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经典 | 单片机常用外围电路设计

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tpgf|  楼主 | 2025-3-5 13:35 | 显示全部楼层 |阅读模式

一、按键电路

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R1上拉电阻:

将不确定的信号通过一个电阻钳位在高电平,维持在不被触发的状态或是触发后回到原状态。(个人建议加上)

C1电容:

减小按键抖动及高频信号干扰。(个人建议加上)

R2限流电阻:

保护IO口,防止过流过高电压烧坏IO口,对静电或者一些高压脉冲有吸收作用。(个人建议加上)

R2的取值100欧~10k不等,如果有设置内部上拉,该值不能太大,否则电流不足以拉低IO口。

D1 ESD二极管:

静电保护二极管,防止静电干扰或者损坏IO口。(这个根据PCB的成本及防护级别要求来决定添加与否)

二、外接信号输入

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R3上拉电阻:

将不确定的信号通过一个电阻钳位在高电平,维持在不被触发的状态或是触发后回到原状态。(如果外接的连接线比较长,芯片内部上拉能力比较弱,则建议加上。平时通信距离不长,有内部上拉则可以省略)

C2电容:

防止高频信号干扰。(注意,如果输入频率信号比较大,C2容值要对应减少,或者直接省略C2)

R4限流电阻:

保护IO口,防止过流过高电压烧坏IO口,对静电或者一些高压脉冲有吸收作用。(个人建议加上)

D2 ESD二极管:

静电保护二极管,防止静电干扰或者损坏IO口。(这个根据PCB的成本及防护级别要求来决定添加与否)

三、输出电路继电器

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U1光耦:

分离高低压,防止高压干扰,实现电气隔离。

D5 1N4148:

续流二极管,保护元件不被感应电压击du穿或烧坏,以并联的方式接到产生感应电动势的元件两端,并与其形成回路,使其产生的高电动势在回路以续电流方式消耗,从而起到保护电路中的元件不被损坏的作用。

四、达林顿晶体管

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达林顿晶体管,小伙伴们一般常用于步进电机驱动,其实可以用于电机调速,大功率开关电路,驱动继电器,驱动功率比较大的LED光源,利用PWM来调节亮度哦。

R6、R7、R8电阻:

用于限流,防止ULN2001损坏,导致高压直接输入到MCU的IO。(由于ULN2001D本身自带2.7K电阻,这里的R6、R7、R8可以省略;如果某些驱动芯片没带电阻最好自己加上,具体情况可以查看选用芯片的数据手册作决定)

COM端接电源:

当输出端接感性负载的时候,负载不需要加续流二极管,芯片内部设计有二极管,只需 COM口接负载电源即可,当接其他负载时,COM口可以不接。

在使用阻容降压电路为 ULN2001D 供电时,由于阻容降压电压无法阻止电网上的瞬态高 压波动,必须在 ULN2001D 的 COM 端与地端就近接一个 104 电容,其余应用场合下, 该电容可以不添加。

五、运算放大器

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利用运放巧妙采集负载的当前电流,可以准确知道当前负载运行情况,有没有正常工作,非常好用。

GND2是负载的地端,通过R16电阻(根据负载电流的大小R16要选功率大一点的)接公共地,会有微小的电压差。

该电路是同相比例运算电路,所以采样端的电压=输入端电压*(1+R9/R11)=69倍的输入电压。大家可以根据测量范围修改R9调节放大倍数。

六、MOS管

控制电源输出通断

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七、输入电源

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如果电路成本比较紧张,可根据需要适当删减元件。

F1自恢复保险丝:

过流保护,可根据实际负载电流调整阀值大小。

D10 肖基特二极管:

减少后级电源对前级的影响,防止电源正负接反烧坏后级电路,防止电源关电时电流倒灌,但经过二极管有0.4V左右压降,需要考虑经过0.4V降压后会不会低于后级电路的正常工作电压。

TVS管:

输入电压过高保护,一般取正常输入电压的1.4倍。


版权声明:本文为CSDN博主「鱼与羽」的原创文章,遵循CC 4.0 BY-SA版权协议,转载请附上原文出处链接及本声明。

*原文链接:https://blog.csdn.net/winux123/article/details/107307470


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zhengshuai888| | 2025-3-6 08:27 | 显示全部楼层
学习了,虽然是转载的内容,还是支持一下。

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wengh2016| | 2025-3-10 16:55 | 显示全部楼层
按键电路是单片机系统中最常见的输入设备之一。为了确保按键输入的稳定性和可靠性,通常会在电路中加入上拉电阻、限流电阻和电容等元件。

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pmp| | 2025-3-12 18:19 | 显示全部楼层
依据PCB的成本及防护级别要求决定是否添加静电保护二极管,防止静电干扰或者损坏IO口。

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vivilyly| | 2025-3-14 15:15 | 显示全部楼层
上拉电阻              

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51xlf| | 2025-3-14 15:22 | 显示全部楼层
用运算放大器可以采集负载的当前电流,从而准确知道当前负载的运行情况。该电路通常包括电阻、运算放大器等元件,通过合理的电路设计可以实现电流的测量和放大。

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loutin| | 2025-3-15 07:39 | 显示全部楼层
为了防止过大的电流损坏LED,必须串联适当阻值的电阻。

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bartonalfred| | 2025-3-15 11:40 | 显示全部楼层
避免多个大功率设备共用电源,必要时增加 LDO 或 DC-DC 芯片。

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lzbf| | 2025-3-15 14:40 | 显示全部楼层
继电器是一种常用的输出设备,用于控制高电压或大电流负载。

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geraldbetty| | 2025-3-15 16:07 | 显示全部楼层
​有源蜂鸣器:直接控制 GPIO(需低电平触发)。
​无源蜂鸣器:通过方波信号驱动(需配合三极管)。

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sanfuzi| | 2025-3-15 18:06 | 显示全部楼层
串联限流电阻以保护IO口,防止过流过高电压烧坏IO口,对静电或者一些高压脉冲有吸收作用。

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modesty3jonah| | 2025-3-15 19:21 | 显示全部楼层
通过控制MOS管的导通和截止,可以实现对电源输出的通断控制。

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louliana| | 2025-3-15 19:47 | 显示全部楼层
串口速率 ≤ 115200bps 时可省略电平转换。
添加终端电阻(120Ω)以匹配长线传输。

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cemaj| | 2025-3-15 20:20 | 显示全部楼层
达林顿晶体管              

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rosemoore| | 2025-3-15 20:55 | 显示全部楼层
电源电路              

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belindagraham| | 2025-3-15 21:56 | 显示全部楼层
保护IO口,防止过流或过高电压损坏。

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youtome| | 2025-3-15 22:56 | 显示全部楼层
用于驱动发光二极管(LED),可以是简单的电阻限流电路,也可以是复杂的PWM控制电路。

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uiint| | 2025-3-16 11:18 | 显示全部楼层
为了保护电路,通常会在输入电源处加入自恢复保险丝等元件。

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wilhelmina2| | 2025-3-16 11:58 | 显示全部楼层
继电器驱动电路              

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timfordlare| | 2025-3-16 12:15 | 显示全部楼层
为单片机及其外围设备提供稳定的电源。通常包括电源稳压器、滤波电容和电源指示灯。

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