单片机的常见输入输出电路介绍
单片机的常见输入输出电路介绍
引言
传统电气设备采用的各种控制信号，必须转换到与单片机输入/输出口相匹配的数字信号。用户设备须输入到单片机的各种控制信号，如限位开关，操作按钮、选择开关、行程开关以及其他一些传感器输出的开关量等，通过输入电路转换成单片机能够接收和处理的信号。输出电路则应将单片机送出的弱电控制信号转换、放大到现场需要的强输出信号，以驱动功率管、电磁阀和继电器、接触器、电动机等被控制设备的执行元件，能方便实际控制系统使用。
1 输入电路设计
一般输入信号最终会以开关形式输入到单片机中，以工程经验来看，开关输入的控制指令有效状态采用低电平比采用高电平效果要好得多，。其中，D1为保护二极管，反向电压
≥50V。
为了防止外界尖峰干扰和静电影响损坏输入引脚，可以在输入端增加防脉冲的二极管，形成电阻双向保护电路，。二极管D1、D2、D3的正向导通压降UF≈ V，反向击穿电压UBR≈30 V，无论输入端出现何种极性的破坏电压，保护电路都能把浚电压的幅度限制在输入端所能承受的范围之内。即：VI～VCC出现正脉冲时，D1正向导通; V1～VCC出现负脉冲时，D2反向击穿;VI与地之间出现正脉冲时，D2反向击穿;V1与地之间出现负脉冲时，D3正向导通，二极管起钳位保护作用。缓冲电阻RS约为～Ω，与输入电容C构成积分电路，对外界感应电压延迟一段时间。若干扰电压的存在时间小于t，则输入端承受的有效电压将远低于其幅度;若时间较长，则D1导通。电流在RS上形成一定的压降，从而减小输入电压值。
此外，一种常用的输入方式是采用光耦隔离电路。，R为输入限流电阻，使光耦中的发光二极管电流限制在10～20 mA。输入端靠光信号耦合，在电气上做到了完全隔离。同时，发光二极管的正向阻抗值较低，而外界干扰源的内阻一般较高，根据分压原理，干扰源能馈送到输入端的干扰噪声很小，不会产生地线干扰或其他串扰，增强了电路的抗干扰能力。
在满足功能的前提下，提高单片机输入端可靠性最简单的方案是：在输入端与地之间并联一只电容来吸收干扰脉冲，或串联一只金属薄膜电阻来限制流入端口的峰值电流。
2 输出电路设计
单片机输出端口受驱动能力的限制，一般情况下均需专用的接口芯片。其输出虽因控制对象的不同而千差万别，但一般情况下均满足对输出电压、电流、开关频率、波形上升下降速率和隔离抗干扰的要求。在此讨论几种典型的单片机输出端到功率端的电路实现方法。
直接耦合
在采用直接耦合的输出电路中，要避免出现图5所示的电路。
T1截止、T2导通期间，为了对T2提供足够的基极电流，R2的阻值必须很小。因为T2处于射极跟随器方式工作，因此为了减少T2损耗，必须将集射间电压降控制在较小范围内。这样集基间电压也很小，电阻R2阻值很小才能提供足够的基极电流。R2阻值过大，会大幅度增加T2压降，引起T2发热严重。而在L2 截止期间，T1必须导通，高压+15 V全部降在电阻R2上，产生很大的电流，显然是不合理的。另外，T1的导通将使单片机高电平输出被拉低至接近地电位，引起输出端不稳定。T2基极被T1拉到地电位，若其后接的是感性负载，由于绕组反电势的作用，T2的发射极可能存在高电平，容易引起T2管基射结反向击穿。
图6为一直接耦合输出电路，由T1和T2组成耦合电路来推动T3。T1导通时，在R3、R4的串联电路中产生电流，在R3上的分压大于T2晶体管的基射结压降，促使T2导通，T2提供了功率管T3的基极电流，使T3变为导通状态。当T1输入为低电平时，T1截止，R3上压降为零，T2截止，最终T3截止。R5的作用在于：一方面作为T2集电极的一个负载，另一方面T2截止时，T3基极所储存的电荷可以通过电阻R3迅速释放，加快T3的截止速度，有利于减小损耗。
TTL或CMOS器件耦合
若单片机通过TTL或CMOS芯片输出，一般均采用集电极开路的器件，。集电极开路器件通过集电极负载电阻R1接至+15 V电源，提升了驱动电压。但要注意的是，这种电路的开关速度低，若用其直接驱动功率管，则当后续电路具有电感性负载时，由于功率管的相位关系，会影响波形上升时间，造成功率管动态损耗增大。
为了改善开关速度，可采用2种改进形式输出电路，。图7(b)是能快速开通的改进电路，当TTL输出高电平时，输出点通过晶体管T1获得电压和电流，充电能力提高，从而加快开通速度，同时也降低了集电极开路TTL器件上的功耗。图7(c)为推挽式的改进电路，采用这种电路不但可提高开通时的速度，而且也可提高关断时的速度。输出晶体管T1是作为射极跟随器工作的，不会出现饱和，因而不影响输出开关频率。
脉冲变压器耦合
脉冲变压器是典型的电磁隔离元件，单片机输出的开关信号转换成一种频率很高的载波信号，经脉冲变压器耦合到输出级。由于脉冲变压器原、副边线圈间没有电路连接，所以输出是电平浮动的信号，可以直接与功率管等强电元件耦合，。
这种电路必须有一个脉冲源，脉冲源的频率是载波频率，应至少比单片机输出频率高10倍以上。脉冲源的输出脉冲送人控制门G，单片机输出信号由另一端输入G 门。当单片机输出高电平时，G门打开，输出脉冲进入变压器，变压器的副线圈输出与原边相同频率的脉冲，通过二报管D1、D2检波后经滤波还原成开关信号，送入功率管。当单片机输出低电平时，G门关闭，脉冲源不能通过G门进入变压器，变压器无输出。
这里，变压器既传递信号，又传送能量，提高了脉冲源的频率，有利于减轻变压器的体重。由于变压器可通过调整电感量、原副边匝数等来适应不同推动功率的要求，所以应用起来比较灵活。更重要的是，变压器原副边线圈之闯没有电的联系，副线圈输出信号可以跟随功率元件的电压而浮动，不受其电源大小的影响。
当单片机输出较高频率的脉冲信号时，可以不采用脉冲源和G门，对变压器原副边电路作适当调整即可。
光电耦合
光电耦合可以传输线性信号，也可以传输开关信号，在输出级应用时主要用来传递开关信号。，单片机输出控制信号经缓冲器7407放大后送入光耦。R2为光耦输出晶体管的负载电阻，它的选取应保证：在光耦导通时，其输出晶体管可靠饱和;而在光耦截止时，Tl可靠饱和。但由于光耦响应速度慢使开关延迟时间加长，限制了其使用频率。
结语
上述几种输入/输出电路通过广泛的应用表明.其对合理、可靠地实现单片机电气控制系统具有较高的工程实用价值。
单片机常用模块电路大全
