Präzisions-Leiterplattenherstellung, Hochfrequenz-Leiterplatten, mehrschichtige Leiterplatten und Leiterplattenbestückung.
Die zuverlässigste PCB- und PCBA-Servicefabrik.
Einführung
Mit der Entwicklung der Computertechnologie haben die meisten inländischen Wissenschafts- und Ingenieurschulen Single-Chip-Kurse eröffnet. Um diesen Kurs gut zu lernen, sind Experimente im Zusammenhang mit dem Prinzip und der Technologie von Einzelchip-Mikrocomputern unverzichtbar, und das Werkzeug des Experiments ist das Lernbrett. Derzeit verwenden die meisten Lernboards 51-Serie Single-Chip-Mikrocomputer, parallele Schnittstellen und einige alte Geräte. Heutzutage wurden einige verbesserte Einzelchip-Mikrocomputer produziert, die schneller sind und mehr Funktionen haben, wie Programmierung der seriellen Schnittstelle usw., und viele serielle Schnittstellen-Chips und einige serielle Port-Standards sind auch erschienen. Dieser Artikel schlägt ein Hardware-Schaltungsdesign vor, das auf der STC-Mikrocontroller-Lernplattform basiert, wobei ein neuer Typ des Mikrocontrollers STC12C5410AD verwendet wird und einige serielle Schnittstellenchips zur Lernplattform hinzugefügt werden. Die Schnittstellenstandards umfassen RS-232, SPI, IIC, 1-Draht usw. Die Designziele der Lernplattform: ISP programmierbar, LCD-Bildschirmanzeige, Kalenderuhr (IIC-Schnittstellenchip), Temperaturmessung (1-Draht-Schnittstellenchip), FLAH-Speicher (SPI-Schnittstellenchip), Tasten (Wachs-Scan-Taste), Spannungsmessung (AD-Konvertierung).
1 Hardware System Übersicht
Die Lernplattform nimmt STC12C5410AD als Kern, und das Strukturdiagramm ist in Abbildung 1 dargestellt.
1.1 Einführung in den STC12C5410AD Mikrocontroller
Der STC12C5410AD Single-Chip-Mikrocomputer ist ein verbesserter Single-Chip-Mikrocomputer, der von Hongjing Technology nach großen Verbesserungen auf der Basis des Standard-8051 Single-Chip-Kerns eingeführt wurde. Es ist ein verbesserter 8051 Single-Chip Mikrocomputer, Einzeltakt/Maschinenzyklus, Betriebsspannung 5.5V bis 3.5V, Betriebsfrequenzbereich 0ï½35MHz, 512 Bytes On-Chip Datenspeicher, 10K Bytes On-Chip Flash Programmspeicher, ISP (im System programmierbar)/IAP (programmierbar in Anwendung), Programm kann direkt über seriellen Port heruntergeladen werden, EEPROM-Funktion, 6 16-Bit Timer/Zähler, PWM (4-Kanäle) /PCA (programmierbares Zählerarray, 4-Kanäle), 8-Kanal 10-Bit A/D Umwandlung, SPI synchroner Kommunikationsport.
2-Hardware-Systemdesign
2.1 Kristalloszillator, Stromversorgung und Reset-Schaltung
Abbildung 2, Abbildung 3 und Abbildung 4 sind die Reset-Schaltung, Stromversorgungsschaltung und Kristalloszillatorschaltung. Das RST-Netzwerklabel in der Reset-Schaltung wird mit dem Pin 3 des STC12C5410AD Mikrocontrollers verbunden, und die Schaltung wird eingeschaltet und zurückgesetzt. Da die Arbeitsspannung des Ein-Chip-Computers STC12C5410AD zwischen 5.5~3.5V liegt, verwendet die Stromquelle 5V Schaltnetzteil, um AD genau zu ändern, schließen Sie einen LM7805 Spannungsreglerchip an.
2.2 Brennen und Schreiben der Programmschaltung
ISP (In-System Programming) ist im System programmierbar, was bedeutet, dass die leeren Geräte auf der Leiterplatte programmiert werden können, um Endbenutzercode zu schreiben, und es ist unnötig, von der Stromentnahme oder Leiterplattenprogrammierung zu löschen. Es ist komplizierter, einen Programmierer oder Emulator für den Maschineneinstellungstest zu verwenden, der 80-Warp 51 programmierte Einpass-Chips hat. Es ist umständlicher, einen Programmierer oder einen Emulator zu verwenden, und STC12C5410AD unterstützt ISP, fügen Sie es einfach in Abbildung 5 hinzu. Für die Schaltung können Sie den STC MCU PC End ISP verwenden, um die Systemsoftware über die serielle Schnittstelle herunterzuladen, um das zu debuggen Programm in die MCU auf der Leiterplatte zu schreiben. Die Netzwerkbezeichnungen RxD und TxD in der Abbildung unten sind jeweils mit dem P3.0-Port und dem P3.1-Port des STC12C5410AD Ein-Chip-Computers verbunden.
