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低功耗MCU电子电路设计图集锦TOP12 —电路图天天读(110)

 发布时间:2021-11-27 01:26:47 来源:www.fun88.com

  以STM32F103 作为微处理器,设计一个低本钱的无线WiFi 音乐播映体系,结合接纳WiFi 数据的WM-G-MR-08(wm631)模块和VS1003B 音频解码器完结MP3 音乐播映。依据Android 体系开发的客户端软件选用手机操控,完结手机端与操控端之间的数据传输,完结手机长途对音乐播映器的操控。结果表明,该体系设备简略便当、本钱较低、体系牢靠、易于扩展。本设计依据现已开展老练的WiFi 无线网络,充沛运用WiFi 掩盖规模广、传输速度快、抗搅扰才干强等长处。Android 具有开源性、封装性、性价比高级长处,依据Android 体系开发的客户端软件移植性强,通用性高。选用手机作为操控终端,便于操作。手机经过无线网络(WiFi)对音乐播映体系进行操控,可以完结便当、便当、智能化的要求。

  VS1003B 是一个单片MP3/WMA/MIDI 音频解码器和ADPCM 解码器。它包含一个高功用、自主产权的低功耗的DSP 处理器核VS_DSP4,作业数据存储器为用户运用供应5KB 的指令ROM 和0.5KB 的数据RAM。其还具有串行的操控和数据接口、1 个高品质可变采样率的ADC 和立体声DAC、4 个惯例用处的I/O 口、1 个UART,以及1 个地线缓冲器和耳机扩大器。

  STM32F103 将从SD 卡里读取的MP3 音频数据流传给音频解码模块,音频解码模块将该数据流解析并转化成模仿信号后再进行输出。VS1003B 与STM32F103 的数据通讯是经过J2 排针上的SPI 总线办法进行的。

  WiFi(Wireless Fidelity,无线保真技能)的最大长处是传输速度较高,并且能主动调整带宽,可以有用地确保网络的安稳性和牢靠性。该设计选用的WM-G-MR- 08 模块不只具有WiFi 的功用,并且能供应小尺度和高数据速率的无线衔接,可运用于无线PDA、DSC、媒体适配器、微型打印机、条码扫描器、VOIP 电话等。数据存储设备是该WM-G-MR-08 潜在的运用,在嵌入式上的运用首要会集在移动设备方面。在设计中,WM-G-MR-08 模块经过开发板上的J1排针的SPI 引脚与主控芯片通讯,ANT1SMACON 为无线所示。

  本设计是在ARM7 渠道上构建WiFi,本钱优势显着。选用当时较新的操控办法智能手机软件操控+无线网络,不只能充沛运用WiFi 的传输速度快、掩盖规模广等优势,并且依据Android 的渠道建造本钱低、运用便当。一起,这种办法选用的手机软件具有通用性,商场运用价值高,易于推行,能为用户供应优质、便当便当的音乐播映服务。

  该体系的作业原理:由微机编程送出 40kHz 频率的方波信号至信号处理器,信号处理器经过两级扩大,再经过压电换能器将信号发射出去,该信号遇到障碍物反射回来在此称为回波。一起,压电换能器将接纳的回波,经过信号处理的检波扩大、积分整形及一系列常见电路的处理,送至微机处理。显现器的声响告警频率、发光二极管方位指示及障碍物距超声波探头的间隔显现均由单片机操控。

  12 节循环链表,求每个超声波探头四次测得值的平均值,以减小差错,再比较三个探头平均值,最小的值即为最近的障碍物反射回来回波所需的时刻。电原理图如图2 所示,其间图2 中的P3. 4 即SYNC同步周期端接一循环移位计数器的CL K端,Q0 、Q1 、Q2 输出别离操控三个超声换能器使它轮番作业,电路图及作业波形图如图3 、4 所示。

  要完结单片机与核算机之间的RS485 通讯,一般可以选用2 种办法:一种办法是在单片机与核算机两头别离选用RS232 与RS485 电平转化设备;另一种办法是选用RS485 通讯卡,并将其插在核算机主板上。选用前一种办法的长处是硬件设备设备简练,软件编程相对简略;缺陷是通讯速率被约束在20 kb/s以内。第二种办法的长处是通讯间隔较远,速率较高,可达10 Mb/s;缺陷是需求设备通讯卡和驱动程序,并进行必要的设置。本文选用第二种办法。