单片机常用模块电路大全 1. 双路232通信电路：3线连接方式，对应的是母头，工作电压5V，可以使用MAX202或MAX232。 2. 三极管串口通信：本电路是用三极管搭的，电路简单，成本低，但是问题，一般在低波特率下是非常好的。 3. 单路232通信电路：三线方式，与上面的三级管搭的完全等效。 4. USB转232电路：采用的是PL2303HX,价格便宜，稳定性还不错。 5. SP706S复位电路：带看门狗和手动复位，价格便宜（美信的贵很多），R4为调试用，调试完后焊接好R4。 卡模块电路（带锁）：本电路与SD卡的封装有关，注意与封装对应。此电路可以通过端口控制SD卡的电源，比较完善，可以用于5V和。但是要注意，有些器件的使用，5V和是不一样的。 液晶模块（ST7920）：本电路是常见的12864电路，价格便宜，带中文字库。可以通过PSB端口的电平来设置其工作在串口模式还是并行模式，带背光控制功能。
字符液晶模块(KS0066)：最常用的字符液晶模块，只能显示数字和字符，可4位或8位控制，带背光功能。 9.全双工RS485电路（带保护功能）：带有保护功能，全双工4线通信模式，适合远距离通信用。 半双工通信模块：可以通过选择端口选择数据的传输方向，带保护功率。此模块只能工作在5V. 11. ARM JTAG仿真接口电路：比较完善，可以应用在常规的ARM芯片下，具有有自动下载功能，可以用JLINK或ULINK. 电源模块：这个电路比较简单，如果用直插可以达到，如果用贴片的可以到达1A。 电源模块：可以到达800mA，价格非常便宜，也有相应的的芯片，可以直接替换。 常用开关电源电路 buck电源电路。 14.最常用的开关电源：
mcs-51单片机的引脚和输入输出端口
MCS-51单片机的引脚和输入输出端口 MCS-51有4组8位I/O口，共占用32个引脚：P0、P1、P2和P3口，P1、P2和P3为准双向口，P0口则为双向三态输入输出口。 ●P0口（P0.0～P0.7）占用32～39脚； ●P1口（P1.0～P1.7）占用1～8脚； ●P2口（P2.0～P2.7）占用21～28脚； ●P3口（P3.0～P3.7）占用10～17脚； 这四个口的主要功能如下： (1) P0 口是一个8位不带内部上拉电阻的漏极开路型准双向I／O口，因此该口输出时需外接上拉电阻，而P1 、P2 和P3口都是带内部上拉电阻的8位双向I／O口。 (2) 在访问片外ROM时，P0口分时兼作数据总线和低8位地址线；P2口作高位地址线。 (3) 内部带程序存储器的芯片，在EPROM编程和程序验证时，P1输入低8位地址，P2输入高8位地址，P0输入指令代码。（注：P1、P2作输入口时，必须要使每位先置“1”，才能读入外部数据。） (4) P3口除作双向I／0口外还兼有专用功能。 P0口和P2口： 图1为P0口和P2口其中一位的电路图，由图可见，电路中包含一个数据输出锁存器和两个三态数据输入缓冲器，另外还有一个数据输出的驱动和控制电路。这两组口线用来作为CPU与外部数据存储器、外部程序存储器和I/O扩展口，而不能像P1、P3直接用作输出口。它们一起可以作为外部地址总线，P0口身兼两职，既可作为地址总线，也可作为数据总线。 P2口作为外部数据存储器或程序存储器的地址总线的高8位输出口AB8-AB15，P0口由ALE选通作为地址总线的低8位输出口AB0-AB7。外部的程序存储器由PSEN信号选通，数据存储器则由WR和RD读写信号选通，因为216=64k，所以8051最大可外接64kB的程序存储器和数据存储器 P1口：图2为P1口其中一位的电路图，P1口为8位准双向口，每一位均可单独定义为输入或输出口，当作为输入口时，1写入锁存器，Q(非)=0，T2截止，内上拉电阻将电位拉至1，此时该口输出为1，当0写入锁存器，Q(非)=1,T2导通，输出则为0。 作为输入口时，锁存器置1，Q(非)=0，T2截止，此时该位既可以把外部电路拉成低电平，也可由内部上拉电阻拉成高电平，正因为这个原因，所以P1口常称为准双向口。需要说明的是，作为输入口使用时，有两种情况，其一是：首先是读锁存器的内容，进行处理后再写到锁存器中，这种操作即读—修改—写操作，像JBC(逻辑判断)、CPL(取反)、INC(递增)、DEC(递减)、ANL(与逻辑)和ORL(逻辑或)指令均属于这类操作。其二是：读P1口线状态时，打开三态门G2,将外部状态读入CPU。 P3口:P3口的电路如图3所示，P3口为准双向口，为适应引脚的第二功能的需要，增加了第二
哈尔滨理工大学--单片机课程设计-程序+电路
《单片机原理及接口技术》课程设计报告 设计题目 班级 姓名 学号 指导教师 单片机课程设计任务书
题目：基于单片机的温度数据采集系统设计 一．设计要求 1．被测量温度范围：0~500℃，温度分辨率为0.5℃。 2．被测温度点：4个，每2秒测量一次。 3．显示器要求：通道号1位，温度4位（精度到小数点后一位）。 显示方式为定点显示和轮流显示。 4．键盘要求： （1）定点显示设定；（2）轮流显示设定；（3）其他功能键。 二．设计内容 1．单片机及电源管理模块设计。 单片机可选用AT89S51及其兼容系列，电源管理模块要实现高精密稳压输出，为单片机及A/D转换器供电。 2．传感器及放大器设计。 传感器可以选用镍铬—镍硅热电偶（分度号K），放大器要实现热电偶输出的mV级信号到A/D输入V级信号放大。 3．多路转换开关及A/D转换器设计。 多路开关可以选用CD4052，A/D可选用MC14433等。 4．显示器设计。 可以选用LED显示或LCD显示。 5．键盘电路设计。 实现定点显示按键；轮流显示按键；其他功能键。 6．系统软件设计。 系统初始化模块，键盘扫描模块，显示模块，数据采集模块，标度变换模块等。三．设计报告要求 设计报告应按以下格式书写： （1）封面； （2）设计任务书； （3）目录； （4）正文； （5）参考文献。 其中正文应包含以下内容： （1）系统总体功能及技术指标描述； （2）各模块电路原理描述； （3）系统各部分电路图及总体电路图（用PROTEL绘制）； （4）软件流程图及软件清单； （5）设计总结及体会。 四、参考资料 1、李全利，单片机原理及接口技术，高等教育出版社，2004 2、于永，51单片机常用模块与综合系统设计实例精讲，电子工业出版社，2007 引言
单片机电路图详解
