向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了
广告

单片机电路设计中需注意的十个难点

时间:2019-10-23 阅读:
单片机是嵌入式系统的核心元件,使用单片机的电路要复杂得多,但在更改和添加新功能时,带有单片机的电路更加容易实现,这也正是电器设备使用单片机的原因。那么在单片机电路的设计中需要注意的难点有哪些?

单片机是嵌入式系统的核心元件,使用单片机的电路要复杂得多,但在更改和添加新功能时,带有单片机的电路更加容易实现,这也正是电器设备使用单片机的原因。那么在单片机电路的设计中需要注意的难点有哪些?yrbednc

一、单片机上拉电阻的选择

006ednc20191023yrbednc

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。yrbednc

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。yrbednc

007ednc20191023.jpgyrbednc

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。yrbednc

008ednc20191023.jpgyrbednc

四、滤波电容

滤波电容分为高频滤波电容和低频滤波电容。yrbednc

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)。yrbednc

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。yrbednc

五、三极管的作用

1、开关作用:yrbednc

009ednc20191023.jpgyrbednc

LEDS6为高电平时截止,为低电平时导通。yrbednc

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)yrbednc

2、放大作用:集电极电流是基极电流的100倍yrbednc

3、电平转换:yrbednc

010ednc20191023.jpgyrbednc

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。yrbednc

六、数码管的相关问题

011ednc20191023yrbednc

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。yrbednc

七、电流电压驱动问题

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。yrbednc

八、上拉电阻

上拉电阻选取原则yrbednc

  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。yrbednc

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。yrbednc

  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。

九、晶振和复位电路

晶振电路yrbednc

1、晶振选择:yrbednc

根据实际系统需求选择,6M,12M,11.0592M,20M等待。yrbednc

2、负载电容:yrbednc

对地接2个10到30pF的电容即可,常用20pF。yrbednc

3、万用表测晶振:yrbednc

直接用红表笔对晶振引脚,黑表笔接GND,测量电压即可。yrbednc

复位电路yrbednc

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。yrbednc

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。yrbednc

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。yrbednc

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:yrbednc

012ednc20191023yrbednc

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。yrbednc

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。yrbednc

(责编:Demi Xia)yrbednc

本文为EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
您可能感兴趣的文章
  • 集成式收发器支持实现小型相控阵雷达平台 最近出现一种利用集成收发器的方法,它将许多曾经被认为完全不同的功能融合到单个IC之中。这些IC助力实现了小尺寸、低功耗和低成本、具有高通道数量的相控阵雷达系统,且上市时间更短。
  • 仿真增益带宽——通用运算放大器模型 运算放大器的增益带宽积(GBW)会怎样影响你的电路并不总是显而易见。宏模型有固定的增益带宽积。虽然你可以深入观察这些模型,当然最好不要瞎弄它们。那么你可以做什么?
  • 反向衰减器,G=-0.1……会不稳定吗? 单位增益稳定的运放在增益大于等于1的情况下是稳定的,增益更小的时候还正确吗?怎么办?
  • 零偏移有源低通滤波器,第3部分 本系列文章分为4个部分,分别讨论了:使用Sallen-Key有源滤波器时应避免的陷阱、Sallen-Key低通滤波器所建议的补救措施、接近零偏移的Chebyshev低通滤波器,以及采纳网友建议所带来的不利后果。
  • 为什么放大器GBP如此令人困惑? 在近50年的电压反馈放大器(VFA)的推广中,一项关键指标就是增益带宽积(GBP)。随着时间的推移,不同开发团体因为误解而产生的数字可能与原始定义产生偏离。使仿真模型与数据手册保持一致从来都不是一件易事,但其中的一些部分也会包含在内。
  • 运放噪声——反馈会有什么影响呢? 在之前的系列文章中,我们研究了同相放大器的噪声,但是我忽略了反馈网络带来的噪声问题。一位读者向我提出疑问,并希望得到更多详细信息。那么,在图1中R1和R2带来的噪声是多少呢?
相关推荐
    广告
    近期热点
    广告
    广告
    广告
    可能感兴趣的话题
    广告