單片機外圍電路設(shè)計中的十大注意事項詳解

一、單片機上拉電阻的選擇

大家可以看到復(fù)位電路中電阻R1=10k時RST是高電平 ，而當(dāng)R1=50時RST為低電平，很明顯R1=10k時是錯誤的，單片機一直處在復(fù)位狀態(tài)時根本無法工作。出現(xiàn)這樣的原因是由于RST引腳內(nèi)含三極管，即便在截止?fàn)顟B(tài)時也會有少量截止電流，當(dāng)R取的非常大時，微弱的截止電流通過就產(chǎn)生了高電平。

二、LED串聯(lián)電阻的計算問題

通常紅色貼片LED：電壓1.6V-2.4V，電流2-20mA，在2-5mA亮度有所變化，5mA以上亮度基本無變化。

三、端口出現(xiàn)不夠用的情況

這時可以借助擴展芯片來實現(xiàn)，比如三八譯碼器74HC138來拓展

四、濾波電容

濾波電容分為高頻濾波電容和低頻濾波電容。

1、高頻濾波電容一般用104容（0.1uF），目的是短路高頻分量，保護器件免受高頻干擾。普通的IC（集成）器件的電源與地之間都要加，去除高頻干擾（空氣靜電）。

2、低頻濾波電容一般用電解電容（100uF），目的是去除低頻紋波，存儲一部分能量，穩(wěn)定電源。大多接在電源接口處，大功率元器件旁邊，如：USB借口，步進電機、1602背光顯示。耐壓值至少高于系統(tǒng)最高電壓的2倍。

五、三極管的作用

1、開關(guān)作用:

LEDS6為高電平時截止，為低電平時導(dǎo)通。

限流電阻的計算：集電極電流為I，則基極電流為I/100（這里涉及到放大作用，集電極電流是基極的100倍），PN結(jié)電壓0.7V，R=(5-0.7)/(I/100)

2、放大作用：

集電極電流是基極電流的100倍

3、電平轉(zhuǎn)換:

當(dāng)基極為高電平時，三極管導(dǎo)通，右側(cè)的導(dǎo)線接地為低電平，當(dāng)基極為低電平時，三極管截止，輸出高電平.

六、數(shù)碼管的相關(guān)問題

數(shù)碼管點亮形成的數(shù)字由a,b,c,d,e,f,e,dp(小數(shù)點）構(gòu)成，字模及真值表如上圖。

七、電流電壓驅(qū)動問題

由于單片機輸出有限，當(dāng)負載很多的時候需要另外加驅(qū)動芯片 ，比如74HC245

八、上拉電阻

上拉電阻選取原則

1、從節(jié)約功耗及芯片灌電流能力考慮應(yīng)當(dāng)足夠大；電阻大，電流小。

2、從確保足夠的驅(qū)動電流考慮應(yīng)當(dāng)足夠?。浑娮栊?，電流大。

3、對于高速電路，過大的上拉電阻可能會導(dǎo)致邊沿變平緩。

綜合考慮：上拉電阻常用值在1K到10K之間選取，下拉同理。

上下拉電阻

上拉就是將不確定的信號通過一個電阻嵌位在高電平，下拉同理。

1、電平轉(zhuǎn)換，提高輸出電平參數(shù)值。

2、OC門必須加上拉電阻才能使用。

3、加大普通IO引腳驅(qū)動能力。

4、懸空引腳上下拉抗干擾。

九、晶振和復(fù)位電路

晶振電路

1、晶振選擇：

根據(jù)實際系統(tǒng)需求選擇，6M，12M，11.0592M，20M等待

2、負載電容：

對地接2個10到30pF的電容即可，常用20pF。

3、萬用表測晶振：

直接用紅表筆對晶振引腳，黑表筆接GND，測量電壓即可。

復(fù)位電路

復(fù)位

把單片機內(nèi)部電路設(shè)置成為一個確定的狀態(tài)，所有的寄存器初始化。

51單片機的復(fù)位時間大約在2個機械周期左右，具體需要看芯片數(shù)據(jù)手冊。

一般通過復(fù)位芯片或者復(fù)位電路，具體的阻容參數(shù)的計算，通過google查找。

十、按鍵抖動及消除

按鍵也是機械裝置，在按下或放開的一瞬間會產(chǎn)生抖動，如下圖：

消除方法有兩種：軟件除抖和硬件除抖，其中硬件除抖是應(yīng)用了電容對高頻信號短路的原理。

軟件除抖是檢測出鍵閉合后執(zhí)行一個延時程序，產(chǎn)生5ms～10ms的延時，讓前沿抖動消失后再一次檢測鍵的狀態(tài)，如果仍保持閉合狀態(tài)電平，則確認為真正有鍵按下。