單片機外圍電路設計中10大疑問

申金鑫? 17101223365

轉載自EDN電子設計

【嵌牛導讀】:僅依靠單片機無法完成電子設計鲁猩,必須要外圍電路跟單片機共同協(xié)作完成整個電子設計

【嵌牛鼻子】:單片機? 外圍電路

【嵌牛提問】:怎么解決單片機外圍電路設計問題

【嵌牛正文】:

一、單片機上拉電阻的選擇

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大家可以看到復位電路中電阻R1=10k時RST是高電平 ,而當R1=50時RST為低電平,很明顯R1=10k時是錯誤的,單片機一直處在復位狀態(tài)時根本無法工作绎晃。出現(xiàn)這樣的原因是由于RST引腳內含三極管,即便在截止狀態(tài)時也會有少量截止電流杂曲,當R取的非常大時庶艾,微弱的截止電流通過就產(chǎn)生了高電平。

二擎勘、LED串聯(lián)電阻的計算問題

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通常紅色貼片LED:電壓1.6V-2.4V咱揍,電流2-20mA,在2-5mA亮度有所變化棚饵,5mA以上亮度基本無變化煤裙。

三掩完、端口出現(xiàn)不夠用的情況

這時可以借助擴展芯片來實現(xiàn),比如三八譯碼器74HC138來拓展

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四硼砰、濾波電容

濾波電容分為高頻濾波電容和低頻濾波電容且蓬。

1、高頻濾波電容一般用104容(0.1uF)题翰,目的是短路高頻分量恶阴,保護器件免受高頻干擾。普通的IC(集成)器件的電源與地之間都要加遍愿,去除高頻干擾(空氣靜電)存淫。

2、低頻濾波電容一般用電解電容(100uF)沼填,目的是去除低頻紋波桅咆,存儲一部分能量,穩(wěn)定電源坞笙。大多接在電源接口處岩饼,大功率元器件旁邊,如:USB借口薛夜,步進電機籍茧、1602背光顯示。耐壓值至少高于系統(tǒng)最高電壓的2倍梯澜。

五寞冯、三極管的作用

1、開關作用:

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LEDS6為高電平時截止晚伙,為低電平時導通吮龄。

限流電阻的計算:集電極電流為I,則基極電流為I/100(這里涉及到放大作用咆疗,集電極電流是基極的100倍)漓帚,PN結電壓0.7V,R=(5-0.7)/(I/100)

2午磁、放大作用:

集電極電流是基極電流的100倍

3尝抖、電平轉換:

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當基極為高電平時,三極管導通迅皇,右側的導線接地為低電平昧辽,當基極為低電平時,三極管截止登颓,輸出高電平.

六搅荞、數(shù)碼管的相關問題

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數(shù)碼管點亮形成的數(shù)字由a,b,c,d,e,f,e,dp(小數(shù)點)構成,字模及真值表如上圖。

七取具、電流電壓驅動問題

由于單片機輸出有限,當負載很多的時候需要另外加驅動芯片 扁耐,比如74HC245

八暇检、上拉電阻

上拉電阻選取原則

1、從節(jié)約功耗及芯片灌電流能力考慮應當足夠大婉称;電阻大块仆,電流小。

2王暗、從確保足夠的驅動電流考慮應當足夠谢诰荨;電阻小俗壹,電流大科汗。

3、對于高速電路绷雏,過大的上拉電阻可能會導致邊沿變平緩头滔。

綜合考慮:上拉電阻常用值在1K到10K之間選取,下拉同理涎显。

上下拉電阻

上拉就是將不確定的信號通過一個電阻嵌位在高電平坤检,下拉同理。

1期吓、電平轉換早歇,提高輸出電平參數(shù)值。

2讨勤、OC門必須加上拉電阻才能使用箭跳。

3、加大普通IO引腳驅動能力悬襟。

4衅码、懸空引腳上下拉抗干擾。

九脊岳、晶振和復位電路

晶振電路

1逝段、晶振選擇:

根據(jù)實際系統(tǒng)需求選擇,6M割捅,12M奶躯,11.0592M,20M等待

2、負載電容:

對地接2個10到30pF的電容即可芦昔,常用20pF天通。

3雄卷、萬用表測晶振:

直接用紅表筆對晶振引腳儡蔓,黑表筆接GND郭蕉,測量電壓即可。

復位電路

復位

把單片機內部電路設置成為一個確定的狀態(tài)喂江,所有的寄存器初始化召锈。

51單片機的復位時間大約在2個機械周期左右,具體需要看芯片數(shù)據(jù)手冊获询。

一般通過復位芯片或者復位電路涨岁,具體的阻容參數(shù)的計算,通過google查找吉嚣。

十梢薪、按鍵抖動及消除

按鍵也是機械裝置,在按下或放開的一瞬間會產(chǎn)生抖動尝哆,如下圖:

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消除方法有兩種:軟件除抖和硬件除抖秉撇,其中硬件除抖是應用了電容對高頻信號短路的原理。

軟件除抖是檢測出鍵閉合后執(zhí)行一個延時程序秋泄,產(chǎn)生5ms~10ms的延時畜疾,讓前沿抖動消失后再一次檢測鍵的狀態(tài),如果仍保持閉合狀態(tài)電平印衔,則確認為真正有鍵按下啡捶。

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