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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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一、单片机上拉电阻的选择
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  h6 q7 s5 {2 p( Q6 E: G! D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。
3 j/ {' L9 h& Y7 o% K3 y* ^0 T6 U: _" p8 A! p5 C% V
二、LED串联电阻的计算问题
5 q  F1 w3 j' g' {0 r( F% n+ M
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。
5 c/ W+ d, z+ `. R3 I' G9 X, p: Q$ w5 h* I$ r
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  y4 y7 h, G. @8 z1 h" ]* o% I
三、端口出现不够用的情况1 N/ `3 A' k  B0 I
这时可以借助扩展芯片来实现,比如三八译码器74HC138来拓展
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四、滤波电容3 u2 A  n0 y' 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。0 R, z8 {2 x; m& ?3 K4 V* E4 }

% c5 z" K4 t/ [) U5 _) b五、三极管的作用

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1、开关作用:
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$ E9 W, j5 d9 h7 K$ T7 a  D, J# D) k; k

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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)
$ X* d, `! [* [+ w4 K' M
) D" V5 [/ B. F7 F4 z6 m9 _& v
2、放大作用:集电极电流是基极电流的100倍

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3、电平转换:
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2 r, t. G. }; v

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" T" R6 W8 `8 H$ |( h( [& m

2 M: I4 D8 @( j: y& E. e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.
. |# A# p  ~1 S+ _, ~- i: j  `7 H: I4 A- V9 C5 A- D( b4 U
六、数码管的相关问题

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4 d; `. x" @+ p9 ?7 v* N
4 A$ H  l; B; V3 ^% Z- Y8 i% |$ c  O- ^8 o! Q2 L

; i8 e1 G( f. Z) P6 R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。$ l- J3 J" s% R
1 r  z# H' z% z0 C
七、电流电压驱动问题
8 ?( k# m9 s) g8 M9 ~9 D
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
1 G4 X; S( u; s0 C% b2 v' O
7 F5 i, ?( U- K. O' r八、上拉电阻

/ {+ y( v; A( _$ K  w# A- _3 a
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。( J8 X& g6 f  d/ I" J2 Y4 M

$ k3 n* h* p7 F4 _- T九、晶振和复位电路
" g2 _- f" O% k) F) j5 e
晶振电路
! G2 T( o* i! t( y1、晶振选择:根据实际系统需求选择,6M,12M,11.0592M,20M等。, r/ R# s; ?7 F  q# f( `

, {5 O* ^5 c- T, j! _0 `
2、负载电容:对地接2个10到30pF的电容即可,常用20pF。
2 \5 y" _# H% ^5 b4 \1 w  l' Q* V" z; }: A
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。
6 a9 z2 p) @( b: d$ t: V  Z# Z9 O4 Y5 u
十、按键抖动及消除
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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:
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7 k! }$ M! l2 r7 m) U
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3 d! p: e7 c0 N- s7 [6 ]
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。* O) @- D8 |% V$ n3 x9 X
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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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。

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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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