单片机入门经验分享1-晶振复位电路与电源 -

标题: 单片机入门经验分享1-晶振复位电路与电源 [打印本页]

作者: dabing89 时间: 2018-10-13 08:30
标题: 单片机入门经验分享1-晶振复位电路与电源
学单片机也好长时间了，走过许多弯路，挖过许多坑，浪费了很多时间，做过实际产品后回顾过去的学习经历，发现很多坑其实是可以避免的，单片机的入门应该可以更轻松一点，借51黑电子论坛一方宝地，写写我的一些学习经历，希望对刚入门甚至还没有入门的新手有所帮助，心愿足矣，本人水平有限，求老手轻拍，有错请指出，有事请留言。。。
   单片机的学习，模电数电是最基本的，也是最重要的，构成单片机最小系统的三个要素，是电源，晶振和复位电路，话说这是之前的STC89C52了，现在的STC15系列，晶振和复位电路都内置了，但是电源还是要有的{:lol:}，我们就以这2者做对比来学习，看看有何不一样的地方。

   关于单片机的电源
通过查看单片机的型号可知，STC89C52RC的供电电压范围在3.3V-5.5V之间，STC15W1K16PWM这款芯片的供电电压范围在2.4V-5.5V之间，他们都可以用5V供电，后者可以用3.3V来供电，STC89C52RC这块片之所以还没有退役，还是因为学习者大多以他作为学习入门，在实际项目中，我只见到过一次，某天，老板从库房里拿出2管STC89C52，大概几十片，问我还能不能用上，我只呵呵了一下{:titter:}。
      言归正传，我们既然确定用5V来供电，那么电源是如何产生呢？翻开模电课本的514页，我们知道可以用变压器来搞定，比如在TB上搜220V转12V变压器12W,就搜到了，变压器直接输出的是交流电12V，我们没法用啊，于是还需要整流，滤波，稳压等等，整流需要二极管，这里我们选择桥式整流，选择4只1N4007，规格1A 1000V就好了，这个1A指的是最大整流电流，这个1000V指的是最高反向工作电压，这些在模电课本520页都有的，这样经过桥式整流之后，输出的电压是脉动的直流电压，已经有正负极性了，但是我们还是不能用，交流成分实在是太大，因此还需要加一个容量稍大些的电解电容，比如1000UF/35V,电容的耐压值的选取应该大于1.1*1.414*12，电网电压也是波动的，预留出10%就好了，根据电容容量计算公式，计算出容量在1000UF-2000UF是合适的，12W的变压器，我们只要输出500MA的电流就够了，这样的设计是完全满足我们的需要的。电路图如下：

图中的C1，C3容量较大，作用是用于滤波，C2是消除自激震荡，高频干扰，C4也是消除噪声等高频干扰，三端稳压芯片用的是LM7805，非常常见的电路了，后面加了一个TVS，这个在实际项目产品中是必须要加的，瞬态抑制二极管,如果电压高于5V，会瞬间动作，保护后级电路，带CA的是没有方向的，直接插上就可使用，后面用了个LED红色的小灯，我们知道小灯就是一个二极管，不过发光二极管和普通的二极管的压降是不一样，像这种红色的，一般压降在1.8-2.0V可以正常工作，电流在4-20MA，如果超出这个数值，基本就烧坏了，R1是限流电阻，限制LED的电流，我选择5MA的工作电流，5/0.005 = 1K欧姆，就是这么来的，这样，电源部分就搞明白了，我们获取了5V的电源。

关于晶振
晶振，顾名思义，晶体振荡器，这就好比人的心脏啊，提供整齐划一的节拍，如果这个东西不准，或者不起振，单片机玩不转的，在STC89C52上，是必须要加晶振电路的，如图所示这样：

2个20PF的电容是帮助晶振起震的，维持信号稳定，Y1是无源晶振，啥叫无源呢？指的是没有震荡源，也就是说他自己单独玩不转的，需要内部的RC电路配合，产生一个十分稳定的时钟信号源，跟无源相对就是有源晶振了，这个价格相对来说贵一些，一般4个引脚，VCC,GND,OUT,NC，NC是直接悬空的，当给有源晶振供电以后，再其OUT端，会产生一个方波信号，直接接在XTAL1上就好，XTAL2可以悬空不接，当然这里是指STC89C52，我记得之前用STM32F103RCT6这款芯片做产品电磁兼容测试，因为有源晶振辐射超标，再加上电路布局不合理，过不了电磁兼容，没有办法，只好把晶振搞掉了，但是就算晶振换下来了，这个引脚还是可以造成干扰的，于是就配置成普通IO，然后接电阻下拉接地才过了，这都是经验教训啊。

