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單片機(jī)常用外圍電路設(shè)計(jì)參考與心得

從事嵌入式這個(gè)行業(yè)已經(jīng)有七八年了，在此筆者給大家分享一些硬件電路的設(shè)計(jì)方案和心得，供一些剛學(xué)嵌入式的朋友參照。

一、按鍵電路

R1上拉電阻：將不確定的信號(hào)通過一個(gè)電阻鉗位在高電平，維持在不被觸發(fā)的狀態(tài)或是觸發(fā)后回到原狀態(tài)。(個(gè)人建議加上)

C1電容：減小按鍵抖動(dòng)及高頻信號(hào)干擾。(個(gè)人建議加上)

R2限流電阻：珍愛IO口，防止過流過高電壓燒壞IO口，對(duì)靜電或者一些高壓脈沖有吸收作用。(個(gè)人建議加上)R2的取值100歐~10k不等，假如有設(shè)置內(nèi)部上拉，該值不能太大，否則電流不足以拉低IO口。

D1 ESD二極管：靜電珍愛二極管，防止靜電干擾或者損壞IO口。(這個(gè)依據(jù)PCB的老本及防護(hù)級(jí)別要求來決定添加與否)

二、外接信號(hào)輸寫

R3上拉電阻：將不確定的信號(hào)通過一個(gè)電阻鉗位在高電平，維持在不被觸發(fā)的狀態(tài)或是觸發(fā)后回到原狀態(tài)。(假如外接的連接線比較長(zhǎng)，芯片內(nèi)部上拉才能比較弱，則建議加上。平時(shí)通信距離不長(zhǎng)，有內(nèi)部上拉則能夠省略)

C2電容：防止高頻信號(hào)干擾。(注意，假如輸寫頻次信號(hào)比較大,C2容值要對(duì)應(yīng)減少，或者直接省略C2)

R4限流電阻：珍愛IO口，防止過流過高電壓燒壞IO口，對(duì)靜電或者一些高壓脈沖有吸收作用。(個(gè)人建議加上)

D2 ESD二極管：靜電珍愛二極管，防止靜電干擾或者損壞IO口。(這個(gè)依據(jù)PCB的老本及防護(hù)級(jí)別要求來決定添加與否)

三、輸出電路繼電器

U1光耦：別離高低壓，防止高壓干擾，達(dá)到電氣隔離。

D5 1N4148：續(xù)流二極管，珍愛元件不被感應(yīng)電壓擊du穿或燒壞，以并聯(lián)的方式接到產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的元件兩端，并與其構(gòu)成回路，使其產(chǎn)生的高電動(dòng)勢(shì)在回路以續(xù)電流方式耗費(fèi)，從而起到珍愛電路中的元件不被損壞的作用。

四、達(dá)林頓晶體管

達(dá)林頓晶體管，小搭檔們一般常用于步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，其實(shí)能夠用于電機(jī)調(diào)速，大功率開關(guān)電路，驅(qū)動(dòng)繼電器，驅(qū)動(dòng)功率比較大的LED光源，利用PWM來調(diào)節(jié)亮度哦。

R6、R7、R8電阻：用于限流，防止ULN2001損壞，導(dǎo)致高壓直接輸寫到MCU的IO。（由于ULN2001D自身自帶二.7K電阻，這里的R6、R7、R8能夠省略；假如某些驅(qū)動(dòng)芯片沒帶電阻最好自己加上，詳細(xì)情況能夠查看選用芯片的數(shù)據(jù)手冊(cè)作決定）

COM端接電源：當(dāng)輸出端接感性負(fù)載的時(shí)候，負(fù)載不須要加續(xù)流二極管，芯片內(nèi)部設(shè)計(jì)有二極管，只需 COM口接負(fù)載電源即可，當(dāng)接其他負(fù)載時(shí)，COM口能夠不接。

在運(yùn)用阻容降壓電路為 ULN2001D 供電時(shí)，由于阻容降壓電壓沒法阻止電網(wǎng)上的瞬態(tài)高 壓波動(dòng)，必需在 ULN2001D 的 COM 端與地端就近接一個(gè) 104 電容，其余應(yīng)用場(chǎng)合下， 該電容能夠不添加。

五、運(yùn)算放大器

利用運(yùn)放巧妙采集負(fù)載的當(dāng)前電流，能夠精確知道當(dāng)前負(fù)載運(yùn)行情況，有沒有正常工作，非常好用。

GND2是負(fù)載的地端，通過R16電阻(依據(jù)負(fù)載電流的大小R16要選功率大一點(diǎn)的)接公共地，會(huì)有微小的電壓差

該電路是同相比例運(yùn)算電路，所以采樣端的電壓=輸寫端電壓*(1+R9/R11)=69倍的輸寫電壓。大家能夠依據(jù)測(cè)量范圍修改R9調(diào)節(jié)放大倍數(shù)。

六、MOS管控制電源輸出通斷

七、輸寫電源

假設(shè)電路老本比較緊張，可依據(jù)須要適當(dāng)刪減元件。

F1自恢復(fù)保險(xiǎn)絲：過流珍愛，可依據(jù)現(xiàn)實(shí)中負(fù)載電流調(diào)整閥值大小。

D10 肖基特二極管：減少后級(jí)電源對(duì)前級(jí)的影響，防止電源正負(fù)接反燒壞后級(jí)電路，防止電源關(guān)電時(shí)電流倒灌，但經(jīng)過二極管有0.4V左右壓降，須要考慮經(jīng)過0.4V降壓后會(huì)不會(huì)低于后級(jí)電路的正常工作電壓。

TVS管：輸寫電壓過高珍愛，一般取正常輸寫電壓的一.4倍。

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總結(jié)

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