工藝技術(shù)_單片機(jī)外圍線路設(shè)計(jì)

精品資料網(wǎng)（）25萬份精華管理資料，2萬多集管理視頻講座IC母體的選用當(dāng)拿到一張CASE單時(shí)，首先得確定的是能用什么母體才能實(shí)現(xiàn)此功能，然后才能展開對外圍硬件電路的設(shè)計(jì)，因此首先得了解每個(gè)母體的基本功能及特點(diǎn)，下面大至的介紹一下本公司常用的IC：單芯片解決方案 SN8P1900 系列 高精度 16-Bit 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 可編程運(yùn)算放大器 (PGIA) 信號放大低漂移: 2mV 放大倍數(shù)可編程: 1/16/64/128 倍 升壓- 穩(wěn)壓調(diào)節(jié)器 (Charge-Pump Regulator) 電源輸入: 2.4V 5V 穩(wěn)壓輸出: e.g. 3.8V at SN8P1909 內(nèi)置液晶驅(qū)動電路 (LCD Driver) 單芯片解決方案 耳溫槍SN8P1909LQFP 80 Pins 5000 解析度量測器SN8P1908LQFP 64 Pins 體重計(jì)SN8P1907SSOP 48 Pins單芯片解決方案 SN8P1820 系列 精確的12-Bit 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 可編程運(yùn)算放大器 (PGIA) Gain Stage One: Low Offset 5mV, Gain: 16/32/64/128 Gain Stage One: Low Offset 2mV, Gain: 1.3 2.5 升壓- 穩(wěn)壓調(diào)節(jié)器 電源輸入: 2.4V 5V 穩(wěn)壓輸出: e.g. 3.8V at SN8P1829 內(nèi)置可編程運(yùn)算放大電路 內(nèi)置液晶驅(qū)動電路 單芯片解決方案 電子醫(yī)療器SN8P1829LQFP 80 Pins高速/低功耗/高可靠性微控制器 最新SN8P2000 系列 SN8P2500/2600/2700 系列 高度抗交流雜訊能力 標(biāo)準(zhǔn)瞬間電壓脈沖群測試 (EFT): IEC 1000-4-4 雜訊直接灌入芯片電源輸入端 只需添加1顆 2.2mF/50V 旁路電容 測試指標(biāo)穩(wěn)超 4000V (歐規(guī)) 高可靠性復(fù)位電路保證系統(tǒng)正常運(yùn)行 支持外部復(fù)位和內(nèi)部上電復(fù)位 內(nèi)置1.8V 低電壓偵測可靠復(fù)位電路 內(nèi)置看門狗計(jì)時(shí)器保證程序跳飛可靠復(fù)位 高抗靜電/栓鎖效應(yīng)能力 芯片工作溫度有所提高: -200C 700C 工規(guī)芯片溫度： -400C 850C高速/低功耗/高可靠性微控制器 最新 SN8P2000 系列 SN8P2500/2600/2700 系列 1T 精簡指令級結(jié)構(gòu) 1T: 一個(gè)外部振蕩周期執(zhí)行一條指令 工作速度可達(dá)16 MIPS / 16 MHz Crystal 工作消耗電流 2mA at 1-MIPS/5V 睡眠模式下消耗電流 R的條件,所以可以畫出電壓向量圖。由于R甚小于XC1，R上的壓降VR也遠(yuǎn)小于C1上的壓降，所以VC1與電源電壓V近似相等，即VC1=V。根據(jù)電工原理可知：整流后的直流電流平均值Id,與交流電平均值I的關(guān)系為Id=V/XC1。若C1以uF為單位，則Id為毫安單位，對于22V，50赫茲交流電來說，可得到Id=0.62C1。 