第12章 单片机系统电源设计
51单片机最小系统设计
51单片机最小系统设计单片机是一种集成电路，具备处理器、内存和输入输出设备等功能。
51单片机是一种常见的单片机，广泛应用于各种嵌入式系统中。
本文将介绍51单片机最小系统的设计过程。
一、概述51单片机最小系统由四个基本部分组成：单片机、晶振、复位电路和电源。
单片机是系统的核心，晶振提供时钟信号，复位电路保证系统的可靠复位，电源为系统提供电能。
二、单片机选型在进行最小系统设计前，需要选择合适的51单片机型号。
根据具体的应用需求和性能要求，选择合适的芯片型号。
常见的51单片机型号有AT89S52、STC89C52等。
三、晶振选型晶振的作用是产生稳定的时钟信号，为单片机提供时钟脉冲。
选择晶振时，应考虑系统所需的主频和稳定性要求。
常见的晶振频率有11.0592MHz、12MHz等。
四、复位电路设计复位电路用于保证系统在上电或其他异常情况下的可靠复位。
常见的复位电路设计包括电源复位电路和外部复位电路。
电源复位电路通过电源控制芯片实现，外部复位电路通常由稳压芯片和复位电路芯片组成。
五、电源设计为了保证单片机系统的正常运行，需要提供稳定的电源电压。
常见的电源设计方案有稳压电路和滤波电路。
稳压电路通过稳压芯片实现，滤波电路通过电容和电感组成。
六、最小系统连接在进行最小系统连接时，需要按照51单片机的管脚连接要求进行。
一般包括连接晶振、连接复位电路和连接电源等步骤。
在连接过程中，应注意线路的布局和连接的牢固性。
七、编程与调试当最小系统连接完成后，需要进行单片机的编程和调试。
编程可以通过编程器进行，调试可以通过示波器等工具进行。
在调试过程中，需要注意程序的正确性和系统的稳定性。
八、应用案例最小系统设计完成后，可以用于各种嵌入式系统。
例如，可以用于温度控制系统、电子秤系统、自动化设备等。
根据具体应用需求，可以进行系统功能的扩展和改进。
总结本文介绍了51单片机最小系统的设计过程。
通过正确选型、合理设计和精心调试，可以实现一个稳定可靠的最小系统。
单片机的应用及原理图例
单片机的应用及原理图例一、单片机的概述单片机（Microcontroller Unit，简称MCU）是一种将中央处理器（CPU）、存储器和各种输入/输出接口集成在一个芯片上的微型计算机系统。
它广泛应用于电子设备中，具有体积小、功耗低、成本低、性能稳定等特点。
二、单片机的原理图例以下是一个单片机的基本原理图例，用于说明常见的硬件连接方式。
1. 芯片单片机芯片是整个系统的核心，它承担着数据处理和控制的功能。
通过软件编程，我们可以控制芯片上的各个引脚，从而实现不同的应用。
2. 晶振晶振是提供给单片机时钟信号的源头。
常见的单片机系统通常采用晶振频率为4MHz或8MHz。
晶振的稳定性和准确性对整个系统的运行至关重要。
3. 电源电源是单片机系统的能量来源，一般使用直流电源。
常见的电源电压为3.3V或5V。
合理的电源设计是确保单片机正常工作的前提。
4. 电容电容主要用于稳压、滤波和放大等功能。
常见的电容有陶瓷电容、电解电容等。
在单片机电路中，电容起到了关键的作用，能够提高系统的稳定性和抗干扰能力。
5. 运放运放用于电压放大和信号处理。
它可以将微小的信号放大成为单片机可以处理的电平。
运放在一些特定的应用中起到了重要的作用。
6. 按键按键是单片机常见的输入设备，通过按下不同的按键，可以向单片机发送不同的输入信号。
按键通常与外部中断引脚相连，通过检测引脚状态变化来实现对按键的响应。
7. LEDLED是单片机常见的输出设备，通过控制输出引脚的电平来控制LED的亮灭。
LED可以用来指示系统状态、进行用户交互和界面设计等。
8. 串口串口是单片机与计算机之间进行数据通信的重要接口。
通过串口，我们可以实现单片机与上位机的通信，进行数据传输和调试等。
三、单片机的应用单片机广泛应用于各个领域，包括但不限于以下应用：•家电控制：空调、洗衣机、微波炉等家用电器都采用了单片机控制技术，实现了智能化的操作和功能。
•汽车电子：汽车中的点火控制、ABS系统、空调系统等都采用了单片机作为控制核心，提高了汽车的安全性和稳定性。
单片机电源设计
单片机电源设计一、引言在单片机系统中，电源设计是至关重要的一部分。
一个良好的电源设计能够确保单片机系统的稳定运行，并提供稳定的电压和电流，以满足单片机及其外部设备的工作要求。
本文将详细讨论单片机电源设计的相关内容。
二、单片机电源设计的基本原则1.稳定性：电源设计应确保输出电压和电流的稳定性，以免因电源波动导致单片机系统崩溃或故障。
2.高效性：电源设计应尽量提高能源利用率，减少能量损耗和发热量，以延长单片机系统的使用寿命。
3.低噪声：电源设计应减少电源产生的任何干扰或噪声，以保证单片机系统的正常运行。
4.低成本：电源设计应考虑到成本因素，选择适合的电源方案和元器件，以满足经济上的需求。
三、单片机电源设计的关键要素1.电源类型：单片机系统通常采用直流电源供电，可以选择线性稳压电源或开关稳压电源。
2.输入电压：确定单片机系统所需的输入电压范围，以选择适合的电源方案。
3.输出电压和电流：根据单片机及其外部设备的电源需求，确定所需的输出电压和电流。
4.滤波电路：在电源输出端添加合适的滤波电路，以去除杂散干扰和噪声。
5.保护电路：设计过流保护、过压保护和过温保护电路，以保护单片机系统免受电源故障的影响。
6.效率优化：选取高效的电源元器件和设计合理的电源拓扑，以提高电源的能源利用率。
四、单片机电源设计的步骤1.确定电源需求：根据单片机及其外部设备的电源需求，确定所需的输入电压、输出电压和电流。
2.选择合适的电源方案：根据电源需求和应用场景，选择线性稳压电源或开关稳压电源。
