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单片机各模块说明
日期:2018-07-22 12:58:39 | 编辑:单片机各模块说明

 一、电源部分

电源部份采用两种输入接口(如下图)。

1、外电源供电,采用2.1 电源座,可接入电源DC5V,经单向保护D1 接入开关S1。 

2USB 供电,USB 供电口输入电源也经D1 单向保护,送到开关S1。 注:两路电源输入是并连的,因此只选择一路就可以了,以免出问题。 

S1 为板子工作电源开关,按下后接通电源,提供VCC 给板子各功能电路。电路采用两个滤波电容,给板子一个更加稳定的工作电源。LED 为电源的指示灯,通电后LED 灯亮。

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二、扩展电源

下图,这里是内部电路的5V 电源引出接口,在电源开关之后(即受电源开关的控制),可用于外扩展电路供电。提供三组方面各种场合使用。 注:静止将此两脚发生短路。

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三、复位电路

51 单片机与AVR 单片机的复位电平不同,前者为高电平复位,后者为低电平复位,因此设计了插针J1 来转换,这也是支持51 和AVR 的原因所在。 J1 的下插针切换复位按键的连接方式VCCGND51 单片机连接VCCAVR 单片机连接GNDJ1 的上插针是为了51 单片机引入上电复位电路,电容和电阻组成简单的上电复位,而对于AVR 单片机内部有上电复位电路且上电复位电平也不同就无需接入,因此J1 的上插针有一个空脚。 

注意:在使用不同单片机需切换J1 时,上下插针都要切换。

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四、蜂鸣器

蜂鸣器分为有源和无源两种,有源即两引脚有一个直流电源就可以长鸣,无源则需要一个1K左右的脉冲才可以蜂鸣,因此对于按键的提示音及报警蜂鸣使用有源来得方便。有源也可以当无源使用,而无源则不能当有源使用,当然用有源蜂鸣器作音乐发声会失真利害(建议更换无源蜂鸣器)

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如上图:单片机P15 输出高低电平经R21 连接三极管B 极,控制三极管的导通与截止,从而控制蜂鸣器的工作。低电平时三极管导通,蜂鸣器得电蜂鸣,高电平时三极管截止,蜂鸣器失电关闭蜂鸣。

五.继电器

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上图:单片机P14 输出高低电平经R41 连接三极管B 极,控制三极管的导通与截止,从而控制继电器的的吸合与断开。低电平时三极管导通,继电器得电吸合,电流还经过R42 连接LED 灯点亮(状态指示)。高电平时三极管截止,继电器失电断开,指示灯灭,D4 是续流二极管,起保护三极管的作用。 继电器的主要用途是用低电流或低电压控制高电流或高电压设备,以及它的隔离作用。(如上图)只要在线圈两端(4-1 脚)加上工作电压,线圈中就会流过电流,从而产生电磁效应,衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯,从而带动衔铁的动触点(5 脚)与静触点(2 脚)吸合。当线圈断电后,电磁的吸力也随之消失,衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置,使动触点(5 脚)与原来的静触点(3 脚)接通。

六、发光二极管(LED灯) 

二极管的两个引脚分别为阳极和阴极,电流从阳极入阴极出,多个发光二极管并列可接成共阳型或共阴型,共阳是将多个发光二极管的阳极接在一起,引出各阴极;共阴则是将多个发光二极管的阴极接在一起,引出各阳极。LED 数码管和LED 点阵屏都是使用这两种连接方式

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如上图,板上8 个发光二极管采用共阳接法,各阳极接限流电阻排到VCC 端,阴极接单片机的P2 口。因是共阳接法,要使LED 灯点亮,P2 口得输出低电平,如:要使LEDD20)灯亮,P2.0=0即 P2=0XFEJLED 是一个插针开关(作为LED 灯的工作开关),拔出短接帽将VCC 断开,LED 电路将失去电源不工作。如需P2 口做其它扩展用途,可将此处断开而不影响P2 口电流。 

七、数码管

电路使用一个四位共阳型数码管,四个公共阳级由三极管放大电流来驱动,三极管由P10-P13控制开与关。数码管的阴级由P0 口经过电阻限流连接。

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例如,要十位的数码管工作,P12 输出0,使三极管Q12 导通,8 脚得电,当P0 口相应位有输出0 时,点亮相应的LED 灯组合各种字符数字。 注意:JSM 插针开关(作为数码管的工作控制开关),在使用液晶做实验或P0 口做其它扩展用途时,请将JSM 短接帽断开。 

八、LCD液晶接口 

16LCD液晶接口:

可连接16 脚兼容的液晶,比如LCD1602,图形点阵LCD12232 等。 12 两引脚是电源,1 负2 正,工作电压5V。 

3 脚是对比度控制,由可调电阻RW2 调节3 脚对地电阻值改变对比度。(第一次使用记得调节RW2 来达到最佳效果)。 

4-6 是控制引脚RSR/W 和E,接P10-P12。 

7-14 引脚是并行数据总线接P0 口,这与数码管是共用脚。(显示设备有一种就可以了,所以共用此接口,使用LCD 时请将JSM 断开,关闭数码管电路以减少电流对P0 口的影响。) 