由此可以得出以下兩個(gè)結(jié)論：（1）在使用電源變壓器作整流電源時(shí)，當(dāng)電路中各項(xiàng)參數(shù)確定以后，輸出電壓是恒定的，而輸出電流Id則隨負(fù)載增減而變化；（2）使用電容降壓作整流電路時(shí)，由于Id=0.62C1,可以看出，Id與C1成正比，即C1確定以后，輸出電流Id是恒定的，而輸出直流電壓卻隨負(fù)載電阻RL大小不同在一定范圍內(nèi)變化。RL越小輸出電壓越低，RL越大輸出電壓也越高。 C1取值大小應(yīng)根據(jù)負(fù)載電流來選擇，比如負(fù)載電路需要9V工作電壓，負(fù)載平均電流為75毫安，由于Id=0.62C1，可以算得C1=1.2uF。考慮到穩(wěn)壓管VD5的的損耗，C1可以取1.5uF，此時(shí)電源實(shí)際提供的電流為Id=93毫安。 穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值應(yīng)等于負(fù)載電路的工作電壓，其穩(wěn)定電流的選擇也非常重要。由于電容降壓電源提供的的是恒定電流，近似為恒流源，因此一般不怕負(fù)載短路，但是當(dāng)負(fù)載完全開路時(shí)，R1及VD5回路中將通過全部的93毫安電流，所以VD5的最大穩(wěn)定電流應(yīng)該取100毫安為宜。由于RL與VD5并聯(lián)，在保證RL取用75毫安工作電流的同時(shí)，尚有18毫安電流通過VD5，所以其最小穩(wěn)定電流不得大于18毫安，否則將失去穩(wěn)壓作用。 限流電阻取值不能太大，否則會增加電能損耗，同時(shí)也會增加C2的耐壓要求。如果是R1=100歐姆，R1上的壓降為9.3V,則損耗為0.86瓦,可以取100歐姆1瓦的電阻。 濾波電容一般取100微法到1000微法,但要注意其耐亞的選擇.前已述及,負(fù)載電壓為9V,R1上的壓降為9.3V,總降壓為18.3V,考慮到留有一定的余量,因此C2耐壓取25V以上為好。 將交流市電轉(zhuǎn)換為低壓直流的常規(guī)方法是采用變壓器降壓后再整流濾波，當(dāng)受體積和成本等因素的限制時(shí)，最簡單實(shí)用的方法就是采用電容降壓式電源。如下圖：電容降壓式電源是一種非隔離電源，在應(yīng)用上要特別注意隔離，防止觸電。電容降壓式簡易電源的基本電路如圖1，C1為降壓電容器，D2為半波整流二極管，D1在市電的負(fù)半周時(shí)給C1提供放電回路，D3是穩(wěn)壓二極管，R1為關(guān)斷電源后C1的電荷泄放電阻。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)常常采用的是圖2的所示的電路。當(dāng)需要向負(fù)載提供較大的電流時(shí)，可采用圖3所示的橋式整流電路。整流后未經(jīng)穩(wěn)壓的直流電壓一般會高于30伏，并且會隨負(fù)載電流的變化發(fā)生很大的波動，這是因?yàn)榇祟愲娫磧?nèi)阻很大的緣故所致，故不適合大電流供電的應(yīng)用場合。 電路設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)先測定負(fù)載電流的準(zhǔn)確值，然后參考示例來選擇降壓電容器的容量。因?yàn)橥ㄟ^降壓電容C1向負(fù)載提供的電流Io，實(shí)際上是流過C1的充放電電流Ic。C1容量越大，容抗Xc越小，則流經(jīng)C1的充、放電電流越大。當(dāng)負(fù)載電流Io小于C1的充放電電流時(shí)，多余的電流就會流過穩(wěn)壓管，若穩(wěn)壓管的最大允許電流Idmax小于Ic-Io時(shí)易造成穩(wěn)壓管燒毀。.