很多單片機老師傅都不會自己繪制電路圖,今天我來教你
很多單片機老師傅都不會自己繪制電路圖,今天我來教你
這一節(jié)算是個重點,我們自己動手繪制電路圖,就會對它的理解更深刻。
現(xiàn)在我們腳落地:)一步步來。
///插播一條:我自己在今年年初錄制了一套還比較系統(tǒng)的入門單片機教程,想要的同學(xué)找我拿就行了免費的,私信我就可以哦~點我頭像黑色字體加我地球呺也能領(lǐng)取哦。最近比較閑,帶做畢設(shè),帶學(xué)生參加省級或以上比賽///
還是從功能框架圖開始。
單片機核心是ATMEGA328P-PU。單片機你可以理解為電路板的大腦。
現(xiàn)在我們把他的腦袋裝上。
現(xiàn)在我們的板子大腦有了。
我們先了解下這個大腦,單片機。
我們認(rèn)識一個東西,主要從兩個方面去了解它。
.實物
.說明書(或者叫規(guī)格書,或者叫做DATASHEET)
它的實物是這樣子的:
說明書兩個(第一個簡要,第二個詳細):
下面這個圖是從說明書中截取的:
這個像蜈蚣一樣的元件就是單片機。它有28條腿。
電子器件都是需要供電的。
VCC GND這兩個引腳是主供電的腳。
我們看到兩個GND,GND是英文ground簡寫,實際接的電源的負極。
我們從上面看到是兩個GND,在這個單片機的內(nèi)部兩個GND實際是連在一塊的。如果引腳特別多的單片機,會有好幾組VCC GND。
例如下面的單片機STM32單片機
我們看到了大量的VDD VSS的引腳,這個VDD和上面的VCC是等同的,VSS和GND是等同的。所以說符號不重要,而是看符號代表的實際意義其中VSS1 VSS_2等等是我自己標(biāo)注的,為了對這幾個引腳做區(qū)分,避免繪圖的時候出錯和遺忘,實際所有的都可以標(biāo)注為VSS。
現(xiàn)在我們回到要學(xué)習(xí)的ATEMGA328單片機。
AREF是一個參考電壓的引入腳,AVCC是模擬供電輸入腳。
這兩個都是用在模擬信號輸入時用的。
這里出現(xiàn)模擬信號的概念,模擬信號對應(yīng)于數(shù)字信號。
數(shù)字信號高低變化,假設(shè)供電3.3V不是0V就是3.3V沒有中間階段。
模擬信號則是0~3.3V的一個變化,可以是0~3.3V之間的任何電壓。
實際上世界上沒有所謂的純粹數(shù)字信號的,看麻省理工的公開課,一位老師講的很好,
數(shù)字信號的轉(zhuǎn)折點(模擬信號)的處理,就是Intel公司賴以發(fā)家的本錢。
在從3.3V到0V的高低變化上是需要時間的,再短的時間也是時間,即使是納秒、微妙。
前面我們學(xué)過1秒=1000毫秒=1000000微妙=1000000000納秒。
假設(shè)設(shè)備速度快到納秒級,也就是把1秒的時間分成1000000000份,每份的時間就是我們高低變化的時間。
AVCC是和外部模擬部分的供電一致的,也就是說,如果要求高,要單獨供電到這個腳,不要和VCC接在一塊(實際上要求不高的電路,AVCC VCC可以接在一塊,簡化電路)
AREF是參考電壓,因為我們開關(guān)機或者特殊情況VCC是波動的,也就是不準(zhǔn),但我們測量的模擬信號要非常準(zhǔn)確,就需要單獨加一個電壓給AREF作為模擬信號的基準(zhǔn)電壓。
AVCC和AREF的不同是:
AVCC是要給單片機內(nèi)部模擬部分信號電路供電的,需要一定的電流(因為單片機電壓是確定的,實際是需要一定消耗功率才能工作,電壓乘以電流,電壓不變,那么就對電流有要求)
AREF是一個參考電壓,不是供電電壓,所以需求的電流很小,但對電壓的穩(wěn)定性要求高。
老三部曲,看到復(fù)位腳了嗎,RESET就是復(fù)位的意思。
復(fù)位電路就接到這個腳,上面有兩節(jié)曾經(jīng)講過復(fù)位電路,可以回頭看看,下一步我們也會實際搭建復(fù)位電路。
老三部曲之三晶振電路接口。
電源、復(fù)位、晶振我們先把這三個電路連接好。
Step1(step是步驟的意思對這個詞愛不釋手,就不寫中文了)添加晶振
Step 2添加個通用電阻
Step 3添加個通用的電容
注意這里輸入cap電容就出來了,不一定輸入完整的英語單詞
現(xiàn)在從小學(xué)三年級就開始學(xué)英語,及時許多同學(xué)再討厭他,為了能夠?qū)εd趣復(fù)雜,我們要把幾個電子的單詞搞懂:)
Step 4我們使用的元件欄里面就有了我們添加的幾個元件。
Step 5照葫蘆畫瓢,我們先把復(fù)位電路加上。
這是原始的接法,實際復(fù)位電路一個電阻,一個電容就夠的,這里為了照顧測試,還有就是考慮可靠性,增加了D2和Reset-EN這兩個元件。
D2這個二極管在這里的作用是,當(dāng)電容充滿電,第二次復(fù)位時可以快速把電容的電放掉。
我沒有仔細研究過這里,我用stm32這款單片機時,這個二極管一直沒有加上,產(chǎn)品也沒什么問題,存在兩種情況,一個是stm32復(fù)位電路內(nèi)部就集成了這個類似于二極管的電路,另外一個就是電容比較小104(100nf)以下,所以復(fù)位總是快速的,感覺不到差異,但是再更高速的電路中D2這個二極管是否要保留,要實驗確定。
目前我用就是一個電阻一個電容組成復(fù)位電路。現(xiàn)在我們用的Atema328這個單片機,16M左右的速度,所以算是不高的速度。
說到這里,提醒學(xué)電子的同學(xué),任何理論上的電路都是不靠譜的,所有的電路都需要經(jīng)過實際測試確定,只有經(jīng)過大批量驗證的電路才靠譜。
另外,電路的應(yīng)用范圍也是不一致的,假設(shè)用在玩具上,復(fù)位電路,晶振電路都可以不加,因為很多單片機內(nèi)部自己有這兩套電路,但是假設(shè)用在航天上,需要可靠的復(fù)位電路,會用專用的復(fù)位芯片,甚至做多重冗余設(shè)計。