  选用UART 串行总线进行通讯,由于UART 是一种广泛运用于远间隔、低速率、低本钱通讯的串行传输接口,由于其具有数据线少的特色,在数字体系设计中得到了很多运用。根本的UART 通讯只需求两根数据线(RXD、TXD)即可完结数据的彼此通讯,接纳和发送都是全双工办法,其间RXD 是接纳端,TXD 是发送端。

  C8051F020 单片机有2 个UART(UART0 和UARTl),以UART0 为例,它的TxD 和RXD 别离与数字I/0 引脚PO.O 和PO.1 复用,经过交叉开关装备寄存器进行挑选。由于MAX485 作业在半双工状况,它与单片机衔接时的接线比较简略,只需求用单片机某一个引脚(如PO.2)来操控RE 和DE 这2 个引脚。PCL-846B 通讯卡有4 个通道,挑选通道1 与单片机进行通讯,别的将通道2 和通道4 进行衔接,以自发自收的办法完结通讯卡的自检。单片机与外部电路的衔接联系如图2 所示。在运用RS485 通讯卡进行通讯时,当信号传递到通讯线路两头时,假如阻抗不匹配,或许会发生信号反射问题。信号反射会形成信号的失真和变形,然后导致通讯过错。其解决办法便是在通讯线路的两头各衔接一个终端匹配电阻,确保阻抗匹配。当通讯间隔较短, 一般在小于300 m 时,可不运用终端电阻。当通讯间隔大于300 m 时,应当运用终端电阻,其阻值有必要与通讯线路的线性阻抗相同。电阻值一般选取120 左右,当通讯间隔较长时,可以选用300 。

  前置扩大电路是模仿信号收集的前端,也是整个电路设计的要害,它不只要求从人体准确地收集到弱小的心电信号,还要将搅扰信号降到最低,由于心电信号归于差分信号,所以电路应选用差动扩大的结构,一起要求体系具有高共模按捺比、高输入阻抗、低漂移等特色。因而,挑选适宜的运算扩大器至关重要,这儿挑选仪用运放AD620 完结前置扩大,AD620 具有高精度、低噪声、低输入偏置电流低功耗等特色,使之合适ECG 监测仪等医疗运用。AD620 的扩大倍数由1 与8 脚之间的反应电阻决议,增益G=49.4 kRG+1,由于心电信号中含有较大的直流重量,因而前置扩大电路的扩大倍数不能过大,在这儿挑选扩大约10倍,因而反应电阻R6 取约5 k,为进步电路的共模按捺才干,这儿用一个OP07检测R10,R4 上的共模信号驱动导线屏蔽层,消除分布电容。一起用另一个OP07运放和R5,C3,R7 组成右腿驱动电路,在R10,R4 上检测到的共模信号经反相扩大器后经R7,反应到人的右腿,进一步按捺了共模信号和50 Hz 工频搅扰,这儿右腿驱动有一个对沟通电的反应通路,沟通电的搅扰或许对人体发生损害,因而这儿要注意做好绝缘办法,一起维护电阻R7 尽或许大,取1 M以上。此外体系电源的不安稳也对心电信号的收集有较大影响,因而在本体系中,一切运放的电源脚都并联两个0.1F 和10F 的电容退耦,进步体系的安稳性,前置扩大电路的电路图如图3 所示。

  早年置扩大电路输出的心电信号还含有较大直流重量和肌电信号,基线漂移等搅扰成分,所需收集的有用心电信号在0.03~100 Hz 规模之间,因而需设计合理的滤波器使该规模内的信号得以充沛经过,而该规模以外的信号得到最大极限的衰减,这儿选用具有高精度,低偏置,低功耗特色的两个 OP07 运放别离组成二阶有源高通滤波器和低通滤波器,高通滤波器由C11,C17,R7,R10 组成,截止频率f10.03 Hz,低通滤波器由R8,R9,C10,C13 组成,截止频率约为f2100Hz,体系带通滤波器的电路如图4 所示。

