单片机外围线路设计 33页

硬件电路设计漫谈IC母体的选用当拿到一张CASE单时，首先得确定的是能用什么母体才能实现此功能，然后才能展开对外围硬件电路的设计，因此首先得了解每个母体的基本功能及特点，下面大至的介绍一下本公司常用的IC：单芯片解决方案•SN8P1900系列–高精度16-Bit模数转换器–可编程运算放大器(PGIA)•信号放大低漂移:2mV•放大倍数可编程:1/16/64/128倍–升压-稳压调节器(Charge-PumpRegulator)•电源输入:2.4V~5V•稳压输出:e.g.3.8VatSN8P1909–内置液晶驱动电路(LCDDriver)–单芯片解决方案•耳温枪SN8P1909LQFP80Pins•5000解析度量测器SN8P1908LQFP64Pins•体重计SN8P1907SSOP48Pins单芯片解决方案•SN8P1820系列–精确的12-Bit模数转换器–可编程运算放大器(PGIA)•GainStageOne:LowOffset5mV,Gain:16/32/64/128•GainStageOne:LowOffset2mV,Gain:1.3~2.5–升压-稳压调节器•电源输入:2.4V~5V•稳压输出:e.g.3.8VatSN8P1829–内置可编程运算放大电路–内置液晶驱动电路–单芯片解决方案•电子医疗器SN8P1829LQFP80Pins高速/低功耗/高可靠性微控制器•最新SN8P2000系列–SN8P2500/2600/2700系列–高度抗交流杂讯能力33QQ:544698569E-mail:cc-cxb@163.com 硬件电路设计漫谈•标准瞬间电压脉冲群测试(EFT):IEC1000-4-4•杂讯直接灌入芯片电源输入端•只需添加1颗2.2mF/50V旁路电容•测试指标稳超4000V(欧规)–高可靠性复位电路保证系统正常运行•支持外部复位和内部上电复位•内置1.8V低电压侦测可靠复位电路•内置看门狗计时器保证程序跳飞可靠复位–高抗静电/栓锁效应能力–芯片工作温度有所提高:-200C~700C工规芯片温度：-400C~850C高速/低功耗/高可靠性微控制器•最新SN8P2000系列–SN8P2500/2600/2700系列–1T精简指令级结构•1T:一个外部振荡周期执行一条指令•工作速度可达16MIPS/16MHzCrystal–工作消耗电流<2mAat1-MIPS/5V–睡眠模式下消耗电流<1mA/5V额外功能•高速脉宽调制输出(PWM)–8-BitPWMupto23KHzat12MHzSystemClock–6-BitPWMupto93KHzat12MHzSystemClock–4-BitPWMupto375KHzat12MHzSystemClock•内置高速16MHzRC振荡器(SN8P2501A)•电压变化唤醒功能•可编程控制沿触发/中断功能–上升沿/下降沿/双沿触发•串行编程接口SN8P2500系列•SN8P2501A–程式存储器容量1K*16bit/随机存储器容量48Bytes–内置高速校准16MHzRC振荡器–最多可供12个I/O口使用–两个8-Bit计时器•T0实时计时器功能/系统时钟采用内部16MRC33QQ:544698569E-mail:cc-cxb@163.com 硬件电路设计漫谈•TC0高速脉宽调制/蜂鸣器输出功能–内置1.8V低电压侦测/上电可靠复位电路–高度抗交流杂讯能力–高度抗静电/抗栓锁效应能力–封装形式:DIP14/SOP14/裸片–与EMC153兼容SN8P2602A•SN8P2602A(SN8P1602B升级版)–程式存储器容量1K*16bit/随机存储器容量48Bytes–工作速度可达16MIPS/16MHzCrystal–最多可供15个I/O口使用–两个8-Bit计时器•T0:基本计时器•TC0:快速脉宽调制/蜂鸣器输出功能–内置1.8V低电压侦测/上电可靠复位电路–高度抗交流杂讯能力–高度抗静电/抗栓锁效应能力–封装形式:DIP18/SOP18/SSOP20/裸片–与PIC16C54兼容SN8P2604•SN8P2604(SN8P1604A升级版)–程式存储器容量4K*16bit/随机存