单片机：交通灯课程设计（一）(2007-04-21 13:28:54) 目录 摘要--------------------------------------------------------- 1 1.概述 -------------------------------------------------------- 2 2.硬件设计----------------------------------------------------- 3 2.1单片机及其外围--------------------------------------------3 2.1.1单片机的选择-----------------------------------------3 2.1.2单片机的特点及其应用范围----------------------------- 3 2.1.3存储器的扩展----------------------------------------- 4 2.1.4内存的扩展------------------------------------------- 6 2.1.5MCS-52的I/O接口扩展--------------------------------- 8 2.2电路部分--------------------------------------------------11 2.2.1元器件选用-------------------------------------------11 2.2.2电路完成功能-----------------------------------------13 3.软件设计------------------------------------------------------15 3.1软件概述-------------------------------------------------15 3.2汇编语言指令说明-----------------------------------------16 3.3定时/计数器的原理----------------------------------------16 3.3.1定时/计数器的概述-----------------------------------16 3.3.2 8255A片选及各端口地址-------------------------------18 3.3.3信号控制码------------------------------------------18 3.3.4工作方式寄存器--------------------------------------19 3.3.5定时/计数器初值及定时器T0的工作方式----------------20
继电器控制电路模块及原理讲解
继电器控制电路模块及原理讲解 发布: 2011-9-8 | 作者: —— | 来源:huangguohai| 查看: 564次| 用户关注： 能直接带动继电器工作的CMOS集成块电路在电子爱好者认识电路知识的的习惯中，总认为CMOS 集成块本身不能直接带动继电器工作，但实际上，部分CMOS集成块不仅能直接带动继电器工作，而且工作还非常稳定可靠。本实验中所用继电器的型号为JRC5M－DC12V微型密封的继电器（其线圈电阻为750Ω）。现将CD4066CMOS集成块带动继电器的工作原理分析如下：CD4066是一个四双向模拟开关，集成块SCR1～SCR4为控制端，用于控制四双向模拟开关的 能直接带动继电器工作的CMOS集成块电路 在电子爱好者认识电路知识的的习惯中，总认为CMOS集成块本身不能直接带动继电器工作，但实际上，部分CMOS集成块不仅能直接带动继电器工作，而且工作还非常稳定可靠。本实验中所用继电器的型号为JRC5M－D C12V微型密封的继电器（其线圈电阻为750Ω）。现将CD4066CMOS集成块带动继电器的工作原理分析如下： CD4066是一个四双向模拟开关，集成块SCR1～SCR4为控制端，用于控制四双向模拟开关的通断。当SCR1接高电平时，集成块①、②脚导通，＋12V→K1→集成块①、②脚→电源负极使K1吸合；反之当SCR1输入低电平时，集成块①、②脚开路，K1失电释放，SC R2～SCR4输入高电平或低电平时状态与SCR1相同。 本电路中，继电器线圈的两端均反相并联了一只二极管，它是用来保护集成电路本身的，千万不可省去，否则在继电器由吸合状态转为释放时，由于电感的作用线圈上将产生较高的反电动势，极容易导致集成块击穿。并联了二极管后，在继电器由吸合变为释放的瞬间，线圈将通过二极管形成短时间的续流回路，使线圈中的电流不致突变，从而避免了线圈中反电动势的产生，确保了集成块的安全。 低电压下继电器的吸合措施
单片机常用模块电路大全
单片机常用模块电路大全 转载：https://www.360docs.net/doc/f916718100.html,/作者: zhaojun_xf *********************************** 在我们设计单片机电子电路时，常用应用到一下比较常用的电路，每次都需要从新画，即费力又费神，还容易出错，所以本人将自己常用的电路设计成模块，每次使用直接负责即可。由于个人的力量有限，希望大家把自己常用的电路发上来分享。电路难免有错，希望大家指出。。。 电路的范围可以很广，但是希望都是通过实际使用过的电路，下面先上上我自己用的电路。。。 1. 双路232通信电路：3线连接方式，对应的是母头，工作电压5V，可以使用MAX202或MAX232。 2. 三极管串口通信：本电路是用三极管搭的，电路简单，成本低，但是问题，一般在低波特率下是非常好的。
3. 单路232通信电路：三线方式，与上面的三级管搭的完全等效。 4. USB转232电路：采用的是PL2303HX,价格便宜，稳定性还不错。
5. SP706S复位电路：带看门狗和手动复位，价格便宜（美信的贵很多），R4为调试用，调试完后焊接好R4。 6.SD卡模块电路（带锁）：本电路与SD卡的封装有关，注意与封装对应。此电路可以通过端口控制SD卡的电源，比较完善，可以用于5V和3.3V。但是要注意，有些器件的使用，5V和3.3是不一样的。
7.LCM12864液晶模块（ST7920）：本电路是常见的12864电路，价格便宜，带中文字库。可以通过PSB端口的电平来设置其工作在串口模式还是并行模式，带背光控制功能。 8.LCD1602字符液晶模块(KS0066)：最常用的字符液晶模块，只能显示数字和字符，可4位或8位控制，带背光功能。
