2018-03-31 11:49:11 smartboy_tao 阅读数 1229
  • 单片机控制第一个外设-LED灯-第1季第6部分

    本课程是《朱有鹏老师单片机完全学习系列课程》第1季第6个课程,主要讲解LED的工作原理和开发板原理图、实践编程等,通过学习目的是让大家学会给单片机编程控制LED灯,并且为进一步学习其他外设打好基础。

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上期在《单片机入门(1)》中,我们讲解了单片机的基础知识。本期让我们来学习单片机必须具有的硬件电路(外围功能电路)。这样,下期就可以将挑战一个实际单片机的运行了!


“动力”―电源电路

上期我们学习了单片机的基本构成和工作原理。想必大家对单片机的工作原理已经有了大致的了解。这次我们将举例说明单片机工作所必须的硬件电路(外围功能电路)。

我们将以瑞萨电子的新一代产品,通用型单片机“RL78族(RL78/G14)”为例进行说明。


与迄今为止所学的各种电路相同,单片机的工作也需要电源。因此,单片机的外部都连接有象电池等电源部分。

请看图1,是“RL78族(RL78/G14)”的引脚配置,该产品有64个引脚。电源有2个引脚是13/14号(VSS/EVSS0)和15/16号 (VDD/EVDD0),


13号引脚(VSS)和14号引脚 (EVSS0)连接GND

15号引脚VDD和16号引脚 (EVDD0)连接电源正极

参阅“RL78族(RL78/G14)”数据手册(或硬件手册),您会发现“电源电圧VDD = 1.6~5.5 V”。这是指当电源电压处于1.6V到5.5V之间时,可以保证单片机的正常工作。这个电压范围称为工作电源电压。在有些单片机数据手册上把这个范围称为推荐工作电压范围。

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图1:“RL78族(RL78/G14)”(64引脚)的引脚连接图


图2是 “RL78族(RL78/G14)”的电源引脚连接的一个例子。


与15号引脚连接的C1称为旁路电容。可以防止因瞬间大电流引起的电源电压下降,而导致的单片机的误动作。通常选择0.01μF~0.1μF的陶瓷电容作为旁路电容。

“RL78/G14”的内部电路工作电圧是通过内部电压调节器调节电源电压得到的,内部电路的工作电压是1.8或2.1V。为了保证内部电压调节器的稳定性,在12号引脚上也连接了电容C2。

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图2:“RL78族(RL78/G14)”(64引脚)的电源电路连接实例


“总指挥”―振荡电路

正如数字电路入门③中所讲的那样,时序电路是按时钟信号(CK)的上升沿(信号从L→H的变化)或下降沿(信号从H→L的变化)同步工作的。单片机是由时序电路构成的,所以,要在外部连接一个振荡电路提供时钟信号。象这样从单片机的外部输入的时钟信号称为“外部时钟信号”。


图3是单片机(RL78/G14)接连一个振荡电路的例子。晶体振荡器被连接在X1和X2之间。

从图上可以看出一个外部时钟信号可以驱动单片机内部中的2个时钟振荡器。


主时钟振荡器主要用作CPU的工作时钟

子时钟振荡器主要用作外围电路和实时时钟的工作时钟

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图3:振荡电路的作用


在内部外围功能十分强大的“RL78族(RL78/G14)”上内部有频率偏差仅为1%的高精度振荡电路。因此,无需从外部提供时钟信号 。这种单片机上内部的时钟产生电路称为“内部振荡器”。因为不需要外部振荡电路,减少了设计工序,降低了成本。


类似这样只要备有“内部振荡器”,大家可能认为就可以“无需从外部提供时钟信号”。但实际上在电子手表中,通常使用频率几乎不随温度而变化的、更加精确的晶体振荡器。


「闹钟」―复位电路

刚刚接通电源的单片机内部处于不稳定的状态,CPU无法正常运转。因此,就需要进行单片机状态初始化,这就叫做复位。单片机带有复位信号输入引脚,可以将这个信号调至低电平状态后让单片机复位。也就是说通过输入复位信号来彻底叫醒单片机进入工作状态。


接下来讲解一下复位的时序(图4)。只有在向单片机提供稳定的时钟信号和电源的状态下才能实现复位,同时需将复位信号调至低电平。为了实现这种状态,需要将相比电源上电稍迟一步上电的电路与复位输入引脚相连接。这种电路在电源上电后通过电阻电流慢慢流向电容,电压缓缓上升。因此,电源上电后经过一段时间可以形成解除复位的电 路。这种外部电路称为“上电复位电路”。

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图4:简易复位电路及其波形


如上图4所示,上电复位电路左侧的电路称为“手动按钮复位电路”。这是通过手动按下按钮后让单片机进入初始化状态的电路。


普通单片机上复位信号必须在一定时间内保持低电平。具体时间记载在硬件手册和数据手册上。必须根据这个时间的长短来确定电阻R和电容C。


而“RL78族(RL78/G14)”采用的是内部型上电复位电路。因此,只要提供超过工作电压的电源,就可以叫醒单片机进入工作状态。真是太方便了!