  本设计完结的是以STM32 为操控中心,以AD620,OP07 为模仿信号收集端的小型心电收集仪,该设计所测心电波形根本正常,噪声搅扰得到有用按捺,电路功用安稳,根本满意家居监护以及病理剖析的要求,整个体系设计简略,本钱低价,具有必定的医用价值。

  模块首要由通讯晋级接口、调试接口、提示信号、LPC812、SLRC610、模块内置天线 所示。

  LPC812 是LPC800 系列装备最高的类型,它有TSSOP16、SO2O、TSSOP20 三种封装,由于设计的是小模块,所以选用了sO2O 塑料小型封装。由于LPC812支撑经过开关矩阵将特别功用分配到某个I/O 引脚,所以在设计原理图的时分可以充沛考虑将某个功用分配到哪个引脚上既便当布线、功用又好。别的,本次设计中LPC812 内置的1%精度的12 MHz 内部RC 振动器作体系时钟。主控芯片电路如图2 所示。

  SLRC610 只要一种小型的HVQFN32 封装,特别要注意它的第33 引脚,也便是芯片朝PCB 面正中间一个正方形的面,这个面有必要杰出接地,不然会呈现些古怪的现象。SLRC610 支撑SPI、I2C 总线CI 和UART 四种接口,它会在掉电复位后经过IFSEL0 和IFSEL1 电平组合来判别当时主机接口类型。本次设计是选用了硬编码的SPI 接口,在硬件电路上需IFSEL0 接地、IFSEL1 接VCC。射频芯片电路如图3 所示。其巾,引在SLRC610 芯片中33 引脚VSS 的效果是接地和散热,所以此引脚有必要杰出接地。

  天线的匹配电路包含一个EMC 低通滤波器(L1、L2、C5、C6),一个匹配电路(C3、C4、C7~ C1O),一个接纳电路(R2、R3、C15)和天线自身。接纳电路的元件值需被特别设计并依据板子实践情况调整。本次设计模块的尺度有限,接纳电路选用了元器材较少的单端形式,且天线线圈是内置在PCB 中间层,以便当运用,减小体积。

  本模块设计中选用的是较新的主控和射频芯片,价格较低,功用又强,并且在很长一段时刻内不会有供货、价格等方面的问题。LPC800 系列既添加了开关矩阵等有用的功用,便当用户电路设计,也集成了老一代单片机的ISP 晋级功用。本文详细描述了这两颗芯片的运用办法以及对模块的调试办法与过程等。该模块选用贴面封装的元件,具有低本钱、低功耗、小尺度、读写卡间隔远等特色,运用起来很便当,具有较高的运用价值。

  本文介绍一款具有16 路遥控接点输出的ARTU-J16,该设备经过RS485 总线与上位机相连,作为长途继电器输出模块,用于接纳核算机指令,履行体系的遥控操作或主动操控,继电器输出共16 路,设备具有1600 组操作事情记载,带GPS 校时功用,在外部电源掉电后可以确保SOE 事情记载一个月内不丢掉,相对以往操控办法。

  拨码开关供运用户一个简化的人机接口,用于设定RS485 通讯中的地址、波特率、数据格式等设定功用,拨码开关(SW1)的10 位数据口都接10k 电阻上拉到Vcc,电路运用一个74HC244(IC5)数据缓冲器,把拨码开关的状况传送到8 位数据总线,剩下两根数据线则直接接到CPU 的I/O 端口(见图2)。

  通讯办法选用双路RS485 办法,调试及设定和上位机通讯部分在物理上分红两路,互不搅扰,有用避免或许存在的误操作(见图3)。

  掉电主动保存部分运用MAX691CWE(IC8)作为电源办理,在体系有辅佐供电的情况下确保IC3 由主电源Vcc 供电,当主电源掉电时则主动切换到后备电池供电办法。一起此芯片还兼有看门狗功用,在体系死机的极点情况下及时复位CPU 使体系快速康复至受控状况(见图5)。

  继电器操控输出运用一个74HC273(IC14)锁存需求输出的8 路继电器输出状况,再经由ULN2803(IC15)驱动对应的继电器(K1 仅仅16 路中的一路),二极管D1 可以旁路继电器K1 在断开的瞬间所发生的反向电流,而并接在K1输出接点上的压敏电阻VZ1 则可以吸收关断后级理性负载所发生的反向电动势,有用延伸输出继电器触点的寿数(见图6)。