3.设计电源拓扑：根据所选电源方案，设计合适的电源拓扑，如线性稳压器、开关电源或开关电压调节器。
4.选取合适的电源元器件：根据电源拓扑和电源需求，选取合适的电源元器件，如稳压器、电容、电感等。
5.绘制电源电路图：根据电源拓扑和所选元器件，绘制电源电路图。
6.优化电源性能：通过合理的布局、滤波电路和保护电路的设计，优化电源的稳定性和可靠性。
7.进行电源仿真和验证：使用仿真工具对电源电路进行仿真和验证，确保电源设计满足性能要求。
单片机方案开发
单片机方案开发
单片机方案开发是指利用单片机进行功能实现的一种技术方案。
单片机是集成电路芯片的一种，包含了处理器、存储器和各种输入输出接口等功能模块。
它具有体积小、功耗低、成本低等特点，可以广泛应用于各种电子设备中。
在单片机方案开发中，首先需要确定项目需求和功能要求。
这包括了需要实现的功能模块、输入输出设备、接口标准等。
例如，如果是开发一个温度控制系统，可能需要考虑温度传感器、温度显示器、控制开关等。
之后，需要进行电路设计和硬件选型。
单片机方案开发需要根据项目需求选择合适的单片机型号，并选取合适的外围电路和芯片，如放大器、滤波器等。
同时，需要进行电路设计，包括电源设计、时钟设计、电路保护等。
在电路设计完成后，需要进行单片机编程。
单片机编程是将需求功能转化为具体的程序代码，包括初始化设置、数据采集、数据处理、数据存储等。
单片机编程需要熟悉相关的编程语言和开发环境，如C语言和Keil等。
在单片机编程完成后，需要进行功能调试和系统测试。
这包括对所有硬件设备进行连接和调试，确保能够正常工作。
同时，需要进行功能测试，验证系统是否符合设计要求。
最后，需要进行系统优化和性能测试。
在实际应用中，系统可能会面临各种干扰和问题，需要进行优化和改进。
同时，需要
进行性能测试，如响应时间、功耗等。
总结起来，单片机方案开发可分为需求分析、电路设计、单片机编程、功能调试、系统测试、系统优化等多个阶段。
通过合理的方案设计和开发流程，能够实现各种功能要求，满足实际应用需求。
基于单片机的可调电源设计
基于单片机的可调电源设计系部：信息与控制工程学院专业：计算机科学与技术学号：11520208姓名：孙帅教师：付春秀课程设计任务书一、设计题目：单片机的可调电源设计二、设计目的1.掌握STC89C52协同的设计方法；2.掌握单片机的编程方法；3.熟练利用KELL软件进行软件仿真编程及程序下载的方法；4.掌握可调电源设计、AD转换电路的原理及方法，显示电路和AC到DC硬件电路的设计方法。
三、设计任务及要求设计可调电源，通过单片机可以知道电源的电压值。
可调电源具有以下基本功能：1.具有实时显示电源值；2.要求误差在5%之内；四、设计时间及进度安排五、指导教师评语及学生成绩目录1.前言2.设计任务及要求2.1设计目的2.2设计任务2.3设计要求3.系统硬件介绍3.1单片机STC89C52简介3.2稳压调节模块3.3串口通信模块3.4数模转换模块3.5液晶显示模块4.系统软件介绍4.1Autium Designer 09软件介绍4.2Autium Designer 09界面及功能简述4.3KELL软件的使用4.45.软件编程及调试5.1软件设计5.2主程序流程1. 前言单片机又称垫片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上，概括的将：一块芯片集成了一台计算机。
它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。
同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。
单片机自20世纪70年代以来，一极其高的性价比受到人们的重视和关注，所以应用很广发展很快。
单片机的体积小、重量轻、抗干扰能力强，对环境要求不高，加个人低廉，可靠性高，灵活性好，开发较为容易。
例如：80C51系列单片机已有十多年的生命期，如今扔保持者上升的趋势，就充分证明了这一点。
单片机一起一系列优点，近几年得到迅猛发展和打规范推广，广泛应用于工业控制系统，数据采集系统，智能化仪器仪表，及通讯设备、日常消费类产品等，并且已经深入到工业生产的各个环节以及人民生活的各层次中，如车间流水线控制，自动化系统等。
基于STC12的恒流开关电源的设计
基于 STC12的恒流开关电源的设计摘要本文是关于设计出一种STC12C5A60S2单片机发生47KHZ的PWM脉冲信号，经过驱动芯片IR2104控制MOS管，从而控制整个BUCK（降压式变换）电路。
单片机内部自带的10位ADC能通过电压电流检测电流实时反馈电流和电压数值，并由此调整输出的PWM的占空比，形成电流电压闭环控制系统。
按键能设置输出电流从0.2A到2A，以0.01A递增，输出最大10V，液晶实时显示输出电流与电压，电源设计时采用N+1的模式，正常情况下所有模块均参与工作，如设备出现故障，电源不会停止。
系统将自动减少电流运行并将故障单元退出，不影响生产。
同时所有模块单元通用化，只需备份少许模块单元即可自由更换故障模块，使维修更加简易化。
此外还可实现数字化控制，各模块单元均以微处理器为控制核心，主要利用软件程序实现自动均流等控制方案，控制灵活，精准度高，动态响应快，所用元件少，可靠性高。
【关键词】STC12 ；PWM ; IR2104 ; BUCK ;开关电源；1、设计背景及意义21世纪是信息化的时代，信息化的快速发展使得人们对于电子设备、产品的依赖性越来越大，而这些电子设备、产品都离不开电源。
开关电源相对于线性电源具有效率、体积、重量等方面的优势，尤其是高频开关电源正变得更轻，更小，效率更高，也更可靠，这使得高频开关电源成为了应用最广泛的电源。
