单片机开发板B的电路主要包括电源电路、时钟电路、复位电路、数码管显示电路、串口驱动电路和继电器驱动电路等。
1.电源电路
选择输出直流电压为 10~15V 之间的电源,并且插头极性为内正外负。稳压电源输出的直流电压通过专门的电源插座 J1 把直流电压引入实验开发板。电源分两路,一路直接提供 12V 的直流电源,主要是提供给继电器使用;另一路通过三端稳压芯片 LM7805 稳压成5V直流电源提供给单片机系统(包括数码管)使用。
电源电路如图1-11所示。电容C1、C2和C3是12V电源的滤波电容,C1、C2是低频滤波,容量为470 ;C3是高频滤波,容量为0.1 。通过这两个电容的进一步滤波,最后得到的是纯净的直流,这对数字电路起到很好的保护作用。电阻 R1 和 LED1 组成 5V 电源的工作指示电路,只要电源部分正常,LED1就会点亮,可以根据这个LED来判断整个电源部分是否工作正常。
图1-11 电源电路
2.时钟电路
给STC89C51RC提供一定的时钟频率以后,STC89C51RC才能开始工作。图1-12所示电路提供时钟频率。
这个振荡电路与 STC89C51RC 内部的时钟振荡器一起组成完整的时钟频率发生电路, X1 为 STC89C51RC 内部时钟振荡器的输入端,X2 为 STC89C51RC 内部时钟振荡器的输出端,Y1 为晶振,起到选择振荡频率的作用。这里使用的时钟频率为 11.0592MHz。C1、C2为振荡补偿电容,起到放宽起振频率,让时钟容易起振的作用。
3.复位电路
要使 STC89C51RC 单片机工作,主要是给单片机增加上电复位电路和外接一个晶振。给 STC89C51RC 加电时,需要对 STC89C51RC 进行一次复位操作。复位操作将STC89C51RC的工作环境置成初始状态,并从程序的开始进行运行。
根据STC89C51RC的管脚定义,上电复位是通过给STC89C51RC的9脚发一个瞬时高电平来完成的,电路如图 1-13 所示。上电的瞬间,电流有一个突发的向上尖峰脉冲,因此,电流能通过C1电容到达STC89C51RC的复位端口RESET对STC89C51RC进行复位。尖峰过后,电流平稳,电容C1阻止电流的通过,这样可以防止对STC89C51RC反复进行复位。电阻R2是用于给Cl放电的,并将第9脚拉低,防止RESET端口上持续高电平。
图1-12 时钟电路
判断单片机芯片及时钟系统是否正常工作有一个简单的办法,就是用万用表测量单片机晶振引脚(18、19脚)的对地电压。
以正常工作的单片机用数字万用表测量为例,18脚对地约2.24V,19脚对地约2.09V。对于怀疑是复位电路故障而不能正常工作的单片机也可以采用模拟复位的方法来判断,单片机正常工作时第 9 脚对地电压为零,可以用导线短时间和+5V 连接一下,模拟一下上电复位,如果单片机能正常工作了,说明这个复位电路有问题。
图1-13 复位电路
4.数码管显示电路
数码管显示电路起到让某个数码管发光的作用,电路如图 1-14 所示。所有发光二极管都是共阴极接法,P2 口作为数码管的选通线,当给 P2 口相应位置低电平时,相应的数码管选通。P0口作为数码管的数据线,从P0口输出相应的字形码即可显示数字。
图1-14 数码管显示电路
在本设计中,将P0口作为字形码输出控制口,P0.1~P0.7分别与各数码管的笔画段A~G连接。排阻RB1作为P0口输出的上拉电阻,阻值定为 作用是使数码管的默认状态为不点亮。排阻 RB1 起限流作用,对数码管进行保护。如果没有加这个电阻,数码管有可能因电流较大而被烧坏。
单片机开发板B的其他电路将在后续章节介绍。