 ]) _7 s0 Q* K* h- P
按键也是机械装置,在按下或放开的一瞬间会产生抖动,如下图:' A7 b* m* }. |' l  J+ b/ R' c: {
+ _5 ^  J8 H; h( x

9 Q7 H- x1 l: r" T$ c , d9 h6 r4 U, ~- h
% I$ J* A7 S# k# i6 r+ `9 {& y
消除方法有两种:软件除抖和硬件除抖,其中硬件除抖是应用了电容对高频信号短路的原理。
- k3 w! W2 y7 x0 f
软件除抖是检测出键闭合后执行一个延时程序,产生5ms~10ms的延时,让前沿抖动消失后再一次检测键的状态,如果仍保持闭合状态电平,则确认为真正有键按下。
7 N  P3 H1 \- n0 [" B4 {! I

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该用户从未签到

2#
发表于 2022-8-2 10:39 | 只看该作者
很全面的资料,太详细了,学习学习。

该用户从未签到

3#
发表于 2022-8-2 14:53 | 只看该作者
多多交流技术上,或者使用上的问题。以解决问题为原则。
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