单片机简单电路图实物设计(很多单片机老师傅都不会自己绘制电路图)

很多单片机老师傅都不会自己绘制电路图,今天我来教你

这一节算是个重点,我们自己动手绘制电路图,就会对它的理解更深刻。

现在我们脚落地:)一步步来。

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单片机简单电路图实物设计(很多单片机老师傅都不会自己绘制电路图)(1)

还是从功能框架图开始。

单片机核心是ATMEGA328P-PU。单片机你可以理解为电路板的大脑。

现在我们把他的脑袋装上。

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现在我们的板子大脑有了。

我们先了解下这个大脑,单片机。

我们认识一个东西,主要从两个方面去了解它。

.实物

.说明书(或者叫规格书,或者叫做DATASHEET)

它的实物是这样子的:

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说明书两个(第一个简要,第二个详细):

下面这个图是从说明书中截取的:

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这个像蜈蚣一样的元件就是单片机。它有28条腿。

电子器件都是需要供电的。

VCC GND这两个引脚是主供电的脚。

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我们看到两个GND,GND是英文ground简写,实际接的电源的负极。

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我们从上面看到是两个GND,在这个单片机的内部两个GND实际是连在一块的。如果引脚特别多的单片机,会有好几组VCC GND。

例如下面的单片机STM32单片机

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我们看到了大量的VDD VSS的引脚,这个VDD和上面的VCC是等同的,VSS和GND是等同的。所以说符号不重要,而是看符号代表的实际意义其中VSS1 VSS_2等等是我自己标注的,为了对这几个引脚做区分,避免绘图的时候出错和遗忘,实际所有的都可以标注为VSS。

现在我们回到要学习的ATEMGA328单片机。

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AREF是一个参考电压的引入脚,AVCC是模拟供电输入脚。

这两个都是用在模拟信号输入时用的。

这里出现模拟信号的概念,模拟信号对应于数字信号。

数字信号高低变化,假设供电3.3V不是0V就是3.3V没有中间阶段。

模拟信号则是0~3.3V的一个变化,可以是0~3.3V之间的任何电压。

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实际上世界上没有所谓的纯粹数字信号的,看麻省理工的公开课,一位老师讲的很好,

数字信号的转折点(模拟信号)的处理,就是Intel公司赖以发家的本钱。

在从3.3V到0V的高低变化上是需要时间的,再短的时间也是时间,即使是纳秒、微妙。

前面我们学过1秒=1000毫秒=1000000微妙=1000000000纳秒。

假设设备速度快到纳秒级,也就是把1秒的时间分成1000000000份,每份的时间就是我们高低变化的时间。

AVCC是和外部模拟部分的供电一致的,也就是说,如果要求高,要单独供电到这个脚,不要和VCC接在一块(实际上要求不高的电路,AVCC VCC可以接在一块,简化电路)

AREF是参考电压,因为我们开关机或者特殊情况VCC是波动的,也就是不准,但我们测量的模拟信号要非常准确,就需要单独加一个电压给AREF作为模拟信号的基准电压。

AVCC和AREF的不同是:

AVCC是要给单片机内部模拟部分信号电路供电的,需要一定的电流(因为单片机电压是确定的,实际是需要一定消耗功率才能工作,电压乘以电流,电压不变,那么就对电流有要求)

AREF是一个参考电压,不是供电电压,所以需求的电流很小,但对电压的稳定性要求高。

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老三部曲,看到复位脚了吗,RESET就是复位的意思。

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复位电路就接到这个脚,上面有两节曾经讲过复位电路,可以回头看看,下一步我们也会实际搭建复位电路。

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老三部曲之三晶振电路接口。

电源、复位、晶振我们先把这三个电路连接好。

Step1(step是步骤的意思对这个词爱不释手,就不写中文了)添加晶振

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Step 2添加个通用电阻

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Step 3添加个通用的电容

注意这里输入cap电容就出来了,不一定输入完整的英语单词

现在从小学三年级就开始学英语,及时许多同学再讨厌他,为了能够对兴趣复杂,我们要把几个电子的单词搞懂:)

Step 4我们使用的元件栏里面就有了我们添加的几个元件。

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Step 5照葫芦画瓢,我们先把复位电路加上。

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这是原始的接法,实际复位电路一个电阻,一个电容就够的,这里为了照顾测试,还有就是考虑可靠性,增加了D2和Reset-EN这两个元件。

D2这个二极管在这里的作用是,当电容充满电,第二次复位时可以快速把电容的电放掉。

我没有仔细研究过这里,我用stm32这款单片机时,这个二极管一直没有加上,产品也没什么问题,存在两种情况,一个是stm32复位电路内部就集成了这个类似于二极管的电路,另外一个就是电容比较小104(100nf)以下,所以复位总是快速的,感觉不到差异,但是再更高速的电路中D2这个二极管是否要保留,要实验确定。

目前我用就是一个电阻一个电容组成复位电路。现在我们用的Atema328这个单片机,16M左右的速度,所以算是不高的速度。

说到这里,提醒学电子的同学,任何理论上的电路都是不靠谱的,所有的电路都需要经过实际测试确定,只有经过大批量验证的电路才靠谱。

另外,电路的应用范围也是不一致的,假设用在玩具上,复位电路,晶振电路都可以不加,因为很多单片机内部自己有这两套电路,但是假设用在航天上,需要可靠的复位电路,会用专用的复位芯片,甚至做多重冗余设计。

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