单片机外围电路设计

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一、单片机上拉电阻的选择 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。 二、LED串联电阻的计算问题 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。 8 a% }! E: O. q 三、端口出现不够用的情况 这时可以借助扩展芯片来实现，比如三八译码器74HC138来拓展 8 _  D: o! |& M2 I % g* j$ o; O% t0 `0 ] 四、滤波电容 # {1 w2 u9 h# ]4 s滤波电容分为高频滤波电容和低频滤波电容。 & t' }6 T8 v: U* |, a8 ]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。 5 x' p; i2 H( S- g5 V; ?五、三极管的作用 3 {  b7 m" A! R- ~1、开关作用: 7 u0 X, t! Z* t) i 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) 2、放大作用： 集电极电流是基极电流的100倍 3、电平转换: * g% d) e; B; k 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. 3 k# x, I" N7 H/ b- }; g! P六、数码管的相关问题 7 i* \" L5 {$ r5 N: ^- H 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。 七、电流电压驱动问题 ! H2 f; s& ^% x+ p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 + [+ H! a* J) k! Q6 b八、上拉电阻 9 Z# i+ o- v+ z+ ]9 u& |上拉电阻选取原则 4 Y: s5 k7 t# n2 h2 D$ _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。 8 E: |  I* |# s2 R$ \  _7 ^: H- v2、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。 8 o, @8 [- ~$ R5 ?4 o2、OC门必须加上拉电阻才能使用。 8 Y. i& E2 S* R, \3 J% g+ N3、加大普通IO引脚驱动能力。 4 Y) U/ Z$ T, _$ @4、悬空引脚上下拉抗干扰。 " a) X  [# l$ w. K" l九、晶振和复位电路 ; J, q5 ~4 v9 {6 s$ X晶振电路 6 @0 o8 D3 o1 A- T1、晶振选择： 9 |, l+ v1 J, |3 L! Q0 r根据实际系统需求选择，6M，12M，11.0592M，20M等待 4 Z4 U' I9 ]4 ~; J9 k2、负载电容： ! h+ E9 |- ^, {9 m) }& ]* s% ~# `9 K2 H对地接2个10到30pF的电容即可，常用20pF。 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 # J) y9 O: V/ f% H3 g- I/ N% E0 ~复位 ; x( V% R" i0 D$ y# q# g& Y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。 8 G; |+ h8 m  F6 V7 P8 I) }6 f51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。 十、按键抖动及消除 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： : {  m6 ^: m6 i! y$ N8 b , g$ V- a+ K) c$ t: I 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。 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。 + {) n% T0 m' X' m' M3 H; P% F) o- P

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  当R取的非常大时，微弱的截止电流通过就产生了高电平

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  滤波电容分为高频滤波电容和低频滤波电容

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低频滤波电容一般用电解电容，目的是去除低频纹波

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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

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chuan4242

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硬件除抖是应用了电容对高频信号短路的原理