单片机外围线路设计

硬件电路设计漫谈QQ:544698569E-mail:[e-mail]1IC母体的选用当拿到一张CASE单时，首先得确定的是能用什么母体才能实现此功能，然后才能展开对外围硬件电路的设计，因此首先得了解每个母体的基本功能及特点，下面大至的介绍一下本公司常用的IC：单芯片解决方案•SN8P1900系列–高精度16-Bit模数转换器–可编程运算放大器(PGIA)•信号放大低漂移•放大倍数可编程:1/16/64/128倍–升压-稳压调节器(Charge-PumpRegulator)•电源输入:2.4V~5V•稳压输出:e.g.3.8VatSN8P1909–内置液晶驱动电路(LCDDriver)–单芯片解决方案•耳温枪SN8P1909LQFP80Pins•5000解析度量测器SN8P1908LQFP64Pins•体重计SN8P1907SSOP48Pins单芯片解决方案•SN8P1820系列–精确的12-Bit模数转换器–可编程运算放大器(PGIA)••GainStageOne:LowOffset2mV,Gain:1.3~2.5–升压-稳压调节器•电源输入:2.4V~5V•稳压输出:e.g.3.8VatSN8P1829–内置可编程运算放大电路–内置液晶驱动电路–单芯片解决方案•电子医疗器SN8P1829LQFP80Pins高速/低功耗/高可靠性微控制器•最新SN8P2000系列–SN8P2500/2600/2700系列硬件电路设计漫谈QQ:544698569E-mail:[e-mail]2–高度抗交流杂讯能力•标准瞬间电压脉冲群测试(EFT):IEC1000-4-4•杂讯直接灌入芯片电源输入端•只需添加1颗旁路电容•测试指标稳超4000V(欧规)–高可靠性复位电路保证系统正常运行•支持外部复位和内部上电复位•内置1.8V低电压侦测可靠复位电路•内置看门狗计时器保证程序跳飞可靠复位–高抗静电/栓锁效应能力–芯片工作温度有所提高:-200C~700C工规芯片温度：-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精简指令级结构•1T:一个外部振荡周期执行一条指令•工作速度可达16MIPS/16MHzCrystal–工作消耗电流2mAat1-MIPS/5V–睡眠模式下消耗电流额外功能•高速脉宽调制输出(PWM)–8-BitPWMupto23KHzat12MHzSystemClock–6-BitPWMupto93KHzat12MHzSystemClock–4-BitPWMupto375KHzat12MHzSystemClock•内置高速16MHzRC振荡器(SN8P2501A)•电压变化唤醒功能•可编程控制沿触发/中断功能–上升沿/下降沿/双沿触发•串行编程接口SN8P2500系列•SN8P2501A–程式存储器容量1K*16bit/随机存储器容量48Bytes–内置高速校准16MHzRC振荡器–最多可供12个I/O口使用–两个8-Bit计时器硬件电路设计漫谈QQ:544698569E-mail:[e-mail]3•T0实时计时器功能/系统时钟采用内部16MRC•TC0高速脉宽调制/蜂鸣器输出功能–内置1.8V低电压侦测/上电可靠复位电路–高度抗交流杂讯能力–高度抗静电/抗栓锁效应能力–封装形式:DIP14/SOP14/裸片–与EMC153兼容SN8P2602A•SN8P2602A(SN8P1602B升级版)–程式存储器容量1K*16bit/随机存储器容量48Bytes–工作速度可达16MIPS/16MHzCrystal–最多可供15个I/O口使用–两个8-Bit计时器•T0:基本计时器•TC0:快速脉宽调制/蜂鸣器输出功能–内置1.8V低电压侦测/上电可靠复位电路–高度抗交流杂讯能力–高度抗静电/抗栓锁效应能力–封装形式:DIP18/SOP18/SSOP20/裸片–与PIC16C54兼