1.3.3本书实验套件电路图的解读从功能上讲实验套件电路图可以分为十一个功能模块，下面分别介绍之。
1、单片机和仿真、下载器接口这个部分是整个电路板的核心，包含了PIC单片机及其辅助电路。
实验套件可以使用40或28引脚DIP封装PIC单片机（虽然图1.3.1没有画出28引脚的PIC单片机，但读者可以在实验套件实物中找到它的位置）。
由于大多数8位PIC单片机的引脚兼容，读者其实可以在实验套件上使用上述封装的任意型号的PIC16或PIC18单片机，尽管PIC18系列属于PIC 高档单片机。
图1.3.3实验套件的单片机和仿真、下载器接口部分这部分电路还包含4MHz和32.768KHz的两套晶振电路。
4MHz的XTAL是主振荡器，用于提供单片机系统工作时钟。
如果读者希望更改单片机的工作频率可以更换该晶振。
32.768KHz的晶振连接在定时计数器TIMER1的外接晶体引脚上，用来为TIMER1提供第二个时钟源。
PROG是一个六脚的插座，用来提供单片机仿真和串行下载的接口，读者可以在这个接口上连接ICD2等调试下载工具。
初学者在硬件设计时往往忘记留出调试接口，但如果没有它们，单片机软件是很难开发成功的。
复位键KEYreset、电容Crest和电阻Rrest构成了单片机的复位电路，关于其他更加复杂可靠的复位电路的设计方法，读者可以参考本书十二章的相关叙述。
电容C5和C8是单片机电源去耦电容，这两个电容也常常为初学者所忽视，其实它们对于提高单片机系统的可靠性具有重要意义。
40脚的PIC16F877A有两对电源引脚：32和31，11和12，分别位于40引脚DIP单片机的两侧。
在印制电路板上放置单片机电源去耦电容时，应该让它们尽量靠近这两对电源引脚。
2、功能选择跳线实验套件上的跳线端子和跳线器（帽）如图1.3.4所示。
注意要有汉字和箭头标志图1.3.4 跳线端子和跳线器跳线器其实是短路器，它的宽度是2.54mm（100mil）。
由于相邻两个跳线端子之间的距离也是2.54mm，所以跳线器可以将相邻的两个跳线端子短路在一起。
使用中遇到和图1.3.4相同的情况：一排中有三个端子，跳线器能够跨接（短路）在中间与左边端子之间或者中间与右边端子之间，用户就可以选择性的将中间端子与左边或右边的端子短接在一起了。
实验套件上的“功能选择跳线”部分由图1.3.5所示的四组跳线端子和跳线器组成。
它们的标志符号分别是JP_RA，JP_RB，JP_RC，JP_RD。
图1.3.5 实验套件的功能选择跳线部分同一组中的跳线端子都是三个一排的，编号为1、2、3的三个引脚代表在同一排的三个跳线端子，编号为4、5、6的三个引脚代表第二排的三个跳线端子，……。
同一排的三个跳线端子中，第二个是中间的。
单片机的引脚（包括PORTA、PORTB、PORTC、PORTD的所有引脚），和每一排跳线端子的中间一个直接相连的。
跳线器可以选择性的将它和左边或者右边的跳线端子短接。
当跳线器在左右两个端子之间选择时，单片机的引脚就被选择性的连接到了左边或者右边的其他元器件上。
以JP_RC中第一排的跳线端子为例：其中间一个端子和单片机的RC0相连，通过跳线器，用户可以选择将RC0连接到字符液晶的使能端LCD_EN或RS232C接口的CTS引线。
3、引脚外接端子当然，也可以拔掉功能选择跳线JP_RA、JP_RB、JP_RC、JP_RD上的跳线器，单片机的引脚将不会被连到电路板的其他外设上，仅被接到图 1.3.6所示的引脚外接端子CNT_RA_RB_E和CNT_RC_RD。
用户可以通过这两个引脚外接端子外扩实验套件电路板上没有的外围电路。
