微控制器是嵌入式系统的核心部件。 使用微控制器的电路要复杂得多。 然而,当改变和添加新功能时,带有微控制器的电路越来越容易实现。 这也是电气设备使用微控制器的原因。 那么单片机电路设计需要注意哪些难点呢?
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正文开始:
1、单片机上拉电阻的选择
可以看到复位电路中电阻R1=10k时RST为高电平,R1=50时RST为低电平。 显然,当R1=10k时是错误的。 当微控制器始终处于复位状态时,无能为力。 工作。 原因是RST引脚含有晶体管,即使在截止状态也会有少量的截止电流。 当R设置得很大时,微弱的截止电流将通过并产生高电平。
2、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,2-5mA亮度变化,5mA以上亮度完全不变化。
3、端口不足
这可以借助扩展芯片来实现,例如38解码器74HC138。
4、滤波电容
滤波电容分为高频滤波电容和低频滤波电容。
1、高频滤波电容一般采用104电容(0.1uF)。 目的是使高频元件短路,保护设备免受高频干扰。 普通IC(集成)器件必须在电源和地之间连接,以消除高频干扰(空气静电)。
2、低频滤波电容一般采用电解电容(100uF)。 目的是去除低频纹波,储存一定的能量,稳定电源。 大多数都连接到电源接口,旁边是大功率组件,如USB接口、步进电机、1602背光显示屏等。 耐压值应至少高于系统最大电压的2倍。
五、三极管的作用
1、开关功能:
LEDS6为高电平时熄灭,为低电平时点亮。
限流电阻的计算:集电极电流为I,则基极电流为I/100(这里涉及放大,集电极电流为基极的100倍),PN结电压为0.7V,R=(5-0.7 )/(I/100)
2.放大倍数:集电极电流为基极电流的100倍
3、电平转换:
当基极为高电平时,晶体管导通,右边的导线为低电平接地。 当基极为低电平时,晶体管截止,输出为高电平。
6、数码管相关问题
数码管点亮时形成的数字由a、b、c、d、e、f、e、dp(小数点)组成。 字体模型和真值表如上所示。
7. 电流和电压驱动问题
由于单片机的输出有限,负载较重时需要额外增加驱动芯片,如74HC245。
8. 上拉电阻
上拉电阻选择原则
1.它应该足够大,以节省功耗和向芯片灌电流; 电阻大,电流小。
2、从保证足够的驱动电流角度来说,要足够小; 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缘变平。
综合考虑:上拉电阻常用值选择在1K~10K之间,下拉电阻也是如此。
高低上拉电阻,上拉是通过电阻将不确定信号钳位在高电平,下拉也是同样的道理。
1.电平转换,提高输出电平参数值。
2. OC 门必须与上拉电阻一起使用。
3、增加通用IO引脚的驱动能力。
4. 浮动引脚拉高拉低,抗干扰。
9、晶振及复位电路
晶体振荡器电路
1、晶振选择:
根据实际系统要求选择,6M、12M、11.0592M、20M等。
2、负载电容:
只需将两个 10 至 30pF 的电容接地即可,常用 20pF。
3、用万用表测试晶振:
直接将红表笔接到晶振引脚,黑表笔接到GND即可测量电压。
复位电路
将单片机内部电路设置为某种状态并初始化所有寄存器。
51单片机的复位时间约为2个机械周期。 具体请参考芯片数据手册。
一般通过重置芯片或者重置电路,详细的电阻电容参数计算可以通过Google找到。
10.按键抖动和取消
按钮也是机械装置,按下或释放时会振动,如下图:
消除方法有两种:软件去抖和硬件去抖。 硬件去抖动应用了电容器短路高频信号的原理。
软件去抖是在检测到按键闭合后执行一段延时程序,产生5ms到10ms的延时。 前沿抖动消失后,再次检测按键状态。 如果仍然保持关闭状态电平,则确认有真正的按键按下。 向下。