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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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% H! t, {% x0 b0 @* p一、单片机上拉电阻的选择4 t# L8 @# P' d+ K( D$ g5 F/ A8 b

, q; I  A4 _+ |# o( u; ~' ~5 C7 m$ b0 T / P# p+ M/ Z5 f/ V

+ `4 u$ D4 d2 x- g2 w7 H

" |- O0 q& g, L
9 \" \( T1 [3 X
+ {9 i$ B7 i, H/ m

; }  q$ Z$ ^6 \) N# h! k9 j& d5 G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。$ r1 x- _$ J# S- d1 U! a+ `9 i# k; Y5 o

; K5 W5 i9 l2 W6 @" y! i
二、LED串联电阻的计算问题
5 D" f& j2 j6 V$ n9 @
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。+ H6 o) M: {  |% A# S

4 a+ i4 _' G" c) e+ l) w; R4 G% v

1 a+ g0 M7 R4 i+ Z' D % C$ z0 X; E& M; Y5 ~2 z! B, o1 u
4 N" o7 u9 V$ d- v2 Y
三、端口出现不够用的情况7 L& f. t7 H, w2 ?* ~1 x+ q
这时可以借助扩展芯片来实现,比如三八译码器74HC138来拓展; W3 _8 b5 v& Y4 `
3 }/ ?! T- K0 q" n& b" y, k2 E

* N/ r: U. q2 k# n1 M7 _* w ( R* n  |. H3 ^* h

' @3 }0 X! B! r; `# _
( `: Y$ N. q; A" `3 U* a

$ z/ X% ~+ |3 w* `  s& ?
+ D8 f. }7 J4 J& O: U# k! i( b
四、滤波电容
2 n- S6 ]% b: {  D' o# f+ W* m
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。, G- t5 i" Q. m# O

5 y. G0 ~" G% L7 Q, p$ y五、三极管的作用
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/ |6 c$ T9 V8 h$ z. \6 \2 p6 E3 A
1、开关作用:
. j, @5 L0 M- y+ C

/ J/ z1 N* ]; O8 q8 b
+ B# ?2 A0 m; |& O+ t4 l  ^
* T. q, o0 K% y. P7 i+ Y8 u; }8 ^
! }/ p( h- V$ V' l7 F6 s  @
7 U. r4 J$ y, e5 v$ P4 H
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), I( m; E! f1 l
; K5 }* B4 x4 G$ ?
2、放大作用:集电极电流是基极电流的100倍
4 I4 Y# E7 c: |7 H8 @; W. d
3、电平转换:
7 s$ ~2 W' T  a
7 Z( c  e1 u3 `- P- Z2 e) a
/ i; C" @1 J  F" t, K- i/ r
5 y) q7 o, g: h' c+ w6 _1 _& D! M: D. N
9 Q2 G, A% G2 Y% x. E
% o' S. N( X5 u! T0 D6 d
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.
, _/ t0 L( a5 B; s: f8 y- n4 J/ Y# L9 q% a. B- N
六、数码管的相关问题

& }8 Y, G# a; e( z  R! C3 x9 W! W" I2 f% u* R8 R) W
6 v# l* n2 q: Z3 M2 e( p& z; f# I- F1 u
* N$ D. h! l1 c
+ z0 F5 D  ]4 z$ U' S, H
9 J4 C5 w/ @, o) Z4 v: D) S' m# Y9 d# Y
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。. X9 q% u4 V2 t6 K9 X/ k
5 k+ R$ `$ O' {* K
七、电流电压驱动问题
% Z% v' i( J1 g1 |& W
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
4 U' R4 c& a' W( s/ L9 G4 T6 m+ l1 P& T, g. k+ D' _
八、上拉电阻
" q  t8 d/ l6 b" x  {: J+ 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。, E- y5 |. }5 ?
" r( G2 y0 Z/ o# y3 V# Y
九、晶振和复位电路
* c) t9 S9 |) F& u
晶振电路+ q& H. z4 ?. A! X% r* G7 m! ]2 q
1、晶振选择:根据实际系统需求选择,6M,12M,11.0592M,20M等。1 U9 [4 g5 ^% f; }  v( @7 W

& L) w& q2 @! X0 I# r2 M$ @& U+ f
2、负载电容:对地接2个10到30pF的电容即可,常用20pF。
$ J1 j) A7 U) D6 @+ Y; \* X& ?! b  O
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。
/ u, N) \! `' X6 l5 w0 }# q8 r( ]8 q
十、按键抖动及消除

& F( F. c8 {3 j
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:# G+ r+ e8 ?) a7 L
7 S8 j* H6 R: U: d
# U5 [' H0 V+ ?( o* R

' u' A( F5 H% g$ o
$ {% d1 f2 U) C5 _, ?: j/ P
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。  R: Y6 c) c0 B0 n1 P4 s
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。
5 c6 I4 |: v" e( H1 B

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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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