关于复位电路
复位电路，是用来在单片机执行异常的时候，可以让他从头开始执行程序，STC89C52RC这款芯片是高电平复位，低电平正常工作，电路图如下所示：

来解析下这个电路图，先来看STC89C52RC,我们知道电容的特性是通交隔直，电容是个储能元件，储存的是电场的能量，在没有电到上电的瞬间，电容肯定要充电的，这个时候电容就短路成一根导线了，RST端就被拉到了5V，执行复位指令，当电容充满电后，会断开连接，RST引脚会被10K电阻下拉到低电平，所以电路开始正常的工作，之所以接上按键以及100R的电阻，是可以手动复位，当按键按下的时候，RC并联，我们知道，电阻是消耗电能的，会瞬间把电容里面的电能释放掉，具体的时间计算，可以看电路基础第4版，127页，一阶电路的零输入响应，计算比较麻烦，有一个时间参数，T = RC（念TAO，不会打），单位是秒，T的大小反映了一阶电路过渡过程的进展速度。我们只要知道会瞬间释放就好了，手动复位之后，电容又开始了充电断开正常工作的过程，就是这样。51单片机和STM32不同，STM32是低电平复位，高电平正常工作，这儿原理是一样的。
好了，单片机学习最基础的部分，已经了解了，接下来，就可以动手干点别的事情了。。。未完待续。。。

作者: guanlinzhong 时间: 2018-10-17 08:48
很不错，赞

作者: longyunjia 时间: 2018-10-21 22:30
最基本的知识，也是一些经验，值得学习

作者: 东北小延安 时间: 2018-10-22 20:51
讲的很好，有理由有数据，感谢楼主分享，持续关注中……

作者: ljxmling 时间: 2018-10-23 16:24
好基础啊，能看懂

作者: 857502711 时间: 2018-11-3 19:47
简单易懂，点赞

作者: 执迷不悟55 时间: 2018-11-5 11:04
弱弱的问一句，图一中那个F2 1000MA的东西是啥

作者: sakeboy 时间: 2018-11-10 21:49
放心，我一定会持续关注的，很是基础，适合自学者

作者: 690862557 时间: 2018-11-16 07:57
很基础，很到位。容易上手。谢谢分享。

作者: red178 时间: 2018-11-18 18:48
多谢，学习中。

作者: 枫舞、 时间: 2018-11-27 18:01
分析的不错啊

作者: 星坠LS 时间: 2018-12-2 00:18
多谢楼主收获很大

作者: tc234 时间: 2018-12-22 10:42
很棒，加油

作者: qianna 时间: 2018-12-24 17:36
感谢，学习中

作者: xxlwking 时间: 2018-12-27 14:48
Thanks

作者: hb5383 时间: 2019-1-8 09:45
讲的很透彻！学习了。

作者: 海阔天空8 时间: 2019-1-8 10:39
这一讲很好，看得懂。接下来就不行了，一看代码就头痛！您就说怎么写程序（是不是向某脚输入一个脉冲信号，然后固定，再输入-固定，，，然后读出程序，，）吧？我记得RAM6116大概是这样，但是它一断电程序就没了，单片机断电后程序保留，是这样吗？多谢！！，，，，

作者: 2019keil 时间: 2019-1-23 15:18
值得学习

作者: Tcat 时间: 2019-2-13 07:22
好贴，努力学习中！

作者: zp17777 时间: 2019-2-25 18:30
讲的真的不错

作者: zp17777 时间: 2019-2-25 18:31

执迷不悟55 发表于 2018-11-5 11:04
弱弱的问一句，图一中那个F2 1000MA的东西是啥

保险

作者: ontheroad 时间: 2019-3-7 10:58
楼主分享的单片机学习、开发经验非常有用。

作者: 低奢内 时间: 2019-3-19 23:40
谢谢楼主

作者: mananchao 时间: 2019-4-5 15:57
很基础也很详细

作者: 阿布将 时间: 2019-4-24 13:56
挺好的，适合初学者看

作者: aasdqwe001 时间: 2019-5-7 22:08
很有用

作者: 1927 时间: 2019-5-11 16:16
很不错，新手的我刚好在看复位电路和晶振

作者: wsy666 时间: 2019-5-13 10:29
你好，请问我11.0592MHz晶振不起振是不是因为我接的30pF电容太大了，可我看网上说的15~30pF好像都可以啊，那到底是为什么不起振呢？