从开关电源的组成来看，它主要由两部分组成：功率级和控制级。
功率级的主要任务是根据不同的应用场合及要求，选择不同的拓扑结构，同时兼顾半导体元件考虑设计成本；控制级的主要任务则是根据电路电信号选择合适的控制方式，目前的开关电源以PWM控制方式居多。
随着科学技术的不断进步，科学成果也有很大的进展，在开关电源方面的研究也是如此。
电力电子已经成为人们生活中必不可或缺的一部分，同时也是经济发展的命脉。
电力电子技术的发展导致电力开关器件的性能大幅提高，开关上限频率、功耗也都有了明显的改善。
单片机课程设计
单片机课程设计《机器人入门》2021年亚太大学生机器人大赛——胜利鼓乐课程名称：单片机课程设计系部：自控系则专业班级：计算机控制20931学生姓名：陆小祥一、总体方案：1.工作原理:本设计使用stc89c52rc单片机做为本系统的掌控模块。
单片机可以把由ds18b20、ds1302、at24c02中的数据利用软件去展开处置，从而把数据传输至表明模块，同时实现温度、日历和闹铃的表明。
以lcd液晶显示器为表明模块，把单片机响起的数据表明出，并且表明多样化。
在表明电路中，主要依靠按键去同时实现各种表明建议的挑选与转换。
2.总体设计:设计总体框架图例如图二、系统硬件设计（单元电路设计及分析）：1.stc89c52rc单片机最轻系统：最小系统包括晶体振荡电路、复位开关和电源部分。
图2为stc89c52rc单片机的最小系统。
图2最轻系统电路图2.温度测量模块:温度测量传感器使用dallas公司ds18b20的单总线数字化温度传感器，测温范围为-55℃~125℃，可编程为9十一位~12十一位a/d切换精度，测温分辨率达至0.0625℃，使用真菌电源工作方式，cpu只需一根口线便能够与ds18b20通信，挤占cpu口线太少，可以节省大量引线和逻辑电路。
USB电路例如图3右图。
图3ds18b20测量电路3.时钟模块:时钟模块采用ds1302芯片，ds1302是dallas公司推出的涓流充电时钟芯片内含有一个实时时钟/日历和31字节静态ram通过简单的串行接口与单片机进行通信实时时钟/日历电路提供秒分时日日期月年的信息每月的天数和闰年的天数可自动调整时钟操作可通过am/pm指示决定采用24或12小时格式ds1302与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信仅需用到三个口线：rst复位、i/o数据线、sclk串行时钟。
时钟/ram的读/写数据以一个字节或多达31个字节的字符组方式通信。
ds1302工作时功耗很低，保持数据和时钟信息时功率小于1mw，其接线电路如图4所示：图4时钟电路4.存储器模块:图5at24c02存储器电路5.lcd液晶显示模块:lcd液晶显示模块使用lcd1602型号，具备很低的功耗，正常工作时电流仅2.0ma/5.0v。
单片机运行的基本条件 工作电源、总线信号、时钟晶振 工作电源、脉冲信号、时钟晶
单片机运行的基本条件工作电源、总线信号、时钟晶振工作电源、脉冲信号、时钟晶目录1. 引言1.1 背景和意义1.2 结构概述1.3 目的2. 工作电源2.1 作用和重要性2.2 晶振电源与信号电源的关系2.3 常见的工作电源问题及解决方案3. 总线信号3.1 总线信号的定义和功能3.2 常见的总线信号类型及其特点3.3 总线信号调试和故障排除技巧4. 时钟晶振4.1 时钟晶振的基本原理和作用4.2 晶振频率选择与系统性能关系分析4.3 晶振稳定性和抗干扰能力评估方法介绍5 结论5.1 主要观点总结5.2研究结论1. 引言1.1 背景和意义在现代电子技术领域，单片机已经成为了一种广泛应用的控制核心。
单片机的运行离不开几个基本条件，包括工作电源、总线信号和时钟晶振。
这些基本条件对于单片机的正常运行至关重要。
工作电源提供了稳定可靠的电能供给，保证了单片机各种功能模块的正常工作。
总线信号实现了芯片内部各模块之间的通信与协调，促进数据与信息的传输和处理。
时钟晶振则为程序指令执行和数据操作提供了时间基准，确保系统高效稳定地运行。
本文将从这三个方面详细介绍单片机运行的基本条件，并讨论其重要性以及常见问题与解决方案。
1.2 结构概述文章将分为以下几个部分进行叙述： - 引言：介绍文章背景、目的和结构； - 工作电源：讨论工作电源的作用、重要性以及解决常见问题的方法； - 总线信号：解释总线信号定义、功能，并介绍调试和故障排除技巧； - 时钟晶振：探究时钟晶振的基本原理与作用，讨论频率选择与系统性能关系以及评估稳定性和抗干扰能力的方法； - 结论：总结本文内容，阐述主要观点和研究结论。
通过对这些基本条件的深入了解和分析，读者将更好地理解单片机运行的关键因素，并在实践中能够更有效地应用于自己的项目中。
1.3 目的本文旨在全面介绍单片机运行所需的基本条件，包括工作电源、总线信号和时钟晶振。
通过对这些内容的深入剖析，读者可以了解它们在单片机运行中的重要性，并学习如何调试和解决常见问题。
单片机最小系统
单片机最小系统单片机最小系统是指以单片机为核心，配以必要的外围电路，实现一定功能的电路系统。
它通常包含单片机、电源、时钟电路、复位电路和程序存储器等部分。
下面将详细介绍单片机最小系统的构成和特点。
单片机：单片机是整个系统的核心，它负责数据处理和控制信号输出。
常用的单片机型号有AT89CPIC16F877A等。
电源：为单片机提供电能，一般采用直流电源，如5V、3V等。
时钟电路：为单片机提供时钟信号，常用的时钟芯片有0592MHz和4MHz等。
复位电路：当单片机出现程序跑飞或异常情况时，可以通过复位电路使单片机重新启动。
常用的复位芯片有MAX811等。
程序存储器：用于存储单片机程序，常用的存储器有EPROM、EEPROM 和Flash等。
