单片机的常见输入输出电路介绍
针时电气控制产品的特点，讨论了几种单片机常用输入/输出电路的设计方法，对合理地设计电气控制系统，提高电路的接口能力，增强系统稳定性和抗干扰能力有实际指导意义。
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，如
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
此外，一种常用的输入方式是采用光耦隔离电路。如
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
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
《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：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
单片机常用模块电路大全 转载：https://www.doczj.com/doc/5e3719699.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 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
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
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。
ADS2009 常用元器件介绍 录入：https://www.doczj.com/doc/5e3719699.html, 点击：3715 1．集总参数元件 组成电路模型的元件都是能反映实际电路中元件主要物理特征的理想元件。电路中元件在工作过程中还与电磁现象有关，常见的3种最基本的理想电路元件有：表示消耗电能的理想电阻元件R；表示储存电场能的理想电容元件C；表示储存磁场能的理想电感元件L。当实际电路的尺寸远小于电路工作时电磁波的波长时，可以把元件的作用集总在一起，用一个或有限个R、L、C元件来描述，这样的电路称为集总参数电路。集总参数元件是具有两个端钮的元件，从一个端钮流入的电流等于从另一个端钮流出的电流，端点间的电压为单值量。 在原理图设计窗口中的“Lumped-Components”主件控制面板可以选择集总参数元件，其中主要包括电感、电容和电阻等常用集总参数元件。 1）电容 （1）一般电容：一般电容符号如图2-19所示，其主要参数见表2-2。 表2-2 一般电容参数 （2）含Q值电容（CAPQ）：Q值是衡量电容的重要指标，含有Q值电容电路符号如图2-20所示，其主要参数见表2-3。 表2-3 含有Q值的电容参数
（3）直流阻塞电容（DC_Block）：直流阻塞电容是用于在电路中隔掉直流成分的理想器件模型，其电路符号如图2-21所示，其主要参数见表2-4。 直流阻塞电容对暂态分析是非因果的，参数C和L通常用于暂态分析，且电容的值是有限值（默认为1μF）。 2）电感 （1）一般电感：一般电感符号如图2-22所示，其主要参数见表2-5。 表2-5 一般电感参数
（2）含Q值电感（INDQ）：Q值是衡量电感的重要指标，含有Q值的电感符号如图2-23所示，其主要参数见表2-6。 （3）交流阻塞电感（DC_Feed）：交流阻塞电感是用于在电路中隔掉交流成分的理想器件模型，其电路符号如图2-24所示。其参数与直流阻塞电容一致。 3）电阻 一般电阻符号如图2-25所示，其主要参数见表2-7。
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，
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
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
电气控制回路八种常用元件原理介绍 断路器、接触器、中间继电器、热继电器、按钮、指示灯、万能转换开关和行程开关是电气控制回路中最常见的八种元件，以图文并茂的方式介绍常用电气元件的原理及应用，通过了解它们在电气回路中的作用来掌握这些元件平时的运行情况。 1、断路器 低压断路器又称为自动空气开关，可手动开关，又能用来分配电能、不频繁启动异步电机，对电源线、电机等实行保护，当它们发生严重过载、短路或欠压等故障时能自动切断电路。常用断路器外形图（如下图） 1P微型断路器 3P微型断路器
塑壳断路器断路器文字符号为：QF 断路器图形符号为： 单极断路器图形符号三极断路器图形符号
2、接触器 接触器由电磁机构和触头系统两部分组成，接触器最常见线圈电压有AC380V、AC220V、AC110V、AC36V、AC24V、AC12V和DC220V、DC36V、DC24V、DC12V等多种。常用的有AC380V、AC220V，机床常用的有AC110V、AC36V 、DC36V、DC24V、等几种，外形一样，就是线圈的电压有区别。 接触器电磁机构由线圈、动铁心（衔铁）和静铁心组成；接触器触头系统由主触头和辅助触头两部分组成，主触头用于通断主电路，辅助触头用于控制电路中。常用接触器外形图片 接触器文字符号为：KM 接触器图形符号表示为：
