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本文以ST公司的STM8S003单片机为例,给大家讲解一个单片机最小系统的电路原理图:通过单片机采集一个按键信号,点亮一颗LED灯。
如果你看懂了这张原理图,单片机硬件就入门了——真的到进门了!
一、系统框架
电源从电源插座P1进入电路板,经过LM7805稳压成VCC(=5V)给单片机供电,单片机采集按键S1的信号,点亮LED灯D2,编译好的程序经过程序下载口JP1下载到单片机里。
二、电路细节
电源插座P1可以采用12V电源,二极管D1的作用是为了防止电源不小心反接而损坏电路器件。
LM7805前面的两个电容C1和C2和后面的两个电容C3和C4是为电压滤波的,进一步稳定VCC的电压,让VCC的纹波不要太大,因为纹波大了会影响单片机的工作。
电容C5和C6是依据STM8S003的数据手册要求必须用的两颗电容,遵照执行即可,暂时不用深究,后续我的文章中会谈到。
电阻R1是为了限制发光二极管(LED)D2的电流。LED一般需要5-10mA的电流才能点亮,LED本身的压降一般比较固定,其值是1V左右,当单片机控制PC6口输出低电平时,LED将被点亮,这时LED中的电流为:(5V-1V)/0.47KΩ=8.5mA。
按键S1一端接地,一端接单片机PD3口,在PD3口内部可以通过软件设置上拉电阻,当S1断开时,PD3口为高电平;当S1闭合时,PD3口为低电平。单片机依据PD3口的电平状态即可获知按键是否闭合。
JP1是程序下载接口,所有STM8单片机的程序下载接口都是一样的。其中NRST为单片机复位接口,SWIM为程序下载的数据通道,电脑里的程序代码就是通过SWIM传输到单片机中的。
疑问:为啥没有时钟(晶振)电路?因为现在的单片机一般内部集成有RC振荡电路,通过软件可以设置单片机选用内部的RC振荡脉冲作为单片机内部的时钟。只是内部RC振荡电路的时钟不是太精准,对于一些时钟精度要求比较高的场合可以外接晶振电路。不过,大多数实际应用,内部RC振荡电路的精度已经足够了。
三、总结
所有STM8单片机相关的原理图基本上都是在这个电路基础上进行演进,万变不离其宗。
所有其它品牌和系列的单片机,其硬件原理图基本上也大同小异,掌握其中一个原理图,其它单片机的原理图也就都能看懂了。
这样是不是很简单呢?后续我还会讲解更多的单片机知识,内容是逐步深入的,留言加关注是对我最大的支持!
四、课后作业
如何实现LED灯的渐亮渐灭?
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