结构简单：单片机最小系统以单片机为核心，配以外围电路，结构简单，易于实现。
功能灵活：通过编程，单片机可以实现各种不同的功能，如数据采集、控制输出、通信等。
可靠性高：由于单片机最小系统结构简单，所以其可靠性较高，适用于各种工业控制和智能家居等领域。
成本低廉：单片机最小系统的硬件成本较低，适用于各种低成本应用场景。
单片机最小系统是一种简单、灵活、可靠且低成本的电路系统，广泛应用于各种嵌入式系统开发中。
随着物联网、智能家居等领域的快速发展，单片机最小系统的应用前景也将更加广阔。
在嵌入式系统和智能硬件领域，单片机最小系统作为一种基本的控制器单元，具有广泛的应用价值。
本文将介绍单片机最小系统的设计与应用，包括系统设计、系统应用和系统优化等方面的内容。
单片机最小系统通常由微处理器（MCU）、电源电路、时钟电路和复位电路等组成。
在设计单片机最小系统时，需要根据具体的应用需求选择合适的微处理器，并搭建相应的电源电路、时钟电路和复位电路。
单片机最小系统的架构设计应考虑应用需求和系统可靠性。
一般而言，系统架构应包括以下几个部分：（1）微处理器：作为系统的核心，微处理器负责数据计算、处理和传输等任务。
单片机控制的开关电源系统的设计
单片机控制的开关电源系统的设计作者：林竹清来源：《科学与财富》2016年第07期摘要：本文阐述了一种单片机控制的智能型开关电源的设计方案，STC89C51 单片机的应用，开关电源目前的发展状况。
根据现有电源技术，为了适应当前电子设备对电源的实用、高效、节能、智能和环保等性能的需求，研究实现了以STC89C51 单片机为核心，能通过外置的键盘，改变输出电压的大小，使得步进可调，输出的电压大小通过 LCD1602 液晶屏显示。
关键词：单片机；开关电源；数控电源是电子产品的能量来源。
随着电子产品的广泛应用，电源的作用也日渐凸现它的重要性。
传统的线性电源具有效率较低等缺点，而开关电源具有高效率、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化等优点。
本文设计的智能开关电源通过 STC89C51 单片机产生的 PWM 波控制开关管的工作状态，经过一系列的电源控制芯片，来改变其后的输出。
其效率远超线性电源，可达80%以上，如加入计算机控制，还可实现智能化[1]。
同时，在电路设计上运用了适当的电压调整电路，自动修正输出误差，并且还使用了保护电路，弥补了传统稳压电源的不足。
1工作原理开关电源是指开关管工作在导通和截止状态。
如图1所示的开关电源工作原理是：预设一个标准电压为10V，但是因为外部供电不稳定原因引起输入电压Vi会有上下浮动，导致输出Vo也将会上下浮动，这样，所采集到的电压就一定不是10V，假设为9V，误差为1V，系统比较处理之后，PWM电路会根据这个差值数据调节开关管导通的时间和截止时间的比值，使输出电压尽量和标准电压相一致。
例如，采样电压偏小时，系统提高占空比使开关管工作在导通状态的时间长一些，这样使得输出电压增大。
同理，当采样电压偏大时，系统降低占空比使开关管工作在截止状态的时间长一些，这样使得输出电压减小，以此来控制输出电压的稳定[2]。
图1 开关电源原理框图2总体结构的设计外部电流通过二极管组成的滤波电路和整流电路后，从7812芯片获得12V电压，它作为开关变换电路的输入电压。
单片机与嵌入式系统原理第12章 基于ARM内核的STM32系列嵌入式微控制器及应用
2个12位 ADC(1us) 温度传感器
2个12位 ADC(1us) 温度传感器
2~3个12位 ADC(1us) 温度传感器
1个12位 ADC(1us) 温度传感器
1个12位 ADC(1us) 温度传感器
USB2.0 OTG全速
USB2.0 OTG全速
USB 2.0 全速
USB 2.0 全速
2xCAN Ethemet 2.0B IEEE1588
2xCAN 2.0B
CAN 2.0B
1~2个 专用 PWM
ST公司STM32产品线
第12章 基于ARM内核的STM32系列嵌入式微控制器及应用
12.3 STM32F103xx系列微控制器简介
第12章 基于ARM内核的STM32系列嵌入式微控制器及应用
12.4 STM32的A/D转换器及应用
第12章 基于ARM内核的STM32系列嵌入式微控制器及应用
STM32主要应用场合包括：替代绝大部分10元以上的8位或16位单片机的应 用；替代目前常用的嵌入Flash的ARM7微控制器的应用；与简单图形及语音相 关的应用；与小型操作系统相关的应用；与较高速度要求相关的应用；与低功 耗相关的应用。
第12章 基于ARM内核的STM32系列嵌入式微控制器及应用
开始 单个通道
通道x 通道x 通道x … … 通道x
第12章 基于ARM内核的STM32系列嵌入式微控制器及应用
（3）扫描模式
开始 通道1 通道2
……
通道n
结束
通道1
通道2
通道3 … …
通道n
第12章 基于ARM内核的STM32系列嵌入式微控制器及应用
（4）间断模式
开始 通道1 通道2
51单片机最小系统原理图
51单片机最小系统原理图51单片机是一种常用的微控制器，它具有体积小、功耗低、性能稳定等特点，因此在嵌入式系统中得到了广泛的应用。
而要搭建一个完整的嵌入式系统，首先需要设计并搭建一个最小系统，本文将介绍51单片机最小系统的原理图设计。
首先，我们需要明确51单片机最小系统的组成部分。
一个完整的最小系统包括51单片机、晶振、复位电路、电源电路、下载电路等几个基本部分。
其中，晶振是单片机工作的时钟信号源，复位电路用于单片机的复位控制，电源电路提供单片机所需的电源，下载电路用于单片机的程序下载。