2020-01-21 17:29:39 wsgddsl 阅读数 1330
  • 单片机控制第一个外设-LED灯-第1季第6部分

    本课程是《朱有鹏老师单片机完全学习系列课程》第1季第6个课程,主要讲解LED的工作原理和开发板原理图、实践编程等,通过学习目的是让大家学会给单片机编程控制LED灯,并且为进一步学习其他外设打好基础。

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开发单片机最小系统,并且在开发利用中学会晶振电路,以及复位电路的工作原理和使用方法,会单片机最小系统的一些原理和应用,再者学会89s52单片机的四个接口的功能和用途,并且利用单片机的最小系统来控制led灯,实现我们想要的花样变法。在制板期间学会电烙铁的使用方法,并且很好的实现知识与实践的结合,使得各元件能够在电路板上平均分布,使产品既美观又实用。其次要学会利用软件将编写程序加载到89s52单片机中,并且要经过调试来实现程序的运行。根据单片机最小系统的连接说明图,完成单片机最小系统的焊接以及调试。掌握keil 单片机相关软件的使用。理解小系统的工作原理,掌握实际运用单片机小系统。
1…主电路 :
主电路
8首先个LEDl灯采用共阳极的接法,其正极共同接+5v电压vcc,其中有一个LED灯led9作为电源电路的指示灯,LED9亮说明电源电路正常工作并输出+5v电压,不亮说明电源电路不是正常工作接,LED9也是采取共阳极的接法,阳极接+5v电压 ,阴极通过接一个负载电阻R9接地。
电源电路采取桥式全波整流电路,经过整流,滤波,稳压输出+5v直流电压。输出+5v电压接9个LED的阳极,也与80C52的vcc40引脚和访问程序存储控制31引脚相接。
80C52的P2口有两种用途:通用I/O接口或高8位地址总线。而P2口的工作状态选择,是受内部模拟开关信号控制。
地址总线状态(A8~A15),当取指令或访问外部存储器结束后,模拟开关打向左边,使输出驱动器与锁存器Q端相连。引脚上将恢复原来的数据。本电路图是使用P2口的一般I/O双输入输出作用。 P2口作为准双向通道I/O接口使用时,接口输出端的内部皆有等效的上拉电阻(约为20—40KΩ),由于上拉电阻较大,当输出高电平时若需要接拉电流负载应该接220Ω—1kΩ的电阻至+5v作为上拉电阻,输出低电平时,P2口均可接受50A的灌电流。LED1阳极接+5v电压,阴极接拉电流负载R1,并接P2.0引脚,LED2阳极接+5v电压,阴极接拉电流负载R2,并接P2.1引脚,LED3、LED4、LED5、LED6、LED7、LED8的接法与P2.0相同。
2.晶振电路与\复位电路:
复位及时钟电路图
复位电路由按键复位和上电复位两部分组成。AT89系列单片机为高电平复位,通常在复位引脚RST上连接一个电容到VCC,再连接一个电阻到GND,由此形成一个RC充放电回路保证单片机在上电时RST脚上有足够时间的高电平进行复位,随后回归到低电平进入正常工作状态,
按键复位就是在复位电容上并联一个开关,当开关按下时电容被放电、RST也被拉到高电平,而且由于电容的充电,会保持一段时间的高电平来使单片机复位。MCS52使用12MHz的晶体振荡器作为振荡源,由于单片机内部带有振荡电路.
AT89s52使用12MHz的晶体振荡器作为振荡源,由于单片机内部带有振荡电路,所以外部只要连接一个晶振和两个电容即可,复位电路的电容采用的是33pf的电容,两个电容与12mhz的相并联,再接在18、19脚上组成电路的时钟振荡电路,时钟电路产生的振荡脉冲经过触发器进行二分频之后,才能成为单片机的时钟脉冲信号
3.电源电路:
电源电路
单片机要有一个好的运行状态,电源一定要稳定,如果手中没有,就自己制作一个。
元件清单:变压器一个,无极性电容两个,有极性电容两个,7805一个,4007四个。
按照电路图将电路连接在电路板上,完毕后测试输出电压,如果值在4.95-5.05上就可以了,如果输出不对,检测7805两侧输出电压,要确保输出电压大于9v.
变压器变压输出,把高电压变成低电压,输出的电压值是正弦图形。整流桥进过整流后的电压是波浪一样的图形,就是把正弦地负半周转到正半周,c1整流后输出一个衰减的波浪图形,因为c1充足了电,7805是稳压模块,输出一个恒定的5v电压,c3和c2滤出杂散波无公频,7805的输出端不能高于它的输入端,所以加上一个二极管进行保护。
创新单片机综合开发实训装置QY-DPJ12
QY-DPJ12创新单片机综合开发实训装置采用模块平放结构,单片机采用爱特梅尔的AT89S52。该单片机内部设有256Byte的RAM和8KByte的FLASH、三个16位定时器,两个数据指针,片内集成了一个看门狗电路。64KRAM扩展空间、64KROM扩展空间;32个IO口,6个向量中断源;033MHz的工作频率,三级程序加密功能;工作电压4.0V5.5V。使用DIP40封装便于更换芯片及仿真。并设计有在系统下载设计接口,通过USB下载器可以方便地进行编程,无需把单片机从电路上取下。
该模块上还放有串行通信接口,该接口已经加入升压电路,可以直接与计算机通信,飞利浦单片机和宏晶单片机也可以通过此口进行程序下载。复位电路上加有手动复位按扭,可以直接复位操作。模块上还设有有源蜂鸣器驱动电路,直接给固定电平就可以发出声响。