作者: fm6520 时间: 2019-6-24 17:00
一节一节学习了

作者: azi197417 时间: 2019-7-11 11:29
跟着认真学习，同时改程序实验

作者: 965313729 时间: 2019-9-11 08:27
谢谢楼主，很基础

作者: Liu5452830 时间: 2019-9-23 21:51
刚想制作51最小电路板，谢谢分享

作者: qjyvi2 时间: 2019-10-11 21:53
请问，数电模电，具体是哪两本教材，谢谢指教

作者: 2207302596 时间: 2019-11-16 11:30
楼主很棒的分享贴

作者: gold123 时间: 2019-12-2 15:45
谢谢分享

作者: ztzp 时间: 2020-1-4 20:01
虽然这些道理都懂，但再看一遍温故知新。

作者: lindeijun1 时间: 2020-1-11 08:37
谢谢楼主分享！！！

作者: cr8526 时间: 2020-2-21 17:50

执迷不悟55 发表于 2018-11-5 11:04
弱弱的问一句，图一中那个F2 1000MA的东西是啥

保险丝

作者: jvko 时间: 2020-2-29 14:41
很努力的样子！加油

作者: pjzhong 时间: 2020-2-29 16:51
多谢楼主收获很大

作者: luozhixian7899 时间: 2020-3-16 16:17
相见恨晚

作者: 吴进Joe 时间: 2020-4-20 23:49
刚开始学习，差不多搞懂了，再看楼主写的，感觉很亲切，谢谢分享

作者: wb45782170 时间: 2020-5-11 11:07
学习了

作者: wb45782170 时间: 2020-5-11 11:07
谢谢楼主分享！！！

作者: dpjhaonan 时间: 2020-5-28 22:00
非常基础，很容易能懂，感谢

作者: 初出茅庐111 时间: 2020-7-17 10:24
讲得很好，不错的总结

作者: shineben 时间: 2020-9-2 16:30
支持支持,收藏了回去慢慢消化

作者: metatron1 时间: 2020-10-4 13:42
很不错，适合我这种初学者。

作者: ccll51 时间: 2020-10-7 16:32
真的不错，有用

作者: Fecter11 时间: 2020-11-18 13:12
跟踪学习，谢谢楼主

作者: cedtek 时间: 2021-1-14 16:28
实战经验非常有价值，感谢分享

作者: Bubiu 时间: 2021-1-21 16:36
终于明白一点点啦

作者: yitong7601 时间: 2021-5-25 08:08
楼主分享的单片机学习、开发经验非常有用，无论什么时候都可以学习。

作者: 梦之蓝太原 时间: 2021-6-10 00:22
#dabing89你好，你的电源我非常感兴趣，但我感觉你的保险丝放置位置不对，应放置在整流桥后，以保护所有元件。

作者: 梦之蓝太原 时间: 2021-6-10 00:25
稳压电源做的精细，但我感觉保险线位置不对，不能对所有元件进行保护。应放在整流桥后面，比较妥当。

作者: chenrunchao 时间: 2021-8-23 17:45

执迷不悟55 发表于 2018-11-5 11:04
弱弱的问一句，图一中那个F2 1000MA的东西是啥

f2是可恢复保险丝，电流超过1A会断开，保护后级电路，断电后可恢复。

作者: chenrunchao 时间: 2021-8-23 17:47

执迷不悟55 发表于 2018-11-5 11:04
弱弱的问一句，图一中那个F2 1000MA的东西是啥

F2是可恢复保险丝。电流超过1A时断开，保护后级电路，断电可恢复。

作者: LJMEP 时间: 2021-9-7 17:59
好基础啊，能看懂

作者: pcwww 时间: 2021-9-9 09:52
通俗易懂，谢谢。

作者: splendors 时间: 2021-9-12 23:44
讲的非常浅显易懂，终于对复位电路和振荡电路有所了解了，感谢分享心得。

作者: 传奇爸爸 时间: 2021-9-24 21:38
讲的很好，有理由有数据，感谢楼主分享，持续关注中……

作者: shxiueqiu 时间: 2022-5-14 17:18
踩在门栏外的未入门小白表示非常感谢

作者: 無名人un 时间: 2022-8-27 23:26
为什么几乎我都没看懂这是要有数电模电基础之后才能看懂的么

作者: wyl138 时间: 2022-10-31 20:06
这个系列很不错，持续跟踪。。。。

作者: zhengxuming 时间: 2023-2-22 09:26
讲的很好，有理由有数据，感谢楼主分享，持续关注中……

作者: guizi327832749 时间: 2023-3-7 22:16
τ 我会打插入特殊字符里面有个专门的字符，因为这个还被导师骂过，要严谨~

作者: 云深雨沉 时间: 2025-6-22 00:35
对刚入门的人来说，是个不错的学习帖子

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