為保證C1可靠工作，其耐壓選擇應(yīng)大于兩倍的電源電壓。泄放電阻R1的選擇必須保證在要求的時(shí)間內(nèi)泄放掉C1上的電荷。應(yīng)用實(shí)例：例1例2例3例4例5例6例7三、 電阻降壓電阻降壓效率低，輸也電流較小，發(fā)熱厲害，但體積較小，適用于一些負(fù)載較小的產(chǎn)品例1電阻R1為降壓電阻，采用半波整流。注：此電路具有可硅短路指示，及發(fā)熱絲短路、開路保護(hù)。R17、D2、R18、R8組成檢測電路。例2四、電池供電當(dāng)電池供電用于遙控器及一此耗電極小的的單片機(jī)產(chǎn)品中，在設(shè)計(jì)此類產(chǎn)品時(shí)應(yīng)以省電為主，應(yīng)將靜態(tài)電流控制在最小，盡可能的不要使用升降壓電路，直接使用1.5V*2或1.5V*3的方式供電，若是電動玩具類的產(chǎn)品應(yīng)該具有較好的抗瞬變電流性能。防止工作時(shí)因負(fù)載過大引起IC死機(jī)或不正常復(fù)位。應(yīng)用實(shí)例：15V供電：由于一般單片機(jī)都在2.2-5.5V之間工作，所以得采用DC/DC方式供電，常見的有三種電壓:3V,3.3V,5V外置開關(guān)管： 內(nèi)置開關(guān)管：上圖中的D2主要是為了防止在外接電源斷開時(shí)，電池電壓經(jīng)過Q2內(nèi)部保護(hù)二極管反回到輸入端。如果負(fù)載電流較小也可以采用內(nèi)置開關(guān)管的，輸出電壓在3-5V都可以，主要是看單片機(jī)有沒有跟其它一些電壓的電路做連接，比如說電路中有一3.6V的2.4G的RF模塊，那當(dāng)然用3.6V的DC/DC那是最好的。此類電路不宜做一些瞬間電流太大的產(chǎn)品。3-5V供電直接供電，如有較大負(fù)載時(shí)，單片機(jī)部分的電源可以采用RC，或LC降低電源紋波后再給單片機(jī)供電。同時(shí)當(dāng)單片機(jī)不工作時(shí)盡可以在電源兩端并上一大電容，這也可以對瞬間電流變化較大時(shí)起到一個(gè)緩沖作用。5V以上供電5V以上供電時(shí)，盡可能的采用低功耗、低壓差的降壓組件 如ht7130，ht7550等，在1.5V*4時(shí)，如沒有特殊要求，接近5V電壓時(shí)也可以采用一壓降為0.7V二極管降壓，這樣在電路不工作時(shí)可以將靜態(tài)電流做到最小。接近5V電壓時(shí)可以用下圖接法:遙控器用12V降到5V并具有按鍵喚醒功能接法：具有MCU失控保護(hù)的電源電路交流市電控制抗干擾技術(shù)我們在設(shè)計(jì)一些用到可控硅控制的產(chǎn)品時(shí)，經(jīng)常會碰到一些可控硅誤動作的現(xiàn)象，比如說：在MCU沒有輸出時(shí)也馬達(dá)會轉(zhuǎn)，燈泡會亮等。其實(shí)這種現(xiàn)像的產(chǎn)生多數(shù)是由于電源部分本身的干擾引起的！電路中的一些感性負(fù)載，在不斷開關(guān)電源時(shí)會產(chǎn)生一些反向電動勢，及電源開關(guān)通斷時(shí)產(chǎn)生的高峰值的雜訊。以下圖為例：此電路在每次上電時(shí)燈泡DS1總是會閃爍一次，無規(guī)律性的，經(jīng)檢查，在MCU的輸出端并沒有信號輸出 ，后經(jīng)分析，懷疑可能是電源電路中有一變壓器在不斷開關(guān)電源時(shí)會產(chǎn)生一個(gè)峰值較高反向電動勢所造成的，將變壓器斷開后再測，發(fā)現(xiàn)閃爍的情況比原不好了不少，只是偶爾會有一兩次，但是這樣還是不能符合客人要還需，最后沒辦法了，在電源輸入端并上一個(gè)0