  ARTU-J16 遥控单元国家继电维护及主动化设备质量监督查验中心测验,契合相关规范要求。该产品已在某油田供水供电公司、姑苏某税务大厦、内蒙某煤矿等工程配电监控体系中得到运用,下降了出资本钱,发生了较好的社会和经济效益。

  超声波主控MCU选用EFM32TG840F32,它是依据ARM公司的32位Cortex-M3内核设计而来,比照于传统的8位、16位单片机,它具有更高的运算和数据处理才干,更高的代码密度,更低的功耗。实践数据显现,EFM32TG840在履行 32位乘法运算仅需4个内核时钟周期,32位除法运算仅需8个内核时钟周期,而相应热表上运用的16位单片机却别离需求50和465个时钟周期。而恰恰在时刻数据转化芯片TDC-GP21上收集得到的数据均是32位长度,因而在运算和热量核算时均是32位的数据运算。EFM32TG840 具有EM0-EM4共5种低功耗形式。在EM2的低功耗形式下,微操控器仍可完结RTC运转,LEUART、LETIMER及LESENSE的通讯或操控功用,而功耗仅需900你A。并且它具有灵敏的唤醒办法和自主作业的PRS体系,可以由外部I/O、I2C通讯接口、LEUART通讯信号等等办法唤醒。

  EFM32TG840 集成了820段的LCD驱动器,满意直接驱动超声波热量表液晶屏的需求,而功耗仅为550nA。EFM32TG840的LCD驱动器内部集成电压升压功用和比照度调理功用,可完结在芯片内部VCMP电压比较器监控VDD电压,分等级敞开LCD升压及比照度调理,到达LCD的现象效果杰出,即便体系电池跟着运用时刻添加呈现电压下跌现象。

  EFM32TG840的I/O可以设置为低功耗形式唤醒及GPIO中止形式,因而外部操作按钮可以在低功耗条件下完结交互操控动作。TDC-GP21是德国ACAM公司在2011年11月底推出的新一代专门针对超声波热量表检测计量所用的数字时刻转化器。TDC-GP21芯片选用 QFN32封装,除了具有TDC-GP2的功用外,还额定集成了超声波热量表所需求的信号处理模仿部分,例如模仿开关以及低噪声斩波安稳(主动进行温度电压校对)模仿信号比较器。TDC-GP21温度部分集成了施密特触发器,可直接接上温度传感器和参阅电阻,就可以进行高精度的丈量,丈量的功用远远超越热量表所需的要求。7x32bit的EEPROM单元,可用于存储热量表整表的ID信息及装备寄存器信息。

  TDC-GP21需求两个供电电压,别离是中心电压VCC和I/O电压Vio,在本计划中选用了ACAM引荐的两个供电电压运用相同的电压源进行供电,并添加去耦双通道滤波电路以到达下降体系噪声的效果。其他部分电路例如换能器、PTC电阻的衔接以及晶体的接法均选用原厂供应的官方参阅电路进行建立。在时钟方面TDC-GP21将输出 32.768KHz时钟,为EFM32TG840F32供应低频时钟,可节约主控MCU的低频晶振。

  超声波热量表经过MBUS(Meter Bus)总线通讯进行主动抄表。现场的热量表可经过MBUS将数据上传到会集器,然后由会集器或再上一级会集器将数据经过以太网或无线GPRS通讯模块将数据传输的供暖中心的后台,进行计费及办理。本计划中选用TI公司的MBUS芯片为TSS721A。TSS721A是一种用于外表总线的收发器集成芯片,其内含接口电路可以调理外表总线结构中主从机之间的电平,一起该收发器可由总线供电,对从机不添加功率需求,总线可无极性衔接。 TSS721A的衔接电路如图4所示。

  依据《CJ/T 188-2004》技能规范文档,超声波热量表红外通讯选用38KHz的载波对通讯数据进行调制且有用通讯间隔大于2m,选用波长为940nm的红外发射管与接纳管。供热办理人员可以运用手持红外抄表设备对超声波热量表进行抄表。红外通讯电路如图5所示。