容SN8P2604•SN8P2604(SN8P1604A升级版)–程式存储器容量4K*16bit/随机存储器容量128Bytes–工作速度可达16MIPS/16MHzCrystal–最多可供24个I/O口使用–两个8-Bit计时器•T0:基本计时器•TC1:快速脉宽调制/蜂鸣器输出功能–内置1.8V低电压侦测/上电可靠复位电路–高度抗交流杂讯能力–高度抗静电/抗栓锁效应能力–封装形式:SKDIP28/SOP28/SSOP28/裸片–与PIC16C57兼容SN8P2606•SN8P2606–程式存储器容量6K*16bit/随机存储器容量128Bytes–工作速度可达16MIPS/16MHzCrystal–最多可供34个I/O口使用硬件电路设计漫谈QQ:544698569E-mail:[e-mail]4–两个8-Bit计时器•T0:基本计时器•TC1:快速脉宽调制/蜂鸣器输出功能–高速同步串行通信口(SIO)–内置1.8V低电压侦测/上电可靠复位电路–高度抗交流杂讯能力–高度抗静电/抗栓锁效应能力–封装形式:DIP40SN8P2608•SN8P2608–程式存储器容量6K*16bit/随机存储器容量128Bytes–工作速度可达16MIPS/16MHzCrystal–最多可供40个I/O口使用–两个8-Bit计时器•T0:基本计时器•TC1:快速脉宽调制/蜂鸣器输出功能–高速同步串行通信口(SIO)–内置1.8V低电压侦测/上电可靠复位电路–高度抗交流杂讯能力–高度抗静电/抗栓锁效应能力–封装形式:DIP48/SSOP48SN8P2704A•SN8P2704A(SN8P1704升级版)–程式存储器容量4K*16bit/随机存储器容量256Bytes–5通道12-Bit模数转换器–1通道7-Bit数模转换器–工作速度可达16MIPS/16MHzCrystal–三个8-Bit计时器•T0:基本计时器•TC0/TC1:快速脉宽调制/蜂鸣器输出功能–高速同步串行通信口(SIO)–高度抗交流杂讯/静电/栓锁效应能力–内置1.8V低电压侦测/上电可靠复位电路–封装形式:SKDIP28/SOP28/裸片SN8P2705A•SN8P2705A硬件电路设计漫谈QQ:544698569E-mail:[e-mail]5–程式存储器容量4K*16bit/随机存储器容量256Bytes–8通道12-Bit模数转换器–1通道7-Bit数模转换器–工作速度可达16MIPS/16MHzCrystal–三个8-Bit计时器•T0:基本计时器•TC0/TC1:快速脉宽调制/蜂鸣器输出功能–高速同步串行通信口(SIO)–高度抗交流杂讯/静电/栓锁效应能力–内置1.8V低电压侦测/上电可靠复位电路–封装形式:DIP32/SOP32SN8P2706A•SN8P2706A(SN8P1706升级版)–程式存储器容量4K*16bit/随机存储器容量256Bytes–8通道12-Bit模数转换器–1通道7-Bit数模转换器–工作速度可达16MIPS/16MHzCrystal–三个8-Bit计时器•T0:基本计时器•TC0/TC1:快速脉宽调制/蜂鸣器输出功能–高速同步串行通信口(SIO)–高度抗交流杂讯/静电/栓锁效应能力–内置1.8V低电压侦测/上电可靠复位电路–封装形式:DIP40SN8P2708A•SN8P2708A(SN8P1708升级版)–程式存储器容量4K*16bit/随机存储器容量256Bytes–8通道12-Bit模数转换器–1通道7-Bit数模转换器–工作速度可达16MIPS/16MHzCrystal–三个8-Bit计时器•T0:基本计时器•TC0/TC1:快速脉宽调制/蜂鸣器输出功能–高速同步串行通信口(SIO)–高度抗交流杂讯/静电/栓锁效应能力–内置1.8V低电压侦测/上电可靠复位电路–封装形式:DIP48/SSOP48/裸片硬件电路设计漫谈QQ:544698569E-mail:[e-mail]6了解上述内容后，再进一步进行评估，看看所需的产品有那些功能，怎样才能实现，大至可以分为以下几步：1，确定用什么样的电源输入，有无大电流负载及一些安规方面的要求，体积大小有无规定，采用电池供电时是否要考虑做一些省电低功耗线路2，带检测功能的产品是否用到A/D功能，有无必要用到一些精密参考源，主要针对测量电路，或是可否直接采用RC充放电线路来做检测,A/D通道转换需要一定的稳定时间，在软件设计时需要作考量。