为了方便为其它电路板供电，外接端子还提供了电源和地引脚，但实验室请将这些电路板的耗电控制在500mA以内。
图1.3.6 引脚外接端子部分4、功能模块外接端子有的实验可能既需要实验套件电路板上的某些电路，又要通过PIC单片机的片上功能模块扩展实验套件板上没有的其他功能。
这时要将单片机的SPI、I2C、A/D模块等片上外设，连接到扩展外设上。
实验套件为这种情况准备了图1.3.7所示的“功能模块外接端子”。
图1.3.7 功能模块外接端子为了防止扩展外设和实验套件板上的其他电路发生冲突，功能模块外接端子和图1.3.6所示的引脚外接端子不一样，没有直接连接到单片机的引脚上，它们都必须由图1.3.5所示的功能选择跳线来选择。
举例讲，如果通过功能模块外接端子中的SPI端子扩展一个高精度的模数转换器，则必须将功能选择跳线器组JP_RC的相关引脚短接到SPI功能一边才能使用；但如果直接用图1.3.6的引脚外接端子扩展模数转换器，则无需对跳线器进行任何调整。
5、稳压电源实验套件的电源电路是由图1.3.8所示的电路产生的。
交流适配器产生的9V直流电源从圆孔形插座DC9IN输入，经过二极管D后进入电路板，保护二极管D在电源插反时能够防止后续电路损坏。
电流经过C1和C2滤波后流入标准三端稳压块LM7805，在这里电源电压被降低到系统所需的5V（即VCC），三端稳压块之后的C3、C4能够起到稳定LM7805输出的作用。
电阻RLED和发光二极管LED_POWER是电源指示灯，当实验板上电后指示灯被点亮。
图1.3.8 稳压电源部分插座CNT_VCC的一个引脚被连接到系统电源VCC上，另一个引脚被连接到地。
通过这个插座可以向本实验电路板之外的其他电路提供5V电源。
当外围电路能够提供5V电源时，还可以通过这个插座直接将外部的5V电源引入本实验板，当然采用这种供电方式时不能再从DC9IN输入电源。
6、按键和发光二极管按键和发光二极管电路部分用于完成数字I/O口【注释：以下简称I/O口】的实验。
这部分包括用于完成数字输入实验的六只独立的按键KEY0~KEY5和用于完成数字输出实验的八只独立的发光二极管LED0~LED7。
图1.3.9 按键和发光二极管部分一般来讲，用直接和数字输入口相连的轻触按键制作键盘时，按键的一端还需要接一个10KΩ左右的上拉电阻，但PIC单片机的PORTB口内部集成了该电阻（详见本书第四章的描述），因此实验电路板上没有它们。
LED0~LED7可以通过PORTD的八个数字I/O口驱动，输出1时对应LED点亮。
RLED0~RLED7是限流电阻，当PORTD输出高电平时，流过发光二极管的电流等于：(1-1)其中V LED代表发光二极管的压降，R LED代表限流电阻的大小。
当然，如果要在实验中使用这些按键和发光二极管，必须在图1.3.5所示的功能选择跳线中将跳线器组JP_RB和JP_RD短接到KEY0~KEY5和LED0~LED7一边。
7、数码管显示实验电路板的数码管显示电路部分如图1.3.10所示，由两只共阴极的七段数码管组成。
图1.3.10 数码管显示部分由于PIC单片机的以I/O口的驱动能力达25mA，因此可以直接用单片机的I/O口驱动数码管的笔段。
到为了节约单片机的I/O资源，两只数码管的相同笔段公用一个I/O口驱动。
（例如，低位数码管LED_SEG_A和高位数码管LED_SEG_B的A笔段都被连接到网络标号为R_SEG_A的网络中。
）这并不意味着两只数码管只能显示相同的内容。
事实上，多只数码管的显示系统通常都采用这种连接方法，利用类视觉的暂留效应，通过时分复用的方法驱动。