  高功率激光医疗仪商场需求越来越大,而目人机交互模块前国内此类设备在操控上缺少对体系安全和出光精准度的考虑。一起跟着YY0505-2012 医用电气电磁兼容规范于2014 年的履行,设计契合YY0505-2012 规范的医用设备已火烧眉毛。因而,本文选用模块化设计,设计了一种依据STM32 的2m光纤激光器医疗仪操控体系,将水冷单元的参数监控、电源模块的抗搅扰设计、输出功率的校准等集成于一体。测验结果表明,体系牢靠安稳,操作便当。

  体系硬件以STM32F107VCT6 为中心,硬件框图如图2 所示。精细水冷单元的参数监控包含凹凸水位、水流量、水压力、水温的监测;以触摸屏为主的人机交互模块集成了出光指示灯、钥匙开关、急停、发动、脚踏、门控等外部硬件操控;配电模块集成了继电器驱动电路和电磁兼容设计。其间,水冷单元、光纤激光器、触摸屏和音效组成模块别离经过RS232 与主操控器通讯。

  为完结高牢靠性,配电模块电路选用冗余设计,每路继电器驱动电路操控两个固态继电器。以图3 所示激光器的继电器驱动电路为例,U5、U6 代表两个继电器,输出端别离串联到电源的零线和火线上,完结同开同断,避免某一个继电器发生毛病时影响整个体系的作业。每路信号除经过I/O 操控外,急停信号也对继电器可控,到达软件和硬件一起急停的意图。选用的急停按钮是常闭型,高电平有用,当急停触发时,Q3 不导通,致9 引脚电平拉低,再与I/O 信号经过与门,输出也为低电平,致Q4 不导通,继电器处于开路状况,电源断路。

  别的,电路一方面在STOP 和I/O 信号接口处接入5V 瞬态按捺管,以避免静电积累损坏器材;另一方面在Q4 导通时D3 点亮作为电路作业状况指示,当体系呈现异常时便当毛病排查。

  本文设计了一种依据2m 高功率光纤激光器的医疗仪,以STM32 为操控中心,完结了人性化的人机触控界面功用设计、激光器的驱动操控、精细水冷单元的参数监控、配电模块的抗搅扰设计以及输出功率的校准。输出功率0W 或4W~80W,步进长度1W 接连可调,可经过脚踏自在切换汽化和凝血两种功率参数输出;温度收集精度0.5℃,水流量3.6L/min,契合IPG-TLR-80-WC-Y12 类型光纤激光器正常作业要求。经过功率校准算法,用户设置功率与终端收集功率的最大差错由之前的63.6%下降到2.5%,操控精度为1W.测验结果表明,该体系具有牢靠性高、抗搅扰才干强、输出功率安稳准确、操作便当等长处。

  ISD2560 是ISD 系列单片语音录放集成电路的一种,是一种永久回忆型录放语音电路,录音时刻为60 秒,能重复录放达10 万次。它选用直接电平存储技能,省去了A/D、D/A 转化器。ISD2560 集成度高,内部包含前置扩大器、内部时钟、守时器、采样时钟、滤波器、主动增益操控、逻辑操控、模仿收发器、解码器、和480KB 的EERPOM 等。内部EERPOM存储单元,均匀分为600 行,具有600 个地址单元,每个地址单元指向其间一行,每一个地址单元的地址分辨率为100MS。ISD2560 操控电平与TTL 电平兼容,接口简略,运用便当。

  ISD2560 内置了若干操作形式,可用最少的外围器材完结最多的功用。操作形式也有地址端操控;当最高位都为1 时,其他地址端最高就挑选某个形式。因而操作形式和直接寻址彼此排挤。操作形式可由微操控器也可有硬件完结。根本电路原理图如下:录音按下录音键接地,是 PD 端、P/R 端为低电平,此刻发动录音;完毕时松开按键,单片机有让P/R 端回到高电平,既完结一段语音的录制。相同的办法可选取第二段、第三段等。值得注意的是,录音时刻不能超越预先设定的每段语音的时刻。放音的操作更为简略,按下录音键接高电平,使P/D 端P/R 端为低电平发动方音功用;完毕时,松开按键,即完结一段语音的播映。

  录音时,按下录音键,单片机经过D 端口线设置语音段的开端地址,再使PD 端、P/R 端为低电平发动录音;完毕时,松开按键,单片机有让P/R 端回到高电平,即完结一段语音的录制。相同的办法可以选取第二段、第三段等。值得注意的是,录音时刻不能超越预先设定的每段语音的时刻。