实验三常用模块电路的设计
实验三常用模块电路的设计 一、实验目的： 1、掌握QuartusII宏功能模块的设计方法。 2、掌握VHDL设计ROM和RAM的方法。 3、掌握数控分频器的设计方法。 4、掌握4×4键盘扫描模块设计方法。 5、掌握PS2接口电路设计方法。 6、了解640×480VGA显示控制电路的原理和设计方法。 二、实验的硬件要求： 1、EDA/SOPC实验箱。 2、计算机。 三、实验原理 见各实验内容。 四、实验内容： 1、数控分频器的设计。 要求：将10KHz时钟信号分频，分别输出10Hz、1kHz、1250Hz时钟信号。 分频的原理与计数器差不多，需要定义一个信号量来控制计数范围为分频数，另外控制在一个计数周期内输出一段低电平“0”和另一段高电平“1”。 分频器部分源码如图3.1a、图3.1b所示：
图3.1a 数控分频器VHDL代码 如果用于计数的信号量定义为“std_logic_vector”类型的。如“Count10”，也可以将其最高位作为分频后的时钟输出：即使用语句“Clk_1kHz<=Count10(3);”，如图2.11b所示，此时输出时钟信号占空比是多少？是否可以改变？。 图3.1b 十分频的VHDL代码 如果分频数为2n，“n为整数”，如8分频，Count8定义为“std_logic_vector”类型，使用下图的语句序列实现，更加简洁： 图3.1c 分频数为2n时，代码可以更为简洁 同理，“Count8(1)”是几分频输出？“Count8(0)”是几分频输出？ 2、4×4键盘扫描模块设计 ①图3.2是4×4键盘阵列电路原理图。行字符ROW[3..0]表示一行的状态，COL[3..0] 表
最新单片机的常见输入输出电路介绍
单片机的常见输入输出电路介绍 引言 传统电气设备采用的各种控制信号，必须转换到与单片机输入/输出口相匹配的数字信号。用户设备须输入到单片机的各种控制信号，如限位开关，操作按钮、选择开关、行程开关以及其他一些传感器输出的开关量等，通过输入电路转换成单片机能够接收和处理的信号。输出电路则应将单片机送出的弱电控制信号转换、放大到现场需要的强输出信号，以驱动功率管、电磁阀和继电器、接触器、电动机等被控制设备的执行元件，能方便实际控制系统使用。 1 输入电路设计 一般输入信号最终会以开关形式输入到单片机中，以工程经验来看，开关输入的控制指令有效状态采用低电平比采用高电平效果要好得多，。其中，D1为保护二极管，反向电压 ≥50V。 为了防止外界尖峰干扰和静电影响损坏输入引脚，可以在输入端增加防脉冲的二极管，形成电阻双向保护电路，。二极管D1、D2、D3的正向导通压降UF≈0.7 V，反向击穿电压UBR≈30 V，无论输入端出现何种极性的破坏电压，保护电路都能把浚电压的幅度限制在输入端所能承受的范围之内。即：VI～VCC出现正脉冲时，D1正向导通; V1～VCC 出现负脉冲时，D2反向击穿;VI与地之间出现正脉冲时，D2反向击穿;V1与地之间出现负脉冲时，D3正向导通，二极管起钳位保护作用。缓冲电阻RS约为1.5～2.5kΩ，与输入电容C构成积分电路，对外界感应电压延迟一段时间。若干扰电压的存在时间小于t，则输入端承受的有效电压将远低于其幅度;若时间较长，则D1导通。电流在RS上形成一定的压降，从而减小输入电压值。 此外，一种常用的输入方式是采用光耦隔离电路。，R为输入限流电阻，使光耦中的发光二极管电流限制在10～20 mA。输入端靠光信号耦合，在电气上做到了完全隔离。同时，发光二极管的正向阻抗值较低，而外界干扰源的内阻一般较高，根据分压原理，干扰源能馈送到输入端的干扰噪声很小，不会产生地线干扰或其他串扰，增强了电路的抗干扰能力。 在满足功能的前提下，提高单片机输入端可靠性最简单的方案是：在输入端与地之间并联一只电容来吸收干扰脉冲，或串联一只金属薄膜电阻来限制流入端口的峰值电流。 2 输出电路设计 单片机输出端口受驱动能力的限制，一般情况下均需专用的接口芯片。其输出虽因控制对象的不同而千差万别，但一般情况下均满足对输出电压、电流、开关频率、波形上升下降速率和隔离抗干扰的要求。在此讨论几种典型的单片机输出端到功率端的电路实现方法。 2.1 直接耦合 在采用直接耦合的输出电路中，要避免出现图5所示的电路。 T1截止、T2导通期间，为了对T2提供足够的基极电流，R2的阻值必须很小。因为T2处于射极跟随器方式工作，因此为了减少T2损耗，必须将集射间电压降控制在较小范围内。这样集基间电压也很小，电阻R2阻值很小才能提供足够的基极电流。R2阻值过大，会大幅
常见电路模块作用
电压比较器可以看作是放大倍数接近“无穷大”的运算放大器。 电压比较器的功能：比较两个电压的大小(用输出电压的高或低电平，表示两个输 入电压的大小关系)： 当”＋”输入端电压高于”－”输入端时，电压比较器输出为高电平； 当”＋”输入端电压低于”－”输入端时，电压比较器输出为低电平； 电压比较器的作用：它可用作模拟电路和数字电路的接口，还可以用作波形产生和变换电路等。利用简单电压比较器可将正弦波变为同频率的方波或矩形波。 简单的电压比较器结构简单，灵敏度高，但是抗干扰能力差，因此我们就要对它进行改进。改进后的电压比较器有：滞回比较器和窗口比较器。 运放，是通过反馈回路和输入回路的确定“运算参数”，比如放大倍数，反馈量可以是输出的电流或电压的部分或全部。而比较器则不需要反馈，直接比较两个输入端的量，如果同相输入大于反相，则输出高电平，否则输出低电平。电压比较器输入是线性量，而输出是开关（高低电平）量。一般应用中，有时也可以用线性运算放大器，在不加负反馈的情况下，构成电压比较器来使用。 可用作电压比较器的芯片：所有的运算放大器。常见的有LM324 LM358uA741 TL081\2\3\4 OP07 OP27，这些都可以做成电压比较器（不加负反馈）。LM339、LM393是专业 ，切换速度快，延迟时间小，可用在专门的电压比较场合，其实它们也是一种运算放大器。 基本上电压比较器就是一个A/D转换器，但是这个A/D转换器只有一个比特的输出。电压比较器有两个输入端，当输入端A的电压为一定的时候（我们称它为参考电压Vref），另一输入端B电压若高于Vref，输出端就为高电平（1），输入端B电压若低于Vref，输出端则为低电平（0）。当然如果设定输入端B为参考电压，输入端A用做电压测试，输出电压的变化就相反。利用这一特性，电压比较器可以用于探测电压的变化，然后控制一个电路的开关。 电压比较器的作用：它可用作模拟电路和数字电路的接口，还可以用作波形产生和变换电路等。利用简单电压比较器可将正弦波变为同频率的方波或矩形波 电压比较器是集成运放非线性应用电路，他常用于各种电子设备中，那么什么是电压比较器呢？下面我给大家介绍一下，它将一个模拟量电压信号和一个参考固定电压相比较，在二者幅度相等的附近，输出电压将产生跃变，相应输出高电平或低电平。
