AVR单片机硬件电路设计方法详解 —电路图天天读(107)

mega16已经内置了上电复位设计。并且在熔丝位里,可以控制复位时的额外时间,故avr外部的复位线路在上电时,可以设计得很简单:直接拉一只10k的电阻到vcc即可 (r0)。为了可靠,再加上一只0.1uf的电容(c0)以消除干扰、杂波。d3(1n4148)的作用有两个:作用一是将复位输入的最高电压钳在 vcc+0.5v 左右,另一作用是系统断电时,将r0(10k)电阻短路,让c0快速放电,让下一次来电时,能产生有效的复位。当avr在工作时,按下s0开关时,复位脚变成低电平,触发avr芯片复位。
重要说明:实际应用时,如果你不需要复位按钮,复位脚可以不接任何的零件,avr芯片也能稳定工作。即这部分不需要任何的外围零件。
晶振电路的设计
mega16已经内置rc振荡线路,可以产生1m、2m、4m、8m的振荡频率。不过,内置的毕竟是rc振荡,在一些要求较高的场合,比如要与rs232通信需要比较精确的波特率时,建议使用外部的晶振线路。
早期的90s系列,晶振两端均需要接22pf左右的电容。mega系列实际使用时,这两只小电容不接也能正常工作。不过为了线路的规范化,我们仍建议接上。
重要说明:实际应用时,如果你不需要太高精度的频率,可以使用内部rc振荡。即这部分不需要任何的外围零件。
ad转换滤波线路的设计
为减小ad转换的电源干扰,mega16芯片有独立的ad电源供电。官方文档推荐在vcc串上一只10uh的电感(l1),然后接一只0.1uf的电容到地(c3)。
mega16内带2.56v标准参考电压。也可以从外面输入参考电压,比如在外面使用tl431基准电压源。不过一般的应用使用内部自带的参考电压已经足够。习惯上在aref脚接一只0.1uf的电容到地(c4)。
重要说明:实际应用时,如果你想简化线路,可以将avcc直接接到vcc,aref悬空。即这部分不需要任何的外围零件。
isp下载接口设计
isp下载接口,不需要任何的外围零件。使用双排2*5插座。由于没有外围零件,故pb5(mosi)、pb6(miso)、pb7(sck)、复位脚仍可以正常使用,不受isp的干扰。
重要说明:实际应用时,如果你想简化零件,可以不焊接2*5座。但在pcb设计时最好保留这个空位,以便以后升级avr内的软件。
jtag仿真接口设计
仿真接口也是使用双排2*5插座。需要四只10k的上拉电阻。
重要说明:实际应用时,如果你不想使用jtag仿真,并且不想受四只10k的上拉电阻的影响,可以将jp1-jp4断开。
电源设计
avr单片机最常用的是5v与3.3v两种电压。本线路以开关切换两种电压,并且以双色二极管指示(5v时为绿灯,3.3v时为红灯)。二极管d1防止用户插错电源极性。d2可以允许用户将电压倒灌入此电路内,不会损坏1117-adj。
1117-adj的特性为1脚会有50ua的电流输出,1-2脚会有1.25v电压。利用这个特点,可以计算出输出电压:当 sw开关打向左边时,r6上的电流为 1.25/0.33 = 3.78ma 。r8上的电流为1117-adj 1脚电流加上r6上的电流,即0.05+3.78=3.83ma. 可以计算得r8上的电压为3.84v。 于是得出vcc=1.25+3.83=5.08v。误差在2%以内。当 sw开关打向右边时,r6上的电流为 1.25/0.62 = 2.02ma 。r8上的电流为1117-adj 1脚电流加上r6上的电流,即0.05+2.02=2.07ma. 可以计算得r8上的电压为2.07v。 于是得出vcc=1.25+2.07=3.32v。误差在1%以内。使用1%精度的电阻,可以控制整个输出电压误差在3%以内。
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