其次，我们需要根据这几个基本部分设计出相应的原理图。
首先是晶振电路，一般使用的是12MHz的晶振，其原理图是将晶振的两端分别连接到单片机的晶振输入引脚和晶振输出引脚。
接下来是复位电路，复位电路一般由一个电阻和一个电容组成，其原理是通过电容的充放电来实现单片机的复位控制。
然后是电源电路，电源电路一般包括稳压电路和滤波电路，其原理是通过稳压电路将输入的电压稳定在单片机所需的工作电压范围内，并通过滤波电路去除电源中的杂波。
最后是下载电路，下载电路一般由一个串口电平转换芯片和一个串口接口组成，其原理是通过串口电平转换芯片将电脑串口的TTL电平转换成单片机所需的电平，并通过串口接口与单片机相连接。
最后，我们需要将这几个部分的原理图进行整合，设计出完整的51单片机最小系统原理图。
在设计原理图时，需要注意各个部分之间的连接关系，以及引脚的连接方式。
同时，还需要考虑到原理图的布局和美观性，尽量使得原理图清晰易懂，方便后续的调试和维护工作。
总的来说，设计51单片机最小系统原理图是搭建一个完整嵌入式系统的第一步，它直接关系到后续系统的稳定性和可靠性。
因此，在设计原理图时需要认真对待，确保各个部分的连接正确，电路设计合理，从而为后续的系统开发奠定良好的基础。
希望本文的介绍能够对大家有所帮助，谢谢阅读。
单片机最小系统简介
单片机最小系统
输入/输出
P0.0~P0.7（引脚号32~39）：双向输入/输出端口。
P1.0~P1.7（引脚号1~8）：双向输入/输出端口。
P2.0~P2.7（引脚号21~28）：双向输入/输出端口。
P3.0~P3.7（引脚号10~17）：双向输入/输出端口，当该端口不作为
单片机以晶振的振荡周期为最小的时序单位，单片机内部的所 有操作都以此周期为时序基准。单片机指令的基本执行时间为 一个机器周期，一个机器周期由6个状态周期组成，每个状态 周期又分成2个振荡周期。
Single-Chip microcomputer
单片机最小系统
复位及复位电路的设计
在单片机系统中，复位电路是不可缺少的。单片机在正常工 作（即执行指令）前，必须要进行复位操作，这样做的目的 是将CPU以及系统中其它部件都处于一个明确的初始状态， 便于系统启动。
输入/输出端口使用时，每一个引脚也可以有第二功能，如：
P3.0/RXD：串行输入口；
P3.1/TXD：串行输出口；
P3.2/INT0：外部中断0输入口；
P3.3/INT1：外部中断1输入口；
P3.4/T0：定时器/计数器0外部事件脉冲输入口；
P3.5/T1：定时器/计数器1外部 microcomputer
单片机最小系统
8051单片机的基本结构如图1-3所示，一个单片机芯片内包 括：
·中央处理器CPU； ·内部数据存储器RAM； ·内部程序存储器ROM（有的型号没有）； ·4个8位并行I/O接口（P0、P1、P2、P3）； ·2~3个可编程定时器/计数器； ·一个可编程串行接口； ·内部中断具有5个中断源，2个优先级的嵌套中断结构，可 实现二级中断嵌套； ·一个片内振荡器及时钟电路，振荡时钟频率可以高达 40MHz。
12单片机原理与应用(同济出版社魏鸿磊)：第十二章 单片机应用系统设计
while(i--) //南北绿灯闪5秒
while(i--) //南北绿灯闪5秒
{
{
second = 0;
second = 0;
while(second < 1);
while(second < 1);
GREEN_E = !GREEN_E;
GREEN_W = !GREEN_W;
}
}
GREEN_E = 1;
uchar count=0;
uchar second=0;
DATE: 2019/6/25
PAGE: 20
三、单片机应用系统设计举例
void init() {
TMOD = 0x01; //选择16位的定时器 EA=1; //开总中断和定时器0中断 ET0=1; //开定时器0中断 TL0 = (65536-46083)%256; TH0 = (65536-46083)/256; //定时器设定50ms溢出 RED_S = 0; //南方向的红灯 YELLOW_S = 1; //南方向的黄灯 GREEN_S = 1; //南方向的绿灯 RED_N = 0; //北方向的红灯 YELLOW_N =1; //北方向的黄灯 GREEN_N =1; //北方向的绿灯 RED_E = 0; //东方向的红灯 YELLOW_E = 1; //东方向的黄灯 GREEN_E = 1; //东方向的绿灯 RED_W = 0; //西方向的红灯 YELLOW_W = 1; //西方向的黄灯 GREEN_W = 1; //西方向的绿灯 }
GREEN_W = 1;
YELLOW_E = 0;
YELLOW_W = 0;
while(second < 5); //5秒延时
单片机原理及应用(上海电力大学)知到章节答案智慧树2023年
单片机原理及应用（上海电力大学）知到章节测试答案智慧树2023年最新第一章测试1.单片机由CPU、存储器、I/O接口及设备、内部功能部件等部分组成。
（）参考答案:对2.双列直插封装是单片机常见的封装形式。
（）参考答案:对3.51单片机是16位单片机。
（）参考答案:错4.十进制数255的十六进制形式是（）参考答案:0FFH5.十个数字1~10的ASCII码为30H~39H。
（）参考答案:对第二章测试1.51单片机有4k字节的ROM和128字节的RAM。
（）参考答案:对2.当MCS-51单片机的晶振频率分别为6MHz时，单片机的机器周期1us。
（）参考答案:错3.下面不属于单片机最小系统的选项是（）参考答案:定时器4.51单片机复位以后，SP指针的值为00H。
参考答案:错5.单片机有4个8位的I/O口。