  放音时,依据需播映的语音内容,找到相应的语音段开端地址,并经过口线送出。P/R 端设为低电平,并让/CE 端发生一负脉冲发动放音,这时单片机只需求等候ISD2560信息完毕信号。信号为一负脉冲,在负脉冲的上升沿,该段语音才播映完毕,所以单片机有必要要检测到的上升沿才干播映第二段,不然播映的语音就不接连。ISD2560 与单片AT89C2051 的接口电路以及外围电路如图所示。单片机的P1 口、P3.4 和P3.5 别离与ISD2560 的地址线相连,用以设置语音段的开端地址。P3.0~P3.3 用以操控录放音状况。P3.7 衔接一按键,供录音时运用。由TL7705 构成牢靠复位及电源监督电路。

  ISD2560 尽管供应了地址输入线,但它的内部信息段的地址却无法读出。本体系选用单片机来操控,不需读出信息地址,而直接设置信息段开端地址。其完结办法有两种:一是由于ISD2560的地址分辨率为100 ms,所以可用单片机内部守时器守时100 ms,然后再运用一计数器对单片机守时次数进行计数,则计数器的计数值为语音段所占用的地址单元。该办法能充沛运用ISD2560内部的E2PROM,在字段较多时可运用该办法。二是语音字段假如较少,则可依据每一字段的内容多少,直接分配地址单元。一般按每1 s 说3 个字核算,60 s 可说180 个字,再依据ISD2560 的地址分辨率为100 ms,即可核算出语音段所需的地址单元数。本电路选用第二种办法。

  现阶段,电子设备比方智能手机、平板电脑、笔记本简直都是线充,不只带着不便当,并且本钱还比较高。依据MSP430 单片机的无线充电器设计计划,由能量发送单元和能量接纳单元两大部分组成,运用电磁感应原理完结电能无线传递的充电器。本无线充电体系的设计是用线圈耦合办法传递能量,使接纳单元接纳到满足的电能,以确保后续电路能量的供应。由于无线传电电压随能量发送单元和接纳单元耦合线圈的间隔D 在测验中需求改动,而充电时刻相对固定,便于操控,所以充电办法上挑选固定电流充电的恒流充电计划。在器材挑选上挑选有多种省电形式,功耗特别省,抗搅扰力特强的MSP430 系列超低功耗单片机MSP430F2274作为无线传能充电器的监测操控中心芯片,电压和充电时刻显现选用低功耗OCM1268649 液晶屏,以进步充电电路的能量运用功率。

  直流输入选用单刀双闸继电器,沟通上电常开闭合,常闭翻开完结沟通优先,沟通断电继电器断电,常闭闭合,完结主动切换。在切换时,时刻很短,C1 可供应必守时刻的电量,可以完结不断电切换,不影响充电。见图2 所示。

  发射电路由振动信号发生器和谐振功率扩大器两部分组成, 见图3 所示。选用NE555 构成振动频率约为510KHZ 信号发生器,为功放电路供应鼓励信号;谐振功率扩大器由Lc 并联谐振回路和开关管IRF840 构成。振动线mm 的漆包线uH ,由, 当谐振在510KHZ 时,与其并联的电容c5、c6 约为680P,可用470pF 的固定电容并联一个200PF 的可调电容,可便当调理谐振频率。

  大功率管TRF840 最大电流为8A、彻底敞开时内阻为0.85 欧,管子发热量大,所以需求加装散热片。当功率扩大器的选频回路的谐振频率与鼓励信号频率相一起,功率扩大器发生谐振,此刻线圈中的电压和电流达最大值,然后发生最大的交变电磁场。当接纳线圈与发射线圈接近时,在接纳线圈中发生感生电压,当接纳线圈回路的谐振频率与发射频率相一起发生谐振,电压达最大值。构成了如图4 所示的谐振回路。实践上,发射线圈回路与接纳线圈回路均处于谐振状况时,具有最好的能量传输效果。

  如图5 所示,电能经过线圈接纳后,高频沟通电压经快速二极1N4148 进行全波整流,3300F 的电容滤波,再用5.1v 压二极管稳压,输出直流电为充电器供应较为安稳的作业电压。