单片机实验-IO口输入输出实验
实验二I/O口输入、输出实验 一、实验目的 1. 学习I/O口的使用方法。 2. 学习延时子程序、查表程序的编写和使用。 二、参考程序框图 led灯 500ms DJNZ R6,DE2; DJNZ R7,DE1; RET END 2、I/O口输入输出（方法一） ORG 0000H; START : MOV P2,#00H; //初始化 MOV P0,#00H; MOV P1,#0FFH; //p1 MOV DPTR,#TABLE; // MOV 50H,#0FEH; // L0 :MOV A,P1; //按键消抖 CJNE A,#0FFH,L1; AJMP L0; L1 :MOV A,P1; CJNE A,#0FFH,LL1; AJMP L0; LL1 :CJNE A,50H,LL2; //是否与地址50h中数据相等MOV P0,A; //相等输出对应led灯 MOV A,#00H; MOVC A,@A+DPTR;
MOV P2,A; //输出表格数据到数码管 LCALL DELAY; //延时 LJMP START; //返回程序开头 LL2 :XCH A,50H; //交换数据 RL A; //左移 XCH A,50H; //再次交换，此时地址50h中数据左移一位 INC DPTR; //表格数据地址加一 LJMP LL1; //返回继续比较 DELAY : MOV R7,#01H; //延时程序 DE1 : MOV R6,#28H; DE2 : MOV R5,#5AH; DJNZ R5,$; DJNZ R6,DE2; DJNZ R7,DE1; RET TABLE : ;//DB 0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H; DB 06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH; //表格数据 END 程序二（方法二） ORG 0000H MOV P2,#00H; //I./O口初始化 MOV P1,#0FFH; //P1口赋FFH初值 MOV P0,#00H; START : MOV P2,#00H; //P2清0； MOV P0,#00H; //P0清0； MOV R1 ,P1; MOV A,R1; //读P1口 CJNE A,#0FFH,L1; //是否有数据输入 AJMP START; //无输入则跳转，继续查询 LCALL DELAY; L1 : MOV R1,P1; //消除按键抖动 MOV A,R1; CJNE A, #0FFH,LL1; AJMP START; LL1 : CJNE A,#0FEH,LL2; //是否按键1输入 MOV P2,#06H; //是则P2输出相应的按键号码 CPL A; //A取反 MOV P0,A; //输出到P0口 LCALL DELAY; //延迟 AJMP LP; //跳转到LP LL2 : CJNE A,#0FDH,LL3; //是否按键2输入 MOV P2,#5BH; //以下同上 CPL A;
电子设计竞赛常用电路模块
全国大学生电子设计竞赛常用电路模块制作 《全国大学生电子设计竞赛常用电路模块制作》是为高等院校电子信息工程、通信工程、自动化和电气控制类专业学生编写的全国大学生电子设计竞赛常用电路模块制作训练的培训教材。《全国大学生电子设计竞赛常用电路模块制作》共8章，内容包括：微控制器电路模块制作，微控制器外围电路模块制作，放大器电路模块制作，传感器电路模块制作，电机控制电路模块制作，信号发生器电路模块制作，电源电路模块制作，系统设计与制作；所有电路模块都提供电路图和pcb图，以及元器件布局图。《全国大学生电子设计竞赛常用电路模块制作》的特点是以全同大学牛电子设计竞赛中所需要的常用电路模块为基础，以实际电路模块为模板，突出了电路模块的制作；叙述简洁清晰，工程性强，可以作为高等院校电子信息、通信工程、自动化和电气控制类等专业学生参加全同大学生电子设汁竞赛的培训教材，也可以作为参加各类电子制作、课程设计、毕业设计的教学参考书，以及电子工程技术人员进行电子电路设计与制作的参考书。《全国大学生电子设计竞赛常用电路模块制作》 第1章微控制器电路模块制作 1.1 at89s52单片机pack板 1.2 atmega128单片机pack板 1.3 atmega8单片机pack板 1.4 c8051f330／1单片机pack板 1.5 lm3s615 arm cortex tm—m3微控制器pack板 1.6 lpc2103 arm 7微控制器pack板 第2章微控制器外围电路模块制作 2.1 键盘及led数码管显示器模块 2.2 rs—485总线通信模块 2.3 can总线接口通信模块 2.4 基于ads930的8位30 mhz采样速率的adc模块 2.5 基于mcp3202的12位adc模块 2.6 基于dac904 14位165 msps的dac模块 2.7 基于ths5661 12位100 msps的dac模块 2.8 基于tlv5618双12位dac模块 第3章放大器电路模块制作 3.1 基于max4016十ths3902的放大器模块 3.2 基于ad624的信号凋理模块 .3.3 基于ad603的放大器模块 3.4 基于ad8055的放大器模块 3.5 基于ad811的放大器模块
单片机C51输入输出接口