储器容量128Bytes–工作速度可达16MIPS/16MHzCrystal–最多可供24个I/O口使用–两个8-Bit计时器•T0:基本计时器•TC1:快速脉宽调制/蜂鸣器输出功能–内置1.8V低电压侦测/上电可靠复位电路–高度抗交流杂讯能力–高度抗静电/抗栓锁效应能力–封装形式:SKDIP28/SOP28/SSOP28/裸片–与PIC16C57兼容SN8P2606•SN8P2606–程式存储器容量6K*16bit/随机存储器容量128Bytes–工作速度可达16MIPS/16MHzCrystal–最多可供34个I/O口使用–两个8-Bit计时器33QQ:544698569E-mail:cc-cxb@163.com 硬件电路设计漫谈•T0:基本计时器•TC1:快速脉宽调制/蜂鸣器输出功能–高速同步串行通信口(SIO)–内置1.8V低电压侦测/上电可靠复位电路–高度抗交流杂讯能力–高度抗静电/抗栓锁效应能力–封装形式:DIP40SN8P2608•SN8P2608–程式存储器容量6K*16bit/随机存储器容量128Bytes–工作速度可达16MIPS/16MHzCrystal–最多可供40个I/O口使用–两个8-Bit计时器•T0:基本计时器•TC1:快速脉宽调制/蜂鸣器输出功能–高速同步串行通信口(SIO)–内置1.8V低电压侦测/上电可靠复位电路–高度抗交流杂讯能力–高度抗静电/抗栓锁效应能力–封装形式:DIP48/SSOP48SN8P2704A•SN8P2704A(SN8P1704升级版)–程式存储器容量4K*16bit/随机存储器容量256Bytes–5通道12-Bit模数转换器–1通道7-Bit数模转换器–工作速度可达16MIPS/16MHzCrystal–三个8-Bit计时器•T0:基本计时器•TC0/TC1:快速脉宽调制/蜂鸣器输出功能–高速同步串行通信口(SIO)–高度抗交流杂讯/静电/栓锁效应能力–内置1.8V低电压侦测/上电可靠复位电路–封装形式:SKDIP28/SOP28/裸片SN8P2705A•SN8P2705A–程式存储器容量4K*16bit/随机存储器容量256Bytes33QQ:544698569E-mail:cc-cxb@163.com 硬件电路设计漫谈–8通道12-Bit模数转换器–1通道7-Bit数模转换器–工作速度可达16MIPS/16MHzCrystal–三个8-Bit计时器•T0:基本计时器•TC0/TC1:快速脉宽调制/蜂鸣器输出功能–高速同步串行通信口(SIO)–高度抗交流杂讯/静电/栓锁效应能力–内置1.8V低电压侦测/上电可靠复位电路–封装形式:DIP32/SOP32SN8P2706A•SN8P2706A(SN8P1706升级版)–程式存储器容量4K*16bit/随机存储器容量256Bytes–8通道12-Bit模数转换器–1通道7-Bit数模转换器–工作速度可达16MIPS/16MHzCrystal–三个8-Bit计时器•T0:基本计时器•TC0/TC1:快速脉宽调制/蜂鸣器输出功能–高速同步串行通信口(SIO)–高度抗交流杂讯/静电/栓锁效应能力–内置1.8V低电压侦测/上电可靠复位电路–封装形式:DIP40SN8P2708A•SN8P2708A(SN8P1708升级版)–程式存储器容量4K*16bit/随机存储器容量256Bytes–8通道12-Bit模数转换器–1通道7-Bit数模转换器–工作速度可达16MIPS/16MHzCrystal–三个8-Bit计时器•T0:基本计时器•TC0/TC1:快速脉宽调制/蜂鸣器输出功能–高速同步串行通信口(SIO)–高度抗交流杂讯/静电/栓锁效应能力–内置1.8V低电压侦测/上电可靠复位电路–封装形式:DIP48/SSOP48/裸片33QQ:544698569E-mail:cc-cxb@163.com 硬件电路设计漫谈了解上述内容后，再进一步进行评估，看看所需的产品有那些功能，怎样才能实现，大至可以分为以下几步：1，确定用什么样的电源输入，有无大电流负载及一些安规方面的要求，体积大小有无规定，采用电池供电时是否要考虑做一些省电低功耗线路2，带检测功能的产品是否用到A/D功能，有无必要用到一些精密参考源，主要针对测量电路，或是可否直接采用RC充放电线路来做检测,A/D通道转换需要一定的稳定时间，在软件设计时需要作考量。