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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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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 i. t# V* P6 S

* N# C* k: f" Z- R+ [
二、LED串联电阻的计算问题  @% k1 ?5 e6 m8 p" E$ D
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9 ~) F! N- ]. J
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7 _) a* T5 }- a1 ~1 L6 }, M0 }
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。2 ~9 |  U# C3 u: I

# Y! Q7 x# t7 M6 x: n五、三极管的作用
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1、开关作用:

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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)5 Y. w/ l- E; Q2 x% W

6 f6 B2 o1 i& s8 ~. E" [
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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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.
$ y5 U# J' Q' g& l5 M( g5 X0 X) u  I! h  @" A
六、数码管的相关问题

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' B- ^; g  E# V/ P6 |! o

+ C# H# Z% ~* V9 F% k; [* L
+ Y& y% O, k: M3 }, g4 N" d$ n  K
; \; d( j7 ~7 L" F* 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。4 x8 k: T% `0 a+ Z  f# Z1 f5 \

5 n8 n/ A! |) m" A6 E4 {# i七、电流电压驱动问题
4 u. h& I4 W, p$ H) B7 h$ ]
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
) X# N$ b, v  h$ b: S2 ^% ~7 x. W: V; X
八、上拉电阻

7 e- |/ u) s, u" c
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。
  C" ^" p: Q. d
. M, ~, r) E$ O. u/ R九、晶振和复位电路
! a8 d1 q* ~. Z$ Z! o/ G# ^
晶振电路
% T4 ]" \2 v% }3 @% |* s1、晶振选择:根据实际系统需求选择,6M,12M,11.0592M,20M等。2 L4 }0 d" {. t  ~# r

6 H' P! \2 V1 c
2、负载电容:对地接2个10到30pF的电容即可,常用20pF。
" T% ^8 ~" `- s" @( I8 c! v9 f5 T0 g, H$ V, [8 H9 q% h
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。) _$ x+ u1 [2 n/ ]' \& |

% N' ?6 \3 d: l. l# w4 U, P十、按键抖动及消除

, J, T. \% O. E4 b; s8 B/ e
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:
2 }; }4 }/ c" \6 i9 P! a6 x
; k/ }/ r3 b! V: ~4 Z8 |- P) L) R

1 s! R, }8 T7 g  y5 A7 c( X
4 V  f9 Q# {" h% E9 a( d2 T1 ^% T1 A3 t/ f, k* L
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。+ [/ U0 M; T; z
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。

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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