电子信息工程系实验报告 课程名称：单片机原理与接口 实验项目名称：实验1实验系统编程应用 实验时间：2011-9-29 班级： 电信091 姓名：陈俊伟 学号：910706123 一、实 验 目 的： 熟悉使用keil 仿真软件编写C51单片机程序的编写过程以及调试运行步骤。熟悉在C51中各种类型 变量的定义方法，以及各种常用程序结构的编写方法。学习编写基本的单片机程序。 二、实 验 设 备 与 器 件： 微机，KEIL C51单片机仿真调试软件。 三、实 验 原 理： 1、C51变量的定义： C51定义的任何数据类型必须以一定的存储类型定位，在8051的某一存储区中。说明的一般格式： <数据类型> <存储类型> 变量名 C51对单片机的不同存储区域定义了不同的存储类型，它们的关系表1： 表1 C51的变量存储类型 全部的特殊功能寄存器和其中可以单独使用的大部分位都已经在REG51.H 这个头文件中定义了。 除 了P0 P1 P2 P3 中的每个位，若要使用这些位则 sbit P10=P1^0。 3、绝对地址引用法： 利用绝对地址访问头文件absacc.h 可对不同的存储区的存储单元进行访问。该头文件的函数有： CBYTE (访问code 区字符型) CWORD (访问code 区int 型) DBYTE (访问data 区字符型) DWODE (访问data 区int 型) XBYTE (访问xdata 或I/O 区字符型) XWODE (访问xdata 区int 型) 4、指针定义的方法和含义： 指针变量说明格式中的[ ]为可选项 ，则指针定义为通用型，指针变量则存放在默认存贮区或者在data 区。 * 号不可少，它表示变量为指针变量。 四、实 验 内 容 及 结 果： 1、19805×24503的编程： 打开KEIL 软件，点击project 创建新的项目（图1），选择单片机类型为C51，再点击FILE 新建文件，
开关电源电路组成及常见各模块电路分析
1.1 课题背景 1.1 开关电源的发展历史 开关稳压电源（以下简称开关电源）取代晶体管线性稳压电源（以下简称线性电源）已有30多年历史，最早出现的是串联型开关电源，其主电路拓扑与线性电源相仿，但功率晶体管了作于开关状态后，脉宽调制（PWM）控制技术有了发展，用以控制开关变换器，得到PWM开关电源，它的特点是用20kHz脉冲频率或脉冲宽度调制—PWM开关电源效率可达 65～70％，而线性电源的效率只有30～40％。在发生世界性能源危机的年代，引起了人们的广泛关往。线性电源工作于工频，因此用工作频率为20kHZ的PWM开关电源替代，可大幅度节约能源，在电源技术发展史上誉为20kHZ革命。随着ULSI芯片尺寸不断减小，电源的尺寸与微处理器相比要大得多；航天，潜艇，军用开关电源以及用电池的便携式电子设备（如手提计算机，移动电话等）更需要小型化，轻量化的电源。因此对开关电源提出了小型轻量要求，包括磁性元件和电容的体积重量要小。此外要求开关电源效率要更高，性能更好，可靠性更高等。 2 开关电源的基本原理 2.1 PWM开关电源的基本原理 开关电源的工作过程相当容易理解。在线性电源中，让功率晶体管工作在线性模式，与线性电源不同的是，PWM开关电源是让功率晶体管工作在导通和关断状态。在这两种状态中，加在功率晶体管上的伏安乘积总是很小的（在导通时，电压低，电流大；关断时，电压高，电流小）。功率器件上的伏安乘积就是功率半导体器件上所产生的损耗。 与线性电源相比，PWM开关电源更为有效的工作过程是通过“斩波”，即把输入的直流电压斩成幅值等于输入电压幅值的脉冲电压来实现的。脉冲的占空比是开关电源的控制器来调节。一旦输入电压被斩成交流方波，其幅值就可以通过变压器来生高或降低。通过增加变压器的二次绕组数就可以增加输出的电压组数。最后这些交流波形经过整流滤波后就得到直流输出电压。 控制器的主要目的式保持输出电压稳定，其工作过程与线性形式的控制器很
单片机参考书大全
1、51单片机及其C语言程序开发实例 2、51单片机C语言应用程序设计实例精讲 3、51单片机常用模块设计查询手册 4、51单片机典型系统开发实例精讲 5、51单片机开发应用从入门到精通 6、51单片机应用开发范例大全 7、51单片机应用系统典型模块开发大全 8、51单片机原理及应用－－基于Keil C与proteus 9、AVR单片机嵌入式系统原理与应用实践 10、《LED驱动电路设计》温德尔(Steve Winder) 11、LCD驱动电路、驱动程序设计及典型应用 12、LED照明驱动电源优化设计 13、点阵LCD驱动显控原理与实践 14、基于51系列单片机的LED显示屏开发技术 15、最新LED及其驱动电路速查手册 16、MCS-51单片机应用开发实用子程序 17、8051单片机USB接口程序设计上册 18、USB应用开发技术大全 19、8051单片机USB接口VB程序设计 20、8051单片机USB接口程序设计下册 21、PDIUSBD12 USB固件编程与驱动开发 22、USB外围设备设计与应用 23、USB应用开发宝典 24、USB应用开发实例详解 25、单片机数据通信典型应用大全 26、电子信息类专业毕业设计指导与实例 27、电子信息类专业实践教程 28、单片机C语言程序设计实训100例：基于AVR+PROTEUS仿真 29、单片机技术课程设计与项目实例 30、单片机应用系统设计精讲 31、单片机与PC机网络通信技术 32、Visual Basic 串口通信工程开发实例导航 33、51单片机C语言常用模块与综合系统设计实例精讲 34、51单片机C语言应用与开发 35、51单片机应用开发范例大全 36、51单片机应用实例详解 37、51单片机应用系统开发实例精解C语言 38、51单片机自学笔记(完整北航版) 39、51系列单片机高级实例开发指南 40、51系列单片机设计实例（第2版） 41、8051系列单片机C程序设计完全手册 42、ATmega128单片机入门与提高 43、C51单片机C程序模板与应用工程实践 44、MP3MP4播放器维修技能实训精编教学版
电源电路设计模块图