为了保证每次AD转换的稳定与正确，最好在每次AD转换前都重新确定AD转换通道、AD转换分辨率、AD时钟源选择位，而且根据所应用场合对所取得数据进行合理的处理。A/D转换在硬件设计方面的注意事项：信号源要尽量与A/D转换输入端接近，而且要视芯片输入阻抗添加合适的电容并入信号源输入端。此外需保证AD转换基准电压的稳定，模拟地与数字地要分开或隔离。3，操作时有多少个按键，能否采用跟其他I/O口复用，按键是否采用唤醒功能，即采用带有唤醒功能的I/O口，按键输入可否采用矩阵扫描4，输出指示能否跟输出控制I/O复用，这样可以节省I/O，但要考虑到输出电流的大小，不能影响负载的正常输出5，有无精确度要求较高的定时，用来确定采用什么样的振荡源6，复位电路的选取,I/O不够时能否采用内部复位,芯片的上电复位时间与系统电压上升速度，外部振荡器频率、种类及外部Reset电路造成的delay都有关联。7，有无显示电路，是LED还是LCD，是否必要采用外挂驱动IC8，大电流负输输出采用继电器还是可控硅,当输出为可控硅时，是否采用共地，还是直接采用光电耦合，有无用到同步信号9，输入尽可能放在同一I/O，输出放在同一I/O，同时应该考虑到PCB布线10，I/O口内部有无上拉电阻,有些I/O只能做单一的输入且无上拉电阻,这一点在设计中很容易给忘记！11，对空闲口的设置，空闲口一般设定为输入上拉或输出低电平。对ADCI/O通道，应用P4CON的设定，可以避免I/O口的漏电流。对于不同的外部硬件电路，考虑I/O的状态设置，设定不当，会有漏电流，特别注意上拉电阻的正确设定，若I/O在outputlowlevel,又将pull-upenable会造成漏电,例如:VDD=5V会有约5V/100K=50uA漏电.33QQ:544698569E-mail:cc-cxb@163.com 硬件电路设计漫谈输入部分电路的设计按键部分硬件电路部分应用实例普通独立按键：图中S1、S2、S3为常用的三种按键，其中S3接在U1第4脚为低电平触发脚有效，因为U1第4脚内部没有上拉电阻，所以得在U1第4脚外面接一上拉电阻以确保在不按下按键时让U1第4脚维持在高电平状态，采用S2接法时，为高电平触发有效，因这颗IC内部没有下拉电阻，所以得在U1第4脚外面接一下拉电阻以确保在不按下按键时让U1第4脚维持在低电平状态，S1因Ic内部有上拉电阻，则不要外加器件。纯按键矩阵描按键：电路中扫描口都得为双向的I/O口，如此电路需要省电功能，则将COM1、COM2用到具有唤醒功能的I/O口即可。按键加LED矩阵描按键：加二极管的按键复用1：33QQ:544698569E-mail:cc-cxb@163.com 硬件电路设计漫谈加二极管的按键复用2：加二极管的按键复用3：加电阻并联型复用:33QQ:544698569E-mail:cc-cxb@163.com 硬件电路设计漫谈加电阻的按键复用：上图中按键同样可以复用在COM口上!采用移位寄存器的按键复用：33QQ:544698569E-mail:cc-cxb@163.com 硬件电路设计漫谈采用A/D功能的按键:触摸式按键:在目前MCU应用领域里，很多场合都离不开开关信号，这些开关信号的实现都是通过按键操作实现。而传统的按键应用最广最普遍的就是机械式按键（或称为B键），这一类按键的共同点就是透过金属触点来得到开关信号，也正是这些共同点决定了机械式按键的应用场合和使用寿命。如在一些带有油烟或腐蚀性气体的应用场合；另外，在很多小家电应用领域，也都是在模具表面开孔，使用PVC胶来做按键触摸点，这些PVC胶随着使用时间的增加也很容易损坏。因此，目前市场上出现了一种新型的按键输入方式——触摸式按键（或称感应型按键）。33QQ:544698569E-mail:cc-cxb@163.com 硬件电路设计漫谈顾名思义，这种按键输入方式与传统机械式按键不同，它不需要金属触点，取而代之的是感应人体的触摸动作。