2016-08-02 23:43:44 newcong0123 阅读数 3549
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51单片机最小系统由三部分组成:主控电路、复位电路、晶振电路。

添加LED电路和独立按键。原理图如下所示:

 

 

 

 

 

 

 

 

2018-03-27 12:35:08 qq_35445306 阅读数 1770
  • 单片机控制第一个外设-LED灯-第1季第6部分

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51单片机最小系统的组成

51单片机最小系统的组成

51单片机最小系统需要一个下载接口、电源、复位电路及晶振电路组成。

51单片机最小系统电路原理图

51单片机最小系统电路原理图

晶振电路实物图

这里写图片描述

11.0592是代表晶振的频率越快,单片机的运行速度越快。
每个单片机的运行速度都是在一定范围内的。
晶振在使用时往往需要配置两个30F的电容。

51单片机led驱动原理

典型的led控制电路1

这里写图片描述

典型的led控制电路2

这里写图片描述

GND代表接地,VCC代表电源, 这里写图片描述 代表 发光二极管。


2018年3月27日12:32:24
QQ:201309512

2016-12-05 17:44:34 a2824256 阅读数 1544
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8051 Microcontroller仿真(一)- Proteus原理图

  • Proteus版本 8.5

ISIS schematic diagram:

ISIS

基础电路

  • 开关电路 (Proteus仿真组件不包含)
  • 复位电路
  • 开关输入(switch input)
  • 晶振电路
  • LED输出(LED output)

关于晶振

晶振电路的作用是为单片机提供时钟信号流。单片机电路是由无数的门电路组成,而门电路工作时就需要时钟信号作为触发,过来一个脉冲,门电路就执行一次,过来多少个脉冲,门电路就执行多少次。所以,在同样电路的情况下,脉冲频率越高,单片机性能也越高。

1.Proteus晶振频率(crystal frequency)设置:

双击组件X1弹出下面显示框:

晶振频率

8051单片机默认频率设置为12MHz(晶振的震荡频率)
Fc = 12MHz

2.时钟周期(震荡周期):

Tc = 1 / Fc

3.机械周期:

Tm = 12 x Tc

4.指令执行时间:

例如DJNZ Rn , rel指令,需要执行两个机械周期,所以指令执行时间为:
Time = Tm x N
(N为指令需要的机械周期)

复位电路

复位电路

rst连接到单片机RST处。

开关输入

开关输入

晶振电路

晶振电路

晶振组件在Pick直接搜索CRY。

LED输出电路

LED输出电路

总结

周期计算 表格:

名称 公式
时钟周期(晶振周期) 1/晶振频率
机械周期 12 x 时钟周期
指令执行时间 指令机械周期数 x 机械周期

晶振电路原理

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