  充电功率是一个不得不考虑的问题。本设计体系可以在发射接纳电路的能量传输部分做恰当改善,以获得更高的功率和更远的间隔;也可以设计充电设备检测电路, 在没有能量接纳电路时能量发送部分处于睡觉状况,当能量接纳电路接近发送部分时,激活发射电路开端充电。本设计体系到达了设计要求,具有无线充电、带着便当、本钱低、无需布线等优势,有着广泛的运用远景。

  在线串行编程ICSP,是PIC单片机的特色之一,它可以把程序直接烧写到单片机中,并对单片机进行在线串行编程与调试。ICSP接口电路只要五根线,依次为: VPP、VDD、VSS、PGD、PGC,它们与PIC单片机的衔接如下图:

  本设计中的USB接口图如下,PIC18F4550选用总线供电形式,运用的一切电源均来自USB。USB四根接线中,D+,D-是USB通讯的两个数据线V 稳压器,为内部收发器和内部/外部上拉电路供应电源。运用USB功用时,要设置内部稳压器使能。外接电容Cusb是为PIC单片机安稳运转而加的。

  A/D转化模块集成在PIC18F4550内部,是数据收集电路的首要组成部分。40 引脚的PIC18F4550内置的模数转化器,具有13 路输入,10位数字信号输出,可以直接运用。

  1)I2C总线C总线是一种两线制串行总线,经过SDA和SCL在连到总线上的器材之间传送数据,依据仅有地址辨认每个器材,用于衔接微操控器及其外围设备。

  Mega16现已内置了上电复位设计。并且在熔丝位里,可以操控复位时的额守时刻,故AVR外部的复位线路在上电时,可以设计得很简略:直接拉一只10K的电阻到VCC即可 (R0)。为了牢靠,再加上一只0.1uF的电容(C0)以消除搅扰、杂波。D3(1N4148)的效果有两个:效果一是将复位输入的最高电压钳在 Vcc+0.5V 左右,另一效果是体系断电时,将R0(10K)电阻短路,让C0快速放电,让下一次来电时,能发生有用的复位。当AVR在作业时,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:实践运用时,假如你不需求复位按钮,复位脚可以不接任何的零件,AVR芯片也能安稳作业。即这部分不需求任何的外围零件。

  Mega16现已内置RC振动线M的振动频率。不过,内置的毕竟是RC振动,在一些要求较高的场合,比方要与RS232通讯需求比较准确的波特率时,主张运用外部的晶振线S系列,晶振两头均需求接22pF左右的电容。Mega系列实践运用时,这两只小电容不接也能正常作业。不过为了线路的规范化,咱们仍主张接上。

  为减小AD转化的电源搅扰,Mega16芯片有独立的AD电源供电。官方文档引荐在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规范参阅电压。也可以从外面输入参阅电压,比方在外面运用TL431基准电压源。不过一般的运用运用内部自带的参阅电压现已满足。习惯上在AREF脚接一只0.1uF的电容到地(C4)。重要说明:实践运用时,假如你想简化线路,可以将AVCC直接接到VCC,AREF悬空。即这部分不需求任何的外围零件。

  ISP下载接口,不需求任何的外围零件。运用双排2*5插座。由于没有外围零件,故PB5(MOSI)、PB6(MISO)、PB7(SCK)、复位脚仍可以正常运用,不受ISP的搅扰。重要说明:实践运用时,假如你想简化零件,可以不焊接2*5座。但在PCB设计时最好保存这个空位,以便今后晋级AVR内的软件。

  重要说明:实践运用时,假如你不想运用JTAG仿线K的上拉电阻的影响,可以将JP1-JP4断开。

  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避免用户插错电源极性。D2可以答使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。运用这个特色,可以核算出输出电压:当 SW开关打向左面时,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. 可以核算得R8上的电压为3.84V。 所以得出VCC=1.25+3.83=5.08V。差错在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. 可以核算得R8上的电压为2.07V。 所以得出VCC=1.25+2.07=3.32V。差错在1%以内。运用1%精度的电阻,可以操控整个输出电压差错在3%以内。