关于数码管显示的原理和驱动程序将在本书的第四章中详细叙述。
从硬件上说，实验电路板通过和阴极连接的两只NPN型的三极管VT_L和VT_H分别选通两只数码管，从而达到分时选通的目的。
两只三极管由分别受到I/O口RE0和RE1的驱动，由于这样连接的三极管具有反相作用，RE0和RE1输出高电平时对应数码管的阴极被拉低，从而被选通。
每个笔段的限流电阻R_SEG_A~R_SEG_G和R_SEG_DP，分别对应了A~G笔段和小数点DP，它们的大小为470Ω。
可以计算出被选通时每个笔段上流过的电流是：(1-2)其中V SEG是被选通后每个笔段上的压降，V VT是选通三极管上的压降，R SEG是限流电阻的大小。
当然，如果要在实验中使用数码管，必须在图1.3.5所示的功能选择跳线中将跳线器组JP_RD短接到SEG_A~G以及SEG_DP一边。
另外，单片机的PORTD口通过跳线器组JP_RD 既连接到发光二极管由连接到数码管，意味着在同一个实验中不可能即使用发光二极管又同时使用数码管。
8、字符液晶显示实验套件配备了字符液晶，它采用日立公司的标准字符液晶驱动器HD44780，可以同时显示两行共2×16个字符。
这是一个成为行业标准的驱动器，目前市场上所能见到的几乎所有字符液晶都采用和它相同或者兼容的驱动芯片，因此只要掌握了实验套件这部分的使用方法也就可以将其硬件电路和驱动程序移植到读者将来使用的任何字符液晶系统中。
图1.3.11 字符液晶部分字符液晶除去电源引脚外还有控制引脚和数据引脚，控制引脚用于控制传输数据的类型和方向，数据引脚用于传输显示数据。
数据引脚共8个，但HD44780也允许只用四根数据线，为了节约I/O口资源，实验电路板采用了四根数据线的连接方法。
关于字符液晶的原理和驱动程序也将在本书的第四章中详细阐述。
跳线器组JP_RB用于选择PORTB口是作为字符液晶或是按键等其他功能，当使用液晶进行试验时必须将JP_RB短接到液晶一边。
和PORTD上的发光二极管和连接到数码管一样，由于液晶和按键共用了PORTB口的前几个引脚，这意味着在同一个实验中不能同时使用液晶和KEY0~KEY3。
当然在一些既用了字符液晶又需要按键的实验中，读者可以使用没有共用的后两个按键KEY4，KEY5。
另外，字符液晶模块还允许控制背光的开关，但背光的驱动电流一般远远大于PIC单片机I/O口的驱动能力，因此实验电路板采用图1.3.11所示的三极管驱动的方法控制背光。
NPN 型的三极管受到RE2的控制，在RE2输出高电平时打开字符液晶模块的背光。
9、模数转换实验电路绝大部分的PIC单片机都配备有片内的模数转换器，在实际的单片机系统中，这是一个非常有用的功能模块。
本书也为模数转换模块配置了丰富的实验内容，关于模数转换模块的原理和实验请读者参阅本书第八章。
实验电路板中关于模数转换的部分是完成模数转换实验的辅助电路，包括基准电压产生电路、分压电路和一个模拟温度传感器，通过这些电路读者可以完成模数转换器的基本实验和数字温度计的实验。
图1.3.12 模数转换实验电路模数转换器的输入都在PORTA口，进行相关实验时，必须对跳线器组JP_RA的相关跳线进行正确的配置。
10、PWM实验电路PIC单片机的PWM模块也是一个非常有用的功能模块。
在许多应用中，PWM模块可以起到数模转换器作用。
这部分内容是本书的重点之一，第九章中本书将介绍用PIC中档单片机的PWM模块产生低频正弦信号和演奏简单乐曲的实验。
![PIC系列单片机结构原理[1]](https://img.taocdn.com/s1/m/39ee522a0066f5335a81213e.png)