目前市场上常见的触摸按键方案中，多为采用MCU+专用IC以及只用MCU实现两种，在MCU+专用IC方案中，具有代表性的触摸信号专用IC是英国昆腾（QUANTUM）公司的QT系列IC，如QT1080就是带有8路独立触摸按键输入的处理芯片。但是使用MCU+专用IC方案面临的一大挑战就是其抗干扰能力不强以及其成本较高的问题，也正是这一缺陷决定了在很多MCU应用场合这种方案显得有些无能为力了。下面就从应用的角度对采用独立MCU方案开发感应型按键的原理进行讨论。一、感应型按键的电气原理这种感应型按键的实现原理是基于电容对高频脉冲信号的耦合特性，通常称该电容为耦合电容。当该耦合电容的容值发生改变时，经过该电容耦合得到的高频脉冲的高电平幅值将发生改变。如图所示：A33QQ:544698569E-mail:cc-cxb@163.com 硬件电路设计漫谈如图所示，高频信号OSC经过电容C1耦合，再经过电容C2滤波，这样在K1点可以得到一直流信号；A点为按键电极连接点，电极的表面可以是一些如玻璃或塑料的绝缘物质。当人体透过电极表面的介质触摸按键时，此时人体、电极和这些介质就等效成一个电容，该等效电容与耦合电容C1并联，最终就相当与改变了耦合电容的容值，从而经由C1耦合得到的高频脉冲的高电平幅值就将发生变化，在K1点得到的直流信号也将随之发生改变。当人体接触按键时，K1点的电压将降低。由MCU的AD口读取K1点的电压变化，便可知道按键与否。K1点的电压变化范围一般在几十至一百毫伏范围变化，这与电极表面的介质和高频信号的频率有关。在有些应用中，由于K1点的电压变化太小，通常还会在K1点接一级放大器，这样MCUAD口端的电平变化范围将相应变大。由于SONiX8bitMCU，至少提供12bit的AD，所以在采用SONiX8bitMCU开发时并不需要增加一级放大电路。针对上图所示的参数，下面将给出A点在人体触摸前后的波形变化（电极表面的介质为压克力板）。人体触摸前A点的波形33QQ:544698569E-mail:cc-cxb@163.com 硬件电路设计漫谈人体触摸时A点的波形对于高频脉冲的产生，通常都在几百KHz，根据具体的应用可以有不同的选择。常见的电路形式有采用NE555和CD4069：通常SONiX的MCU都有提供至少一路PWM功能，根据应用的需求，也可以采用该PWM功能作为高频脉冲发生器。对于应用中可能会出现按键数量超出MCU提供的AD通道数的情形，此时可以增加一模拟开关,如CD4051。一、感应型按键的软件实现从上述电气原理的讨论中，可以看出，到达MCUAD口的直流信号并不是十分理想的直流信号，由于是经由104电容滤波直接得到，其纹波系数很大，因此，在软件的实现中，应充分考虑AD口信号的正常波动。其次，程序判断按键与否的根据是AD口信号变化的大小，当AD值负变化达到给定量时，认为有键按下；反之，AD值正变化达到给定量时，则认为是按键弹起。由于程序判定按键的根据是AD值的变化量，所以在程序中，还应确定一个基准值，所有的变化量都应相对这个基准值，一般情况下，在上电时应将这个基准值确定，或通过实验计算出一个基准值保存在程序中，但后者随着使用时间的增加，可能会出现基准值变化而导致按键失灵，最好的做法是将两者都考虑进去。在程序中应充分考虑对AD值做数字滤波处理，常见的数字滤波如滑动平均值滤波和中位值滤波，在此不讨论具体的滤波算法，可以参考相关的书籍。此外，程序中还应做好按键去抖动的动作，这是任何形式的按键处理程序都应考虑的。33QQ:544698569E-mail:cc-cxb@163.com 硬件电路设计漫谈通过以上对感应型按键的原理的讨论，重点在于如何使得整个系统稳定可靠，即抗干扰能力要强，这主要与程序编制有关。所以，关键的还是强调程序处理。本人按照上面讨论的原理，有做一跑马灯DEMO，可以轻松通过EFT日规2000V测试。一种简易的接触式触摸电路：直接采用人体感应电压去改变输入检测口的电平做按键检测，此电路稳定性比较差，但成本低，图中的触摸开关为一导体。常见的单片机输入部分线路:风扇外壳触摸保检测电路:高灵敏度MIC声控线路:R9可以调节灵敏度带自动增益控制的随音乐变化转换电路:33QQ:544698569E-mail:cc-cxb@163.com 硬件电路设计漫谈红外对管对射及反射控制线路:采用光遮断器的光控线路:红外发射接收硬件电路:红外遥控的发射接收电路比较简单，其中接收电路可以使用集成红外接收器成品。