（）参考答案:对第三章测试1.MOV 35H,@R0为（）寻址方式。
参考答案:寄存器间接2.将R2的内容传递给R5可以使用MOV R5, R2. （）参考答案:错3.访问片外数据存储器使用的指令是（）。
参考答案:MOVX4.DJNZ R7,LOOP指令的意思是R7的内容减1，若不为零则跳转到程序标号为LOOP的语句继续执行程序。
（）参考答案:对5.CPL A执行完毕之后，A的内容（）。
参考答案:被取反第四章测试1.Proteus软件可以用来画出电路图并在该电路上仿真程序运行结果。
（）参考答案:对2.在KEIL软件下，汇编语言程序文件的后缀名为.hex，C语言文件的后缀名为.c。
（）参考答案:对3.Proteus软件不可以画PCB图。
（）参考答案:错4.Proteus支持使用KEIL软件为第三方开发环境。
（）参考答案:对5.八个发光二极管一端连接高电平，一端连接P1口的情况下， MOVP1,#11111110B语句可以将P1.0口连接的发光二极管点亮。
（）。
参考答案:对第五章测试1.CPU开放定时器中断0的指令为（）。
单片机系统的设计
单片机系统的设计单片机系统设计是指利用单片机实现一些功能或任务的系统设计。
单片机是一种集成电路，具有微处理器核心和其他外围设备，可用来实现数据处理、控制、通信等功能。
单片机系统设计需要考虑硬件电路和软件编程两个方面，其中硬件电路包括单片机选型、外围电路设计、电源设计等，软件编程包括程序设计、驱动编写等。
首先是需求分析阶段。
在这个阶段，需要明确单片机系统要实现的功能和需求，分析系统的输入和输出，了解系统对性能、功耗、成本等的要求。
根据需求分析的结果，确定设计的方向和重点。
接下来是方案设计阶段。
在这个阶段，需要根据需求分析的结果，选择合适的单片机类型和外围器件，并设计系统的硬件框架。
设计硬件框架时，需要考虑单片机与外围器件的连接方式，选用合适的传感器、执行器等。
同时，还要设计电源电路，保证系统正常工作所需的电压和电流稳定。
然后是硬件设计阶段。
在这个阶段，需要根据方案设计的结果，细化各个硬件电路。
根据选用的单片机类型，设计时钟电路、复位电路等基本电路，设计外围器件的接口电路，例如A/D转换电路、串口通信电路等。
硬件电路设计需要采用电子工程学的知识，合理布局电路，保证信号传输的可靠性和稳定性。
接着是软件设计阶段。
在这个阶段，需要编写单片机的程序代码，实现系统的功能。
根据硬件设计的结果，编写初始化代码，配置单片机的各个模块和端口。
根据需求分析的结构，编写相应的算法和逻辑代码。
软件设计时需要考虑系统的实时性、稳定性和可靠性，避免出现死锁、溢出等问题。
完成软件设计后，需要进行测试和调试。
在这个阶段，需要验证系统的各个功能是否正常工作，是否满足需求的要求。
测试可以采用仿真器、示波器等工具进行，调试过程中需要根据测试结果进行修改和优化。
单片机系统设计不仅需要具备电子工程学的知识和嵌入式系统开发的能力，还需要具备系统设计、项目管理等方面的技能。
在设计过程中，需要进行详细的文档记录和交流沟通，确保设计的可行性和合理性。
单片机 电源管理单元
单片机电源管理单元单片机的电源管理单元是指用来管理和控制单片机电源供给的模块。
它主要负责对电源进行监测、转换和保护，确保单片机工作的稳定和可靠。
单片机电源管理单元多数包括以下几个方面的功能：电源监测、电源切换、电源转换、电源管理和电源保护。
首先，电源监测是指对电源的电压、电流、温度等参数进行实时监测。
通过对这些参数的监测，可以及时发现电源异常情况，如电压过高或过低等，从而采取相应的措施进行处理，以保证单片机的正常工作。
其次，电源切换是指在单片机工作过程中，可以切换不同的电源供给方式。
例如，可以通过切换电池或外部电源来供电，以满足不同的工作需求。
通过电源切换功能，可以实现单片机在不同供电方式下的自动切换，确保系统的可靠性和稳定性。
接着，电源转换是指将输入电源转换为单片机所需的电压和电流。
在实际应用中，通常需要通过电源转换器将外部电源转换为单片机所需的工作电压，如将220V 交流电转换为5V直流电。
电源转换器的设计需要考虑输出电压的稳定性和效率，以及对电源噪声的抑制，以保证单片机的正常工作。
此外，电源管理是指对单片机的电源进行管理和控制，以提高电源利用效率和降低功耗。
例如，可以通过设置不同的供电模式或工作模式来实现对电源的灵活管理，以适应不同的工作环境和需求。
通过电源管理功能，可以有效延长单片机的工作时间，提高系统的可靠性。
最后，电源保护是指对单片机电源进行保护，防止由于电源异常或其他原因而对单片机造成损坏。
电源保护功能通常包括过压保护、过流保护、过温保护等，以及对电源短路、电池电量检测和电源电池充电等功能。
通过电源保护功能，可以保证单片机工作在安全和稳定的状态下，避免对单片机的损坏。
总之，单片机的电源管理单元是一个非常重要的模块，它通过对电源进行监测、切换、转换、管理和保护，确保单片机工作的稳定和可靠。
在实际应用中，我们需要根据具体的需求和要求来选择合适的电源管理单元，以提高系统的性能和可靠性。
单片机中的电源接口技术研究
单片机中的电源接口技术研究电源接口是单片机系统中不可或缺的一部分，它承担着为单片机提供稳定可靠的电源供应的重要任务。
本文将对单片机中的电源接口技术进行研究，包括电源接口的种类、选型原则、设计要点以及常见问题解决方法等方面进行探讨。
第一部分：电源接口的种类在单片机系统中，常见的电源接口有直流电源接口和交流电源接口两种。
1.1 直流电源接口常见的直流电源接口有DC插头和端子两种形式。
DC插头一般采用2.1mm或2.5mm的内径，通过与直流电源线连接，将电源输入到单片机系统中。
端子则直接将直流电源引线插入端子孔中，实现电源接入。