接触器线圈图形符号: 接触器主触头图形符 号 : 接触器辅助常开触头图形符号接触器辅助常闭触头图形符号 3、热继电器 热继电器是利用电流通过元件所产生的热效应原理而反时限动作 的继电器。 热继电器文字符号：FR 热继电器图形符号： ---------------------------------
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。
电子电路基本元器件及其特性 任何电子线路都是内电子元器件组成，所以电子元器件是组成电子线路的最小的独 立个体。正确识别电子元器件及掌握好电子元器件的测量，对于电子线路图的正确识 谈是不可缺少的。本章主要讲述常用电子元器件的舶皿测量。第一节电阻器和电位器在电子线路中，电阻器是构成电子线路的基本元件，它主要作为负载、分流、降压、 限流、分压、取样等之用。电阻器又分为固定电阻器和可变电阻器。固定电阻器常 简称为电阻，其阻值是固定不变的；可变电阻器又称为电位器，其阻值可以通过调节 电位器上的旋钮而改变。电阻和电位器统称为电阻器。 1．电阻器的符号及单位 电阻器在电子线路中的图形符号及文字符号表示法，如图1所示。 2．电阻器的分类 电阻器主要有两种分类法用途来分。电阻器按其制造材料可分为：碳膜电阻器、企届膜电阻器、金属氧化股电阻器、线绕电阻器；按其用途来分可分为：光敏电阻器、气敏电阻器、压敏电阻器、热敏电阻器等。 (1)碳膜电阻器碳膜电阻器表而一般涂有绿色的保护漆，其咀值范围宽，有良好的阻 值稳定性，受电压和频率的影响小，脉冲负载稳定，电阻器温度系数不大B—为负值。但其特件比企届腆电阻器差，故在军用员中很少采用，而在民用品中出于价格较便仓，所以大旦采用。 (2)金属膜电阻器金属膜电阻器表而一舶涂有红色或棕红色的保护漆。金属膜电阻器 工作环境温度范围宽、耐热性好、体积小、温度系数和噪声比较小、精密度高，适应 于要求较高的电子电路小。其主要缺点是脉冲负能力差，所以在脉冲状态下〕：作的 电阻器，不：定选用金属膜电阻器。 (3)金届氧化膜电阻器金届氧化膜电阻器除了具有金属膜电阻器的优点外，还具有耐 尚温，低阻值(100 o)时性能好及成本低等优点。但金属氧化膜电阻器在直流负载下缄 化膜容易发生电解使氧化物还原，性能不太稳定。
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)
1.1电阻 1.1.1功能：电阻器是电路元件中应用最广泛的一种，在电子设备中约占元件总数的30%以上，其质量的好坏对电路工作的稳定性有极大影响。它的主要用途是稳定和调节电路中的电流和电压，其次还作为分流器分压器和负载使用，见图1.1 1.1.2符号： 图1.1 1.1.3分类： 1）从材料分：碳膜电阻（用RT表示），金属膜电阻（RJ表示），氧化膜电阻（用RY表示），线绕电阻（用RX表示），水泥电阻（用RS表示）等。见图1.2 图1.2 2）从功率分：1/6W,1/4W,1/2W,1W,2W等，大功率电阻一般水泥材料，用作负载。 3）从精密度分：常用的精度为±0.5%、±1%、±2%，±5%等，下面误差等级的分类：见表1.1 允许误差±0.5%±1% ±2%±5%±10%±20% 级别005 01 02 ⅠⅡⅢ 表1.1 4）从功能分：有纯电阻、压敏电阻、热敏电阻（NTC电阻，PTC电阻）、光敏电阻等 1.1.4色环阻值表示法：碳质电阻和一些1/8瓦碳膜电阻的阻值和误差用色环表示。在电阻上有三道或者四道色环。靠近电阻端的是第一道色环，其余顺次是二、三、四道色环，第一道色环表示阻值的最大一位数字，第二道色环表示第二位数字，第三道色环表示阻值未应该有几个零。第四道色环表示阻值的误差。色环颜色所代表的数字或者意义见下表1.2： 色别第一色环最大一位数字第二色环第二位数字第三色环应乘的数第四色环误差棕 1 1 10 红 2 2 100 橙 3 3 1000
黄 4 4 10000 绿 5 5 100000 蓝 6 6 1000000 紫7 7 10000000 灰8 8 100000000 白9 9 1000000000 黑0 0 1 金0.1 ±5% 银0.01 ±10% 无色±20% 表1.2 示例： 1）在电阻体的一端标以彩色环，电阻的色标是由左向右排列的，图1的电阻为27000Ω±0.5%。 2）精密度电阻器的色环标志用五个色环表示。第一至第3色环表示电阻的有效数字，第4色环表示倍乘数，第5色环表示容许偏差，图1.3的电阻为17.5Ω±1% 表示27000Ω±5% 表示17.5Ω±1% 图1.3 1.1.5应用常识： 1）在电路图中电阻器和电位器的单位标注规则 阻值在兆欧以上，标注单位M。比如1兆欧，标注1M；2.7兆欧，标注2.7M。 阻值在1千欧到1兆欧之间，标注单位k。比如5.1千欧，标注5.1k；68千欧，标注68k；比如360千欧，标注360k。 阻值在1千欧以下，可以标注单位Ω，也可以不标注。比如5.1欧，可以标注5.1Ω或者5.1；680欧，可以标注680Ω或者680。 2）电阻的额定功率要选用等于实际承受功率1.5~2倍的，才能保证电阻耐用可靠。电阻在装入电路之前，要用万用表欧姆档核实它的阻值。安装的时候，要使电阻的类别、阻值等符号容易看到，以便核实。
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.
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。