接收器包括红外接收管和信号处理IC。接收器对外只有3个引脚：Vcc、GND和1个脉冲信号输出PO。与单片机接口非常方便，如图所示。①Vcc接系统的电源正极（+5V）；33QQ:544698569E-mail:cc-cxb@163.com 硬件电路设计漫谈②GND接系统的地线（0V）；③脉冲信号输出接CPU的中断输入引脚。采取这种连接方法，软件解既可工作于查询方式，也可工作于中断方式。但需要注意的两点：一是注意发射接收管的驱动电流；二是要注意接收部分的滤波措施，上图中C2就是用做稳定输出波形，但注意C2不可太大。单管低电压侦测线路：DCAC1AC2三种常用可控硅控制同步信号的采集线路:采用光耦的同步信号线路:33QQ:544698569E-mail:cc-cxb@163.com 硬件电路设计漫谈隔离式同步信号电路:实用的交流信号采集电路:两款实用的直流负载过流检测电路:33QQ:544698569E-mail:cc-cxb@163.com 硬件电路设计漫谈输出部分的设计直流马达控制：单马达小电流三极管驱动：单马达大电流MOS管驱动：33QQ:544698569E-mail:cc-cxb@163.com 硬件电路设计漫谈单马达大电流三极管驱动:带过流检测的三极管马达正反转驱动:33QQ:544698569E-mail:cc-cxb@163.com 硬件电路设计漫谈普通马达正反转驱动:继电器控制马达正反转驱动：混合型马达调速驱动电路：33QQ:544698569E-mail:cc-cxb@163.com 硬件电路设计漫谈混合型马达调速驱动电路：混合型马达调速正反转驱动电路：33QQ:544698569E-mail:cc-cxb@163.com 硬件电路设计漫谈带过流保护的混合型马达调速正反转驱动电路：高电压大电流混合型马达调速驱动电路：交流马达控制：33QQ:544698569E-mail:cc-cxb@163.com 硬件电路设计漫谈33QQ:544698569E-mail:cc-cxb@163.com 硬件电路设计漫谈交流市电控制――ＭＣＵ对可控硅的控制在用可控硅对交流市电控制中，主要注意以下几个方面：一，同步信号（弄不好都会产生不均匀的斩波，控制白炽灯表现为灯闪）1)清楚同步信号在交流周期中的位置,最好在交流零点选取.在一些阻容降压对MCU供电电路中,最好直接在交流电源两端取同步信号（过零点）,以避免计算阻容产生的象移(PHASESHIFT)2)同步信号要稳定二，控制信号1）可控硅断路时，可控硅控制极（GATE）最好是开路，没有开极的MCU可加如下电路：当三极管不导通时，可控硅的控制极（GATE）开路，当三极管导通时，可控硅的控制极（GATE）接地。2）只有上图的GND与可控硅的T1(图中ACIN1)为参考有电平差（如97A6和BT136则GND电平等于或低于ACIN1），该信号（GND）才能触发可控硅导通。故在硬体设计时一定要注意这两点间的电平关系。三，触发点由于可控硅的T1与T2两端要有一定的电压才能被触发，故不能在离交流电零点太近处触发可控硅，否则将会触发不成功，换而言之，经过可控硅的交流电一定不会100%全波的。常见可控硅控制电路：33QQ:544698569E-mail:cc-cxb@163.com 硬件电路设计漫谈33QQ:544698569E-mail:cc-cxb@163.com 硬件电路设计漫谈MCU供电部分设计探讨在设计常用单片机系统中，电源的部分的设计占重要的地位，它对一个完整的产品能否设计成功起了决定性的做用。其内容涉及：产品成本的高低，产品的体积，重量，供电时间的长短，带负载能力，抗干扰能力，以及稳定性等。下面是笔者工作中的经验设计，还请多多指点。常见的电源稳压类的IC有：KIA7045，78L05，L7805，L79L05C，MAX873，6601D，Aic1628，AIC1734，AIC1742，BL8505，C310，CJ431，TL431A/B/C，LM317，H34063A，m62216e，NCP1200，L9552，HT7136，HT7544，KIA7045ap，pq05dz51，R1210Nxx，SC10XXAZ，SC431XXAZ，sc803，SC1033AZ，XC6371，xc6383，BL8505等。