电源电路单元 前面介绍了电路图中的元器件的作用和符号。一张电路图通常有几十乃至几百个元器件，它们的连线纵横交叉，形式变化多端，初学者往往不知道该从什么地方开始，怎样才能读懂它。其实电子电路本身有很强的规律性，不管多复杂的电路，经过分析可以发现，它是由少数几个单元电路组成的。好象孩子们玩的积木，虽然只有十来种或二三十种块块，可是在孩子们手中却可以搭成几十乃至几百种平面图形或立体模型。同样道理，再复杂的电路，经过分析就可发现，它也是由少数几个单元电路组成的。因此初学者只要先熟悉常用的基本单元电路，再学会分析和分解电路的本领，看懂一般的电路图应该是不难的。 按单元电路的功能可以把它们分成若干类，每一类又有好多种，全部单元电路大概总有几百种。下面我们选最常用的基本单元电路来介绍。让我们从电源电路开始。 一、电源电路的功能和组成 每个电子设备都有一个供给能量的电源电路。电源电路有整流电源、逆变电源和变频器三种。常见的家用电器中多数要用到直流电源。直流电源的最简单的供电方法是用电池。但电池有成本高、体积大、需要不时更换（蓄电池则要经常充电）的缺点，因此最经济可靠而又方便的是使用整流电源。 电子电路中的电源一般是低压直流电，所以要想从 220 伏市电变换成直流电，应该先把220 伏交流变成低压交流电，再用整流电路变成脉动的直流电，最后用滤波电路滤除脉动直流电中的交流成分后才能得到直流电。有的电子设备对电源的质量要求很高，所以有时还需要再增加一个稳压电路。因此整流电源的组成一般有四大部分，见图 1 。其中变压电路其实就是一个铁芯变压器，需要介绍的只是后面三种单元电路。 二、整流电路 整流电路是利用半导体二极管的单向导电性能把交流电变成单向脉动直流电的电路。 （ 1 ）半波整流 半波整流电路只需一个二极管，见图 2 （ a ）。在交流电正半周时 VD 导通，负半周时 VD 截止，负载 R 上得到的是脉动的直流电
4种常用的电路模块
4种常用的电路模块，收藏备用 玩转电子技术设计2018-05-28 15:02:39 1.三角波发生器： 电路设计思路：由电容的充电放电波形，可知去掉刚充电的一段时间和放电最后一段时间，得到的波形为三角波。利用比较器两输入端电压不同，输出端会输出高低电平，我们可以在输出端接一反馈电阻到输入端（正输入端），这样输入端电压会因反馈电阻的存在而发生变化，产生两个不同的电压值。 具体电路：12V经R1与R2串联后接地,在R1,R2间引一条线到比较器正输入端，比较器负输入端接一电容C1到地，从C1正端接一电阻R3到比较器输出端，因为比较器输出时为OC输出，所以要在输出端接一上拉10k电阻R4到12V上，最后在比较器的输出端接一反馈电阻R5，在比较器输出高低电平时产生不同的两个电压值。
电路分析：系统上电后，比较器正输入端为6V，比较器负输入端接一电容到地为0v，比较器输出高电平，12V经过R4,R3给C1充电。此时R5与R4串联后与R1并联，比较器的正输入端电压为9V，当C1电压高与8V以后比较器输出低，C1经过R3放电，同时反馈电阻R5与R2并联，比较器的正输入端电压变为4v，当C1放电小与4V 后比较器输出高，比较器正输入端电压又变为9V，这样比较器的输入端电压不断发生变化，电容不断充电放电产生类三角波。 2.精密恒压源 设计思路：根据运放的一些特性，输入电压与输出电压的关系，我们可以得到其输入与输出等大小的电压，因为运放输出电压有限，所以我们要在输出端一三级管提高电压源的输出能力。 具体电路:在运放的正输入端接我们想要制作的电压源的电压（输入端电压要稳定），输出端接一电阻后到三级管的基极，从三级管的发射极直接接到运放的负输入端。
单片机在电力系统中的应用设计
单片机在电力系统中的应用设计（创新） 专业：电气工程及其自动化 行政班：电气工程及其自动化2011-1 学号：201101100335 姓名：杨海波 指导老师：刘庆雪
基于MC9S12XS128单片机的单相电能表的设计 摘要本文主要是针对家庭用户设计了一单相电能计量电路。此电路采用一款高精度单相电能计量芯片ADE7755来采集用户所使用的电量，并使用高性能的单片机MC9S12XS128来作为整个电能采集电路的控制中心。文中给出了整个电能计量电路的组成框图、单相电能测量电路图以及软件流程图，最后介绍了试验情况并对试验结果进行了分析比较，通过实验表明该电能计量电路具有较高的测量精度。 关键词：电能计量；MC9S12XS128单片机；ADE7755芯片；硬件设计；软件设计
目录 前言 (1) 1 设计任务及要求 (2) 2 ADE7755简介 (2) 2.1功能概述 (2) 2.2功能特点 (2) 2.3 功能框图 (3) 2.4 极限参数 (3) 2.5 外部引脚及其功能说明 (3) 2.6 ADE7755工作原理 (6) 3 HCS12X系列单片简介 (7) 3.1 MC9S12XS128 性能述 (7) 3.2输入输出数字I/O接口 (8) 3.3输入输出端口功能和配置 (10) 3.4电源相关引脚 (13) 3.5其他引脚 (14) 3.6 XMC9S12XS128的存储器映射 (14) 4 电源模块设计 (17) 5 电能计量电路的基本成 (17) 6 软件设计 (19) 6.1编程软件codewarrior简介 (19) 6.2源程序 (22) 参考文献 (19) 附录 (20)
单片机常用模块电路大全
单片机常用模块电路大全 12.5V电源模块：这个电路比较简单，如果用直插可以达到1.5A，如果用贴片的可以到达1A。 13.3.3电源模块：可以到达800mA，价格非常便宜，也有相应的1.8/1.2的芯片，可以直接替换。 1. 双路232通信电路：3线连接方式，对应的是母头，工作电压5V，可以使用MAX202或MAX232。
2. 三极管串口通信：本电路是用三极管搭的，电路简单，成本低，但是问题，一般在低波特率下是非常好的。 3. 单路232通信电路：三线方式，与上面的三级管搭的完全等效。
4. USB转232电路：采用的是PL2303HX,价格便宜，稳定性还不错。 5. SP706S复位电路：带看门狗和手动复位，价格便宜（美信的贵很多），R4为调试用，调试完后焊接好R4。
6.SD卡模块电路（带锁）：本电路与SD卡的封装有关，注意与封装对应。此电路可以通过端口控制SD卡的电源，比较完善，可以用于5V和3.3V。但是要注意，有些器件的使用，5V和3.3是不一样的。 7.LCM12864液晶模块（ST7920）：本电路是常见的12864电路，价格便宜，带中文字库。可以通过PSB端口的电平来设置其工作在串口模式还是并行模式，带背光控制功能。
8.LCD1602字符液晶模块(KS0066)：最常用的字符液晶模块，只能显示数字和字符，可4位或8位控制，带背光功能。 9.全双工RS485电路（带保护功能）：带有保护功能，全双工4线通信模式，适合远距离通信用。
10.RS485半双工通信模块：可以通过选择端口选择数据的传输方向，带保护功率。此模块只能工作在5V. 11. ARM JTAG仿真接口电路：比较完善，可以应用在常规的ARM 芯片下，具有有自动下载功能，可以用JLINK或ULINK.