1.2 交流电源接口交流电源接口一般采用插座形式，常见的有国标插座、欧标插座等。
通过将交流电源线插入插座，将交流电源转换为单片机系统所需的直流电源。
第二部分：电源接口的选型原则正确选择合适的电源接口对保证单片机系统的正常运行至关重要。
下面是一些电源接口选型的原则：2.1 电压与电流需求在选型电源接口时，首先需要了解单片机系统所需的电源电压和电流需求。
电源接口的额定电压和电流需要满足单片机系统的最小要求，以确保系统的稳定性和可靠性。
2.2 规范与兼容性选择符合规范的电源接口可以提高系统的兼容性，减少使用过程中的不稳定性和故障发生率。
例如，选择符合国际标准的插座和插头，以便与各类电源线兼容。
2.3 安全性电源接口需要符合安全性要求，能够有效防止短路、过载等电源故障可能引发的安全隐患。
如选择具有过流保护和过压保护功能的插座和端子，可提高系统的安全性。
第三部分：电源接口的设计要点在实际的电源接口设计中，需要注意以下几个要点：3.1 引脚安排在设计电源接口时，需要合理安排引脚的布局，使得连接电源线时能够方便快捷地插入并稳固连接。
引脚的排列应遵循一定的规则，以减少插拔时因引脚接触不良而导致的故障。
3.2 过滤电路为了减少电源中的噪声和纹波对系统的干扰，电源接口应采用合适的过滤电路。
一般采用电容滤波和电感滤波的方式，以提高系统的电源纹波抑制能力。
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6, 9, 12, 15, 18 V和24 V等多种, 如7805, 7905, 7815和7915等。 A；
78xx(79xx)系列的输出电流为1
78Mxx(79Mxx)系列输出电流为0.5 A；
78Lxx(79Lxx)系列输出电流为0.1 A。
78xx(79xx)系列属于线性稳压器,
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12.2 线性稳压供电电源
线性稳压电源,
是指调整管工作在线性状态下的直流稳压电源。 线性稳压电源是较早使用的一类直流稳压电源。线性稳压电源 由调整管、参考电压、取样电路、误差放大电路等几个基本部 分组成，有些还包含保护电路、启动电路等部分。 图示为一个比较简单的线性稳压电源 原理图（示意图，省略了滤波电容等 元件），取样电阻通过取样输出电压， 并与参考电压比较，比较结果由误差 放大电路放大后，控制调整管的导通 程度，使输出电压保持稳定。 优点是：反应速度快, 输出纹波较小, 工作产生的噪声低；缺点是：输出电压比输入电压低，效率较 低，负载大时发热量大，间接地给系统增加热噪声。 常用的线性集成稳压器大致可以分为3类：三端固定输出集成稳 压器，三端可调集成稳压器，低压差线性集成稳压器。
例如,
有一单片机系统输入电压范围为直流3~3.6V, 内部某单元 电路需要12V电压, 电流最大为0.2A。可采用升压型DC/DC电源 芯片LM2735X来实现。
输入电压范围为2.7~ 5.5V, 输出电压范围为3~24V, 低端开关电流能力最大为2.1A。外 部元件少, 效率可达90%以上。开关时钟频率有两种, 分别为520 kHz (LM2735X)和1.6MHz(LM2735Y), 由内置振荡器提供。采用 电流模式控制, 内部具有补偿功能、热关断功能和软启动功能, 关断模式下静态电流消耗为80nA。它广泛应用于便携设备和 USB供电设备。
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12.2.1 三端固定输出集成稳压器电源电路
图示为采用三端稳压器设计的单片机系统电源电路，可以提供
+5 V的数字电路电源和±15 V的模拟电路电源，注意二者的 “地”电位不同，在PCB电路设计中应遵循单点接地的原则。
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典型产品有78xx正电压输出系列和79xx负电压输出系列。 其封装及外形如图所示。正负输出型的引脚排列不同。
78xx系列为：1脚输入, 2脚接地, 3脚输出；
79xx系列为：1脚接地, 2脚输入, 3脚输出。
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12.2.1 三端固定输出集成稳压器电源电路
要求输入电压比输出电压高出
2~3V，否则就不能正常工作。
78xx(79xx)系列稳压器的优点是使用方便，不需作任何调整，
外围电路简单，工作安全可靠，适合制作通用型、标称输出的 稳压电源。其缺点是输出电压不能调整，不能直接输出非标称 值电压，与一些精密稳压电源相比，其电压稳定度还不够高。
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12.3.1 降压型DC/DC电源电路
采用LM22676-ADJ设计的降压变换的电源原理图如图所示。
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12.3.2 升压型DC/DC电源电路
一些便携的单片机系统采用电池供电,
在系统内部需要高电压时, 可以采用DC/DC变换器进行升压, 满足系统的要求。
LM317（正输出型）为：1脚调整，2脚输出，3脚输入； LM337（负输出型）为：1脚调整，2脚输入，3脚输出。
可调型三端集成稳压器的外形（TO-220）和应用电路如图
所示。图中的滤波电容最好采用钽电容，如果采用电解电 容可选10~1000 F。
该电路的输出电压与
输入电压的关系为：
12.3.1 降压型DC/DC电源电路
在单片机系统中,
