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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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5 W4 j  p5 G2 s. B% K; l# P6 M6 r一、单片机上拉电阻的选择
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- W9 c5 _& N( R% ]  I3 k3 E

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) v  n7 R# U+ e ( v. Z, I( o1 Q+ {; h7 m
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2 `7 D+ ~7 z! M- [/ Q" \
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。& ?2 ]5 j. v1 v* y( C5 W1 M  F0 `
% k/ R& K# @9 \+ {4 m) _% I
二、LED串联电阻的计算问题: o$ w, G8 V# T: |' |
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。
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三、端口出现不够用的情况  p6 D9 M3 S5 c) v0 t
这时可以借助扩展芯片来实现,比如三八译码器74HC138来拓展. K1 T5 [/ L' W' a3 p$ s3 }1 i& r
3 O- }& F4 r* W, z. J* Z# X
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四、滤波电容) k) T+ q8 X+ b5 t% ?; c
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。
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五、三极管的作用

( s' l/ S8 y0 ]5 a$ x2 a+ ^5 t( Z6 F2 N4 q/ k1 S/ Y
1、开关作用:

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6 I, j; n& H! r1 x# }4 Z( {' q) Q& I) a, ]7 y/ H# q! H
& q- @: F, A" f% e9 R& n- s' c
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)# P; j: Z& M  \' i  c5 q% E

  Z9 g% P0 H. P
2、放大作用:集电极电流是基极电流的100倍

# x. s: q' a5 k$ Y8 f9 ?$ @" M
3、电平转换:
0 J& E& D" x2 N+ @/ q/ W
9 J7 O, g  w5 P1 M# K* g% n& Z9 S
& X  `# }4 _/ b

3 o6 c2 G9 E3 i7 T& E& R# j: D# L3 F/ P4 Q; d8 Z0 ?5 x
  V7 p8 C" K6 v7 w% g4 R( H) R
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.
9 H3 V+ @! Z! B3 B% k, M1 Y9 A9 w1 M% g8 x5 N5 W$ C& f( [
六、数码管的相关问题

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1 S9 \- X; Y# b0 Q 2 D4 L/ e# a+ _6 n

( _3 w" N1 }) Q: y; I
( q/ x0 B# E1 K, `( j
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。# K- X* h! V* ^# s' b
' K. \' s8 m- W2 q- w5 K
七、电流电压驱动问题

9 ?. y7 ]$ n7 y2 {+ l9 M8 l% i
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$ M4 C0 I7 B2 f" Y7 Z- s
/ R9 d# U% i) K, a. Z* S' {
八、上拉电阻
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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。/ R, }# Y9 Y: {6 X) @

4 ^; L8 T# i  @& _/ c* G九、晶振和复位电路

" j- E- J0 r; b8 r. _+ W' ~8 ~* }
晶振电路8 f. n) b% l0 d* \3 M, T2 [( e' o2 v# t
1、晶振选择:根据实际系统需求选择,6M,12M,11.0592M,20M等。+ J% v: Q) O4 N2 ]) A

' Y. c, g( p: ^/ ~8 m
2、负载电容:对地接2个10到30pF的电容即可,常用20pF。
( g' J6 P0 \  q9 r' c
$ ^: l( [% F. ]' V/ Y
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。
. J( b+ T; y5 n, O7 e4 `; O: R+ a- k: P$ p. v1 J
十、按键抖动及消除

' B/ k& M' j* y$ m  r( v
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:( |' W: x5 O* p0 s7 y
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; p% g) W5 F) A4 v
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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。8 s$ g' I2 L! n! O4 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。
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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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