一、变压器降压此类型的电路主要是带负载能力强，DC跟AC完全隔离，但体积较大，成本较高。AC电源先经变压器降压后再做一些整流滤波及稳压，再给单片机供电。如下图：上图中的U1在负载电流较大时可以采有L7805或其它电流较大的稳压器件,5V电压供单片机，但是要注意的是单片机的电源尽量不要跟大负载的电源共在一起，比如说大流的马达，功放，及闪灯等，以防止这些负载在工作时产生的大电流引响单片机的正常工作，尽量让单片机的电源稳定。C3,C4应该按负载的大小而定。负载大时可以采用容量较大的电容以确保电源波动最小。应用实例:33QQ:544698569E-mail:cc-cxb@163.com 硬件电路设计漫谈一、电容降压在设计常用单片机系统中，为了减小体积、降低成本，往往采用电容降压的方法代替笨重的电源变压器。采用电容降压方法如元器件选择不当，不但达不到降压要求，还有可能造成电路损坏。最简单的电容降压直流供电电路及其等效电路如图1，C1为降压电容，一般为0.33~3.3uF。假设C1=2uF，其容抗XCL=1/(2PI*fC1)=1592。由于整流管的导通电阻只有几欧姆，稳压管VS的动态电阻为10欧姆左右，限流电阻R1及负载电阻RL一般为100~200，而滤波电容一般为100uF~1000uF，其容抗非常小，可以忽略。若用R代表除C1以外所有元器件的等效电阻，可以画出图2的交流等效电路。同时满足了XC1>R的条件,所以可以画出电压向量图。由于R甚小于XC1，R上的压降VR也远小于C1上的压降，所以VC1与电源电压V近似相等，即VC1=V。根据电工原理可知：整流后的直流电流平均值Id,与交流电平均值I的关系为Id=V/XC1。若C1以uF为单位，则Id为毫安单位，对于22V，50赫兹交流电来说，可得到Id=0.62C1。   由此可以得出以下两个结论：（1）在使用电源变压器作整流电源时，当电路中各项参数确定以后，输出电压是恒定的，而输出电流Id则随负载增减而变化；（2）使用电容降压作整流电路时，由于Id=0.62C1,可以看出，Id与C1成正比，即C1确定以后，输出电流Id是恒定的，而输出直流电压却随负载电阻RL大小不同在一定范围内变化。RL越小输出电压越低，RL越大输出电压也越高。   C1取值大小应根据负载电流来选择，比如负载电路需要9V工作电压，负载平均电流为75毫安，由于Id=0.62C1，可以算得C1=1.2uF。考虑到稳压管VD5的的损耗，C1可以取1.5uF，此时电源实际提供的电流为Id=93毫安。   稳压管的稳压值应等于负载电路的工作电压，其稳定电流的选择也非常重要。由于电容降压电源提供的的是恒定电流，近似为恒流源，因此一般不怕负载短路，但是当负载完全开路时，R1及VD5回路中将通过全部的93毫安电流，所以VD5的最大稳定电流应该取100毫安为宜。由于RL与VD5并联，在保证RL取用75毫安工作电流的同时，尚有18毫安电流通过VD5，所以其最小稳定电流不得大于18毫安，否则将失去稳压作用。   限流电阻取值不能太大，否则会增加电能损耗，同时也会增加C2的耐压要求。如果是R1=100欧姆，R1上的压降为9.3V,则损耗为0.86瓦,可以取100欧姆1瓦的电阻。  滤波电容一般取100微法到1000微法,但要注意其耐亚的选择.前已述及,负载电压为9V,R1上的压降为9.3V,总降压为18.3V,考虑到留有一定的余量,因此C2耐压取25V以上为好。33QQ:544698569E-mail:cc-cxb@163.com 硬件电路设计漫谈将交流市电转换为低压直流的常规方法是采用变压器降压后再整流滤波，当受体积和成本等因素的限制时，最简单实用的方法就是采用电容降压式电源。如下图：电容降压式电源是一种非隔离电源，在应用上要特别注意隔离，防止触电。电容降压式简易电源的基本电路如图1，C1为降压电容器，D2为半波整流二极管，D1在市电的负半周时给C1提供放电回路，D3是稳压二极管，R1为关断电源后C1的电荷泄放电阻。