1516 引脚是背光灯电源,15 正16 负,工作电压5V

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20LCD接口: 

这里多使用LCD12864,也可接其它LCD,只要20 个引脚功能兼容就可以了。 12 两引脚是电源,1 负2 正,工作电压5V。 

3 引脚是对比度控制,由可调电阻RW1 调节从18 脚引出与VCC 的分压,适合早期驱动芯片的负压驱动,现有的液晶屏对比度调节直接集成在液晶驱动板背面,此种液晶屏对比度不受RW1 控制。 

4-6 是控制引脚RSR/W 和E,接P10-P12。 

7-14 引脚是并行数据总线接P0 口,这与数码管是共用脚。(显示设备有一种就可以了,所以共用此接口,使用LCD 时请将JSM 断开,关闭数码管电路以减少电流对P0 口的影响。) 

15 脚和16 脚是功能选择,本板引入P16 和P17,大家可根据自己的LCD 来设置这两个脚位电平。比如LCD12864-12 接口是PSB 和NC(空脚),PSB 是串行与并行数据转换,高电平使用并行通讯,低电平使用串行通讯。还有的接口是CS1 和CS2,前半屏与后半屏的选择。 

17 引脚电路引入P13 控制,对于LCD12864 液晶屏是低电平复位功能。 1920 引脚是背光灯电源,19 正20 负,工作电压5V。 注:1,两个对比度电位器的位置。 

2,使用液晶时,建议使用外电源(变压器等)供电,否则使用 USB 电源电量的限制,液晶对 

比度达不到理想状态,电压过低则显示不清甚至看不到显示。

3,使用液晶时,将JSM插针的短接帽断开,关闭数码管电路,否则会对数据总线造成影响。 

九、独立键盘

如下图,由六个按键组成,每个按键的一端连接IO 口,另一端直接连接GND0 电位)。六个按键分别接入P37-P32,只要按下按键,相应位的IO 口位将被拉为低电平(0),程序可以判断相应位是否为0 来确认按键已按下。

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十、中断按钮

IO 口P32 和P33 经一个按钮接入GND,如上图键盘电路中的5 键和6 键,当按下按钮时,P32P33 口由高电平1 转到低电平0CPU 产生中断(当然,芯片内部要开启中断才有作用)。做实验时使用,而实际应用就不用中断按键的,直接做为键盘按键使用。 

十一、红外接收头(H1838)接口 

如下图:本接口电路将数据引脚直接引入P33,可使用中断接收,做红外接收实验,可用遥控器做发射器,配合相应的解码例子进行接收,扩展无线遥控键盘。 可直接插接38K 检波类红外接收IC,内部带38K 检波电路,配合现多用的38K 载波发射遥控器,如电视,VCD 遥控器等。 

注意:请在关闭电源的状态下插接,确认引脚方向无误再通电。

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十二、温感DS18B20接口 

如上图,此接口可连接DS18B20 温度传感芯片,学习“一线总线,1-Wire”通讯,可做温度计,温度控制及报警装置等。 

中间数据引脚接入P32R4 为上拉电阻给数据线提升工作电流增加稳定。 注意:请在关闭电源的状态下插接,确认引脚方向无误再通电。 

十三、ISP下载接口

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ISP 是一种串行下载接口,AT89S 或AVR 单片机可使用此接口通过下载器烧写程序,接口比较简单,除电源外一条复位线和三条数据线直接连接P1 相应接口。 在使用USB-ISP 下载器时,这里的VCC 可由USB-ISP 下载器供给,这时板子可不接外电源,但要注意一点,USB 电量有限,做扩展外围电路时负载不能过大,否则加外电源。 

十四、同步异步串行通讯

单片机的同步异步串行通信接口是P3.0 和P3.1,接口输出的是TTL 电平。因TTL 电平的通讯距离有限,因此就出现了RS232 接口,此接口通讯距离大大提升。那么要使TTL 电平转为RS232电平,就必需通过电平转换电路,部份电路使用分立元件构成,现大部份使用MAX232 芯片。电脑上的COM 口就是RS232 接口了,STC 单片机也是通过此COM 口烧写程序的。 

如下图:电路中的MAX232 电平转换IC 外接四个电容,有电压泵的作用,可以将输出电位差拉高,与接口RS232 电平相符合。C35 是电源滤波电容,可有可无,这里只起到稳定电源的作用。双机通讯也可通过此接口,可大大加长连接距离。 

注意:10 脚和9 脚不是直接连接到单片机的P31 和P30,而是在P3 口位置设置了一个可断开 

的插针连接,记得两个短接帽是否接上。

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十五、扩展接口插针

P1RST 和P3 组成17 引脚的插针。P0PEAALEPSENP2 组成19 引脚排针,此接口是以8051 为原理设计,当使用STC 或AVR 单片机时PEAALEPSEN 也可作为其它IO 口使用。

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