  LED 旋转显现器时依据视觉暂留原理,开发的一种旋转式LED 显现屏。其在具有必定转速地载体上设备16 个LED 发光器材,各LED 发光管等间隔排位一条直线,跟着旋转速度的加速,在核算机软件准确的时序操控下,不断扫描出预设的文字,图画等。运用一个光耦(U 型槽的红外对管)作为定位传感器,当旋转一周时,挡光板遮挡光源,光敏三极管的集电极输出高电平,当脱离挡光板时,集电极再次输出低电平,然后给单片机一个下降沿的跳变类型,发生一个中止,然后更新显现。供电部分,由于整个设备是在不断的高速旋转傍边,所以咱们做了一个简略的电刷设备,把220V 的沟通电经过变压器变成12V 的沟通电,再由桥式整流电路,和滤波电路,变为滑润的直流电,最终经过7805 芯片输出咱们需求的5V 直流电源,经过电刷把电源和指针板上的单片机衔接为其供电。而旋转载体由于需求12V 的电压源,所以选用别离供电的办法。

  对射式U 型槽光耦具有,呼应速度快,驱动简略,设备简单,简单于单片机通讯等特色。如图所示,当上电之后,光耦的光敏三极管的集电极时输出低电平,当有物体挡住了光敏三极管感应的红外光线时,光敏三极管的集电极和发射极处于高阻态,所以集电极输出高电平,当光敏三极管再次感应到红外光源的时分,集电极再次输出低电平,然后给单片机一个中止信号。

  LED 显现器具有功耗低,接口操控便当等长处,并且模块的接口信号和操作指令具有广泛的兼容性,并能直接与单片机接口,可便当地完结各种不同的操作,在各类丈量及操控外表中被广泛的运用。当在LED 上显现汉字时,应先获得汉字的点阵构成数据,然后将其写入显现存储器中进行显现。旋转LED 显现器是一种经过同步操控发光二极方位和点亮状况来完结图文显现的新式显现器,其结构新颖,本钱低价,可视视点达360。

  本文提出了一种依据STC12C5A60S 的直流电子负载的设计计划。首要以高速、低功耗、超强抗搅扰STC12C5A60S 单片机为操控中心设计直流电子负载。包含操控电路(MCU)、主电路、采样电路、显现电路等,可以检测被测电路的电流值、电压值等各个参数,并能直观的在液晶上显现。本体系由自锁开关操控电路的作业状况,经过手动调理开关切换在恒压、恒流、恒阻电路之间的作业状况,由LED 灯指示相应的作业状况。体系的稳压规模为1V-30V,稳流规模为100mA-3.5A,差错0-5%在标题要求规模内,到达标题要求并扩展了恒压、恒流的规模。由单片机操控,经过按键到达对恒压值或恒流值在必定规模内的操控,设置了过载维护,经过亮灯显现过载。

  计划经过两个自锁开关来操控电路的作业状况,在恒压、横流、恒阻之间进行切换,经过stc12c5a60s 单片机经过D/A 芯片操控恒压、恒流等的值,stc12c5a60s 是高速、低功耗、超强抗搅扰的新一代8051单片机,指令代码彻底兼容传统的8051,但速度快8-12倍,8路高速10位A/D 转化。选用大功率NMOS 管IRF540,该管导通电阻满足小,源漏抗击穿才干满足强。软硬件结的办法,便当简练完结了不同模块之间的转化,很好的完结了恒压、恒流等根本功用,并完结了恒阻等附加功用。

  TEXT 和GND 的为测验点。电路全体是个负反应:当TEXT 高于设定值时,运放输出高电压,Q1 导通度添加,负载阻抗变小,和电源内阻分压,TEXT 减小,直至V+=V-;当TEXT 低于设定值时,运放输出低电压,Q1到通度减小,负载和电源内阻分压变大,TEXT 增大,直至V+=V-。

  提出一种依据STC12C5A60S 的直流电子负载的设计计划。本计划中设计的直流电子负载首要以高速、低功耗、超强抗搅扰STC12C5A60S 单片机为操控中心,由自锁开关操控电路的作业状况,经过手动调理开关切换在恒压、恒流、恒阻电路之间的作业状况。体系的稳压规模为1V-30V,稳流规模为100mA-3.5A,差错0-5%在标题要求规模内,到达对恒压值或恒流值在必定规模内的操控, 设置了过载维护,经过亮灯显现过载,经验证,本计划具有实践的运用价值。

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