为了保证每次AD转换的稳定与正确，最好在每次AD转换前都重新确定AD转换通道、AD转换分辨率、AD时钟源选择位，而且根据所应用场合对所取得数据进行合理的处理。A/D转换在硬件设计方面的注意事项：信号源要尽量与A/D转换输入端接近，而且要视芯片输入阻抗添加合适的电容并入信号源输入端。此外需保证AD转换基准电压的稳定，模拟地与数字地要分开或隔离。3，操作时有多少个按键，能否采用跟其他I/O口复用，按键是否采用唤醒功能，即采用带有唤醒功能的I/O口，按键输入可否采用矩阵扫描4，输出指示能否跟输出控制I/O复用，这样可以节省I/O，但要考虑到输出电流的大小，不能影响负载的正常输出5，有无精确度要求较高的定时，用来确定采用什么样的振荡源6，复位电路的选取,I/O不够时能否采用内部复位,芯片的上电复位时间与系统电压上升速度，外部振荡器频率、种类及外部Reset电路造成的delay都有关联。7，有无显示电路，是LED还是LCD，是否必要采用外挂驱动IC8，大电流负输输出采用继电器还是可控硅,当输出为可控硅时，是否采用共地，还是直接采用光电耦合，有无用到同步信号9，输入尽可能放在同一I/O，输出放在同一I/O，同时应该考虑到PCB布线10，I/O口内部有无上拉电阻,有些I/O只能做单一的输入且无上拉电阻,这一点在设计中很容易给忘记！11，对空闲口的设置，空闲口一般设定为输入上拉或输出低电平。对ADCI/O通道，应用P4CON的设定，可以避免I/O口的漏电流。对于不同的外部硬件电路，考虑I/O的状态设置，设定不当，会有漏电流，特别注意上拉电阻的正确设定，若I/O在outputlowlevel,又将pull-upenable会造成漏电,例如:VDD=5V会有约5V/100K=50uA漏电.硬件电路设计漫谈QQ:544698569E-mail:[e-mail]7输入部分电路的设计按键部分硬件电路部分应用实例普通独立按键：图中S1、S2、S3为常用的三种按键，其中S3接在U1第4脚为低电平触发脚有效，因为U1第4脚内部没有上拉电阻，所以得在U1第4脚外面接一上拉电阻以确保在不按下按键时让U1第4脚维持在高电平状态，采用S2接法时，为高电平触发有效，因这颗IC内部没有下拉电阻，所以得在U1第4脚外面接一下拉电阻以确保在不按下按键时让U1第4脚维持在低电平状态，S1因Ic内部有上拉电阻，则不要外加器件。VDD1XIN/P1.32XOUT/P1.23VPP/RST/P1.14P5.45P1.06P0.0/INT07VSS8U1SN8P2501_8PS2SW-PBS1SW-PBVCCR1100kS3SW-PBVCCR1100kVCC纯按键矩阵描按键：电路中扫描口都得为双向的I/O口，如此电路需要省电功能，则将COM1、COM2用到具有唤醒功能的I/O口即可。P2.21P2.12P2.03VDD4XIN/P1.35XOUT/P1.26VPP/RST/P1.17P5.4/PWM0/BZ08P1.09P0.0/INT010VSS11P2.512P2.413P2.314U1SN8P2501BVCCS1SW-PBS3SW-PBS5SW-PBS2SW-PBS4SW-PBS6SW-PBCOM1COM2SEG1SEG2SEG3按键加LED矩阵描按键：S1ON/OFFS3TIMERS4HEATD91HD84HD72HR7820RR5820RR6820RD11HETALS2OSC