单片机常用输入输出电路
引言 随着微电子技术和计算机技术的发展，原来以强电和电器为主、功能简单的电气设备发展成为强、弱电结合，具有数字化特点、功能完善的新型微电子设备。在很多场合，已经出现了越来越多的单片机产品代替传统的电气控制产品。属于存储程序控制的单片机，其控制功能通过软件指令来实现，其硬件配置也可变、易变。因此，一旦生产过程有所变动，就不必重新设计线路连线安装，有利于产品的更新换代和订单式生产。 传统电气设备采用的各种控制信号，必须转换到与单片机输入／输出口相匹配的数字信号。用户设备须输入到单片机的各种控制信号，如限位开关，操作按钮、选择开关、行程开关以及其他一些传感器输出的开关量等，通过输入电路转换成单片机能够接收和处理的信号。输出电路则应将单片机送出的弱电控制信号转换、放大到现场需要的强输出信号，以驱动功率管、电磁阀和继电器、接触器、电动机等被控制设备的执行元件，能方便实际控制系统使用。 1 输入电路设计 一般输入信号最终会以开关形式输入到单片机中，以工程经验来看，开关输入的控制指令有效状态采用低电平比采用高电平效果要好得多，如图1如示。当按下开关Sl时，发出的指令信号为低电平，而平时不按下开关S1时，输出到单片机上的电平则为高电平。该方式具有较强的耐噪声能力。 若考虑到由于TTL电平电压较低，在长线传输中容易受到外界干扰，可以将输人信号提高到+24 V，在单片机入口处将高电压信号转换成TTL信号。这种高电压传送方式不仅提高了耐噪声能力，而且使开关的触点接触良好，运行可靠，如图2所示。其中，D1为保护二极管，反向电压≥50 V。
为了防止外界尖峰干扰和静电影响损坏输入引脚，可以在输入端增加防脉冲的二极管，形成电阻双向保护电路，如图3所示。二极管D1、D2、D3的正向导通压降UF≈0．7 V，反向击穿电压UBR≈30 V，无论输入端出现何种极性的破坏电压，保护电路都能把浚电压的幅度限制在输入端所能承受的范围之内。即：VI～VCC出现正脉冲时，D1正向导通；V1～VCC出现负脉冲时，D2反向击穿；VI与地之间出现正脉冲时，D2反向击穿；V1与地之间出现负脉冲时，D3正向导通，二极管起钳位保护作用。缓冲电阻RS约为1.5～2.5kΩ，与输入电容C构成积分电路，对外界感应电压延迟一段时间。若干扰电压的存在时间小于t，则输入端承受的有效电压将远低于其幅度；若时间较长，则D1导通。电流在RS上形成一定的压降，从而减小输入电压值。 此外，一种常用的输入方式是采用光耦隔离电路。如图4所示，R为输入限流电阻，使光耦中的发光二极管电流限制在10～20 mA。输入端靠光信号耦合，在电气上做到了完全隔离。同时，发光二极管的正向阻抗值较低，而外界干扰源的内阻一般较高，根据分压原理，干扰源能馈送到输入端的干扰噪声很小，不会产生地线干扰或其他串扰，增强了电路的抗干扰能力。 在满足功能的前提下，提高单片机输入端可靠性最简单的方案是：在输入端与地之间并联一只电容来吸收干扰脉冲，或串联一只金属薄膜电阻来限制流入端口的峰值电流。 2 输出电路设计 单片机输出端口受驱动能力的限制，一般情况下均需专用的接口芯片。其输出虽因控制对象的不同而千差万别，但一般情况下均满足对输出电压、电流、开关频率、波形上升下降速率和隔离抗干扰的要求。在此讨论几种典型的单片机输出端到功率端的电路实现方法。 2.1 直接耦合 在采用直接耦合的输出电路中，要避免出现图5所示的电路。
电子设计大赛常用的电路模块
为竞赛准备好一些常用的电路模块 一. 需要准备的一些模块 1. 微控制器电路模块：单片机，FPGA，ARM，DSP 2. 微控制器外围电路模块：键盘及LED数码管显示器模块，LCD显示器模块，触摸屏显示器模块，RS-485总线通信模块，CAN总线通信模块，不同位数和速率的ADC模块，不同位数和速率的DAC模块，无线收发器电路模块 3. 放大器电路模块：宽带小信号放大器模块，宽带功率放大器模块，音频小信号放大器模块，音频功率放大器模块，仪表放大器模块，LC滤波器电路模块，OP有源滤波器电路模块，滤波器专用芯片电路模块 4. 传感器电路模块：反射式光电传感器模块，超声波发射与接收模块，温湿度传感器模块，阻抗测量模块，音频信号检测模块，图像识别传感器模块，色彩识别传感器模块，电子罗盘模块，倾角传感器模块，角度传感器模块 5. 电机控制电路模块： 直流电机驱动模块，步进电机驱动模块，AC电机控制模块，三相AC电机控制模块，舵机控制模块，光电隔离模块 6. 信号发生器电路模块：基于MAX038的函数信号发生器模块，基于AD985x的DDS信号发生器模块，压频转换电路模块，乘法器电路模块 7. 电源电路模块制作：线性稳压电源模块，DC-DC升压电路模块，DC-DC降压电路模块，DC-AC-DC升压电源模块，DC-AC-DC降压电源模块，恒流源电路模块，PWM调制电路模块，逆变器桥路模块，逆变器桥路驱动模块模块 二. 准备好的模块状态 准备好的模块应该包含有： 能够正常工作的模块模块的电路图和PCB图模块工作原理和功能等文字说明模块与微控制器的连接电路 模块与微控制器的控制程序和程序流程图 三. 一些需要注意的问题 1. 根据自己的选题方向选择一些基本的模块进行准备，这可以从历届获奖赛题的系统设计方案中找到这方面的内容。 2. 模块能够自己做的自己做，不能够自己做的就买成品板 3. FPGA，ARM，DSP微控制器模块建议采用成品板