2.3 Knopfschaltung
Da Io-Portressourcen begrenzt sind und STCl2C5410AD mit AD-Konvertierung geliefert wird, wird die AD-Konvertierung für das Scannen von Schlüsseln verwendet. Die Schlüsselschaltung ist in Abbildung 6 dargestellt. Unter ihnen ist das BUTTON-Netzwerklabel mit dem P1.0 AD-Konvertierungsport des Ein-Chip-Computers verbunden.
2.4 Flüssigkristall Anzeigeschaltung
Die Flüssigkristall-Anzeigeschaltung ist in Abbildung 7 dargestellt. Da der Io-Port des STC12C5410AD-Mikrocontrollers begrenzt ist und der 1602 LCD-Bildschirm 8-Datenports benötigt, wird ein 74HC164-Chip verwendet, um den Eingang des seriellen Ports in den Ausgang des parallelen Ports umzuwandeln, und ein 74LS273-Latch wird hinzugefügt. Der Chip verhindert, dass unerwünschte Daten während der seriellen Bewegung an den 1602 LCD-Bildschirm gesendet werden, was zu Anzeigefehlern führt.
2.5 Kalender Uhrkreis
Die Kalenderuhr ist in Abbildung 8 dargestellt. Es verwendet den von Dallas eingeführten DS1302-Chip, der ein IIC-Schnittstellenchip ist. Der STC12C5410AD Single-Chip-Mikrocomputer hat keinen IIC-Kommunikationsport und verwendet zwei IO-Ports, um die IIC-Schnittstelle durch Software zu simulieren. Die beiden Netzwerkbezeichnungen DS1302_SCLK und DS1302_DATA sind mit den Anschlüssen P2.2 und P2.3 des Ein-Chip-Computers STC12C5410AD verbunden, und jedem der beiden u. U. ist ein 10K Pull-Up-Widerstand hinzugefügt. 0, verwendet, um DS1302 Chip zurückzusetzen.
2.6 Temperaturmesskreis
Der Temperaturmesskreis ist in Abbildung 9 dargestellt. Es verwendet einen digitalen Single-Bus Temperatursensor DS18B20 von Dallas. Daher ist es notwendig, eine Analog-Digital-Konvertierungsschaltung hinzuzufügen und ihren DQ-Pin direkt an einen IO-Port des Single-Chip-Mikrocomputers anzuschließen.
2.7 FLASH Schaltung
Die Schaltung ist in Abbildung 10 dargestellt. AT25F512 ist ein Flash Chip mit SPI Schnittstelle. STC12C5410AD verfügt über einen eigenen SPI-Kommunikationsanschluss. SCK-, MISO-, MOSI- und Ss-Netzwerketiketten werden jeweils an die Anschlüsse P1.7, P1.6, P1.5 und P0.3 des Mikrocontrollers angeschlossen und ein 10K Pull-Up Widerstand wird hinzugefügt.
2.8 DA Umwandlungsschaltung
Die DA-Umwandlungsschaltung ist in Abbildung 11 dargestellt, die die PWM-Funktion des Mikrocontrollers verwendet, um DA-Umwandlung zu erreichen.
3 Schlussbemerkungen
Dieser Artikel schlägt ein Hardware-Schaltungsdesign vor, das auf der Lernplattform des STC12C5410AD Single-Chip-Mikrocomputers basiert. Verglichen mit dem traditionellen Einchip-Mikrocomputer 8051 ist die Methode, die Schaltung mit dem Einchip-Mikrocomputer STC12C5410AD zu entwerfen, etwas anders. Die meisten Hardwareschaltungen der Lernplattform verwenden serielle Port-Chips, einschließlich der meisten gängigen seriellen Port-Standards. Verwenden Sie LCD-Bildschirm anstelle von digitaler Röhre für Anzeige, fügen Sie FLASH-Speicherchip hinzu, verwenden Sie STC12C5410AD PWM-Funktion, um DA-Konvertierung zu realisieren, nutzen Sie STC12C5410AD Einzelchip-Mikrocomputer-Ressourcen voll aus, und gleichzeitig hat der Chip seine eigene Watchdog-Hardwareschaltung und M-Funktion von Abschnitt II, die für Lehrexperimente geeignet ist.