在实际应用时常常采用的是图2的所示的电路。当需要向负载提供较大的电流时，可采用图3所示的桥式整流电路。整流后未经稳压的直流电压一般会高于30伏，并且会随负载电流的变化发生很大的波动，这是因为此类电源内阻很大的缘故所致，故不适合大电流供电的应用场合。电路设计时，应先测定负载电流的准确值，然后参考示例来选择降压电容器的容量。因为通过降压电容C1向负载提供的电流Io，实际上是流过C1的充放电电流Ic。C1容量越大，容抗Xc越小，则流经C1的充、放电电流越大。当负载电流Io小于C1的充放电电流时，多余的电流就会流过稳压管，若稳压管的最大允许电流Idmax小于Ic-Io时易造成稳压管烧毁。.为保证C1可靠工作，其耐压选择应大于两倍的电源电压。泄放电阻R1的选择必须保证在要求的时间内泄放掉C1上的电荷。应用实例：例1例233QQ:544698569E-mail:cc-cxb@163.com 硬件电路设计漫谈例3例4例5例6例7一、电阻降压电阻降压效率低，输也电流较小，发热厉害，但体积较小，适用于一些负载较小的产品33QQ:544698569E-mail:cc-cxb@163.com 硬件电路设计漫谈例1电阻R1为降压电阻，采用半波整流。注：此电路具有可硅短路指示，及发热丝短路、开路保护。R17、D2、R18、R8组成检测电路。例2四、电池供电当电池供电用于遥控器及一此耗电极小的的单片机产品中，在设计此类产品时应以省电为主，应将静态电流控制在最小，尽可能的不要使用升降压电路，直接使用1.5V*2或1.5V*3的方式供电，若是电动玩具类的产品应该具有较好的抗瞬变电流性能。防止工作时因负载过大引起IC死机或不正常复位。应用实例：1．5V供电：由于一般单片机都在2.2-5.5V之间工作，所以得采用DC/DC方式供电，常见的有三种电压:3V,3.3V,5V外置开关管：33QQ:544698569E-mail:cc-cxb@163.com 硬件电路设计漫谈内置开关管：上图中的D2主要是为了防止在外接电源断开时，电池电压经过Q2内部保护二极管反回到输入端。如果负载电流较小也可以采用内置开关管的，输出电压在3-5V都可以，主要是看单片机有没有跟其它一些电压的电路做连接，比如说电路中有一3.6V的2.4G的RF模块，那当然用3.6V的DC/DC那是最好的。此类电路不宜做一些瞬间电流太大的产品。3-5V供电直接供电，如有较大负载时，单片机部分的电源可以采用RC，或LC降低电源纹波后再给单片机供电。同时当单片机不工作时尽可以在电源两端并上一大电容，这也可以对瞬间电流变化较大时起到一个缓冲作用。5V以上供电5V以上供电时，尽可能的采用低功耗、低压差的降压组件如ht7130，ht7550等，在1.5V*4时，如没有特殊要求，接近5V电压时也可以采用一压降为0.7V33QQ:544698569E-mail:cc-cxb@163.com 硬件电路设计漫谈二极管降压，这样在电路不工作时可以将静态电流做到最小。接近5V电压时可以用下图接法:遥控器用12V降到5V并具有按键唤醒功能接法：具有MCU失控保护的电源电路33QQ:544698569E-mail:cc-cxb@163.com 硬件电路设计漫谈交流市电控制――抗干扰技术我们在设计一些用到可控硅控制的产品时，经常会碰到一些可控硅误动作的现象，比如说：在MCU没有输出时也马达会转，灯泡会亮等。其实这种现像的产生多数是由于电源部分本身的干扰引起的！电路中的一些感性负载，在不断开关电源时会产生一些反向电动势，及电源开关通断时产生的高峰值的杂讯。以下图为例：此电路在每次上电时灯泡DS1总是会闪烁一次，无规律性的，经检查，在MCU的输出端并没有信号输出，后经分析，怀疑可能是电源电路中有一变压器在不断开关电源时会产生一个峰值较高反向电动势所造成的，将变压器断开后再测，发现闪烁的情况比原不好了不少，只是偶尔会有一两次，但是这样还是不能符合客人要还需，最后没办法了，在电源输入端并上一个0.1UF吸收电容后，接上变压器一切搞定!,真没想到小小一个电容做用会这么大呢!如下图所示：33QQ:544698569E-mail:cc-cxb@163.com