有时需要输入电压为直流14~28V, 输出电压为 直流3.3V, 输出电流为2A的电源。如果采用线性稳压器来实现, 效率太低, 显然是不合适的。因此可利用降压型DC/DC(集成)电 源芯片实现。 LM22676系列稳压器是单片集成DC/DC变换电路芯片, 可用于实 现降压开关稳压电源, 其优良的线性与负载调节特性如下： 输入电压范围为4.5~42V, 可以驱动电流高达3A的负载, 效率可 达90%。 开关时钟频率为500kHz, 由内置振荡器提供。 芯片内部集成了自举二极管, 具有软启动功能, 使稳压器可以 逐步到达初始稳态工作点, 从而降低浪涌电压和电流。 内置热关断和限流功能, 超过150℃的情况下保护芯片。 有使能控制输入端, 可使稳压器休眠至静态电流为25A的待机 状态。
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12.2.3 低压差线性稳压器(LDO)电源电路
LDO线性稳压器的种类较多, 如LP3871系列芯片是超低压差 线性稳压器, 输入范围为2.5~7V, 输出电压规格有: 5.0, 3.3, 2.5和 1.8V。在0.8A满载输出时压差为0.24V, 在输出电流为80mA时压差 只有24mV。具有关断和故障输出功能, 关断后静态电流只有10nA, 便于系统内部电源管理。其封装和应用电路如图所示。
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本章目录
12.1 12.2 12.2.1 12.2.2 12.2.3 12.3 12.3.1 单片机系统电源设 计的考虑因素 线性稳压供电电源 三端固定输出集成 稳压器电源电路 三端可调输出集成 稳压器电源电路 低压差线性稳压器 （LDO）电源电路 DC/DC供电电源 降压型DC/DC电源 电路 12.3.2 升压型DC/DC电源 电路 12.3.3 DC/DC模块电源的 选择与应用 12.4 AC/DC供电技术 12.4.1 AC/DC电源技术 12.4.2 AC/DC模块电源 12.5 基准电源的产生方 法 12.5.1 稳压管基准电压源 电路 12.5.2 集成块基准电压源 电路 习题与思考题
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12.2.3 低压差线性稳压器(LDO)电源电路
三端集成稳压器输入/输出电压差在2~3V,
有的要达到4V以上。 有时系统中的输入电压、转换效率、散热条件等难以满足压差 要求, 如电池供电系统利用3.6V产生3V的电压, 压差只有0.6V, 且 转换效率也要求很高, 显然前述三端稳压器难以满足。 低压差线性稳压器(Low Dropout Regulator, LDO)在逐步取代传 统的线性稳压器。 优点是输出噪声低, 纹波系数小, 电源电压影响小, 负载变化时输 出电压相应变化速度快; 外部元件少(一般是输入/输出端各有1~2 个电容器); 尺寸小; 在输出电流较小时, LDO的成本只有开关电 源成本的几分之一。 缺点是效率相对较低, 会随着输出电压的降低而降低。例如, 某 款LDO稳压器, 在输入电压为3.6V, 输出电压为3V时效率为83%, 而当输出电压差低到1.6V时, 效率降低为43%。此外, LDO稳压 器只能用于降压场合。
0.1~5 A。例如：
LM317L为0.1
A
LM317H为0.5
LM317为1.5 LM318为5
A
A
A (电压为1.2~32 V)。
负电压系列与此类似。
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12.2.2 三端可调输出集成稳压器电源电路
可调型三端集成稳压器正负电压输出型的引脚排列不同。
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12.1 单片机系统电源设计的考虑因素
---- A/D转换器分类
单片机系统电源设计是单片机应用系统设计中的一项重要工作,
电源的精度和可靠性等各项指标, 直接影响系统的整体性能。
单片机系统的数字和模拟两部分电路对电源的要求有所不同。 数字部分：以脉冲方式工作，电源功率的脉冲性较为突出，
统的安全性和抗干扰性能。例如，光电耦合器输入/输出电路的
供电，模拟信号隔离放大器输入/输出电路的电源。
如果模拟和数字部分使用同一个电源，会使数字部分产生的高
频有害噪声耦合到模拟部分。因此，在模拟电路和数字电路混
合的单片机系统中，需要注意考虑两种电路独立供电。
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(/SD)是关断引脚, 不使用时需要接到VIN。 (/ERR)引脚在输出电压低于正常值10%时输出低电平。
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12.3 DC/DC供电电源
DC/DC模块是直流-直流转换器,
其功能是：将直流电源电压转 换为与之相同或不同的若干个直流电源电压, 以满足单片机系统 对供电电源降压、升压及隔离的要求。 交流电压, 通过变压器变压之后, 再经过整流、滤波、稳压转换 为直流电压输出。
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12.2.1 三端固定输出集成稳压器电源电路
三端固定输出集成稳压器是一种串联调整式稳压器，它将调整、
输出和反馈取样等电路集成在一起形成单一元件，只有输入、 输出和公共接地3个引出端，通过外接少量元器件即可实现稳 压，使用非常方便，故称为三端集成稳压器。