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2.2 STC32G12K128单片机硬件实验平台

2.2.1 STC大学推广计划实验箱(9.4)

STC大学推广计划实验箱(9.4)是基于STC32G12K128单片机开发的实验箱,直接通过USB端口下载程序,其主控单片机是高端STC 8位单片机STC8G8K64U,除此以外,二者完全一致。下面介绍STC大学推广计划实验箱(9.4)(以下简称实验箱)中的各模块电路。

1.STC32G12K128单片机最小系统

STC32G12K128单片机与外围电路如图2.27所示。

2.STC32G12K128单片机的引脚

实验箱中的STC32G12K128单片机周边引出了64个引脚插孔,如图2.28所示,如实际操作中需要,可焊上插针,使用很方便。

3.电源控制与指示模块

如图2.29所示,该模块的电源控制由开关三极管Q2、二极管D7、按键SW19及电阻(R46、R47)组成。SW19未按下时,Q2导通,系统通电;按住SW19时,Q2截止,系统断电。LED5、R44构成USB输入电源指示电路,LED6、R45构成系统电源指示电路。

图2.27 STC32G12K128单片机与外围电路

图2.28 实验箱中的STC32G12K128单片机

图2.29 电源控制与指示模块

4.程序下载通信模块

如图2.30所示,程序下载通信模块对应2种程序下载模式:一是USB端口转串行端口,由核心芯片PL2003(U5)、电容(C16、C19、C20)、电阻(R84、R69、R88)和二极管D5组成;二是通过USB端口直接下载,USB端口的D+、D-分别经R139、R140接单片机的D+(P3.1)、D-(P3.0)。J4、J6分别为普通USB插座和迷你USB插座,R56与D1构成稳压电路,R56为功率电阻,其作用类似电路中的熔断器。实验箱未配置USB端口转串行端口程序下载电路,而是直接采用通过USB端口下载的方式。

5.独立键盘模块

如图2.31所示,独立键盘模块包含4组按键电路:R82、SW17将按键信号经R10送至P3.2输入,R83、SW18将按键信号经R11送至P3.3输入,SW21、R7与内部上拉电阻将按键信号送至P3.4输入,SW22、R8与内部上拉电阻将按键信号送至P3.5输入。按键松开时输出高电平,按键按住时输出低电平。使用SW21、SW22按键时,需要编程使能P3.4、P3.5内部的上拉电阻。

图2.30 程序下载通信模块

图2.31 独立键盘模块

6.LED灯显示模块

如图2.32所示,LED灯显示模块包含8路LED显示,低电平驱动:LED4与R95由P6.0控制;LED11与R96由P6.1控制;LED12与R97由P6.2控制;LED13与R98由P6.3控制;LED14与R99由P6.4控制;LED15与R100由P6.5控制;LED16与R101由P6.6控制;LED17与R102由P6.7控制。三极管Q11与R9构成该模块电源的控制电路,由P4.0控制,当P4.0输出高电平时,该模块失电,反之,该模块得电。

图2.32 LED灯显示模块

7.LED数码管显示模块

如图2.33所示,LED数码管显示模块是通过8位LED数码管进行显示的,主要由2个4位LED数码管组件(U12、U13)组成,是共阳极数码管,段控制端a~h分别由P6.0~P6.7控制,每条支路中间串联1个限流电阻(R35~R42),位控制端接由P7口控制的驱动电路的输出端,P7.0对应最右边(最低位)的数码管,P7.7对应最左边(最高位)的数码管。

图2.33 LED数码管显示模块

8.LED数码管位驱动模块

如图2.34所示,P7.0~P7.7为驱动电路的8位输入端,COM0~COM7为驱动电路的8位输出端,对应接8位数码管的位控制端。输入低电平时,对应的三极管导通,接通LED数码管电源,位控制端输入有效(该显示位显示);输入高电平时,对应的三极管截止,断开LED数码管电源,位控制端输入无效(该显示位不显示)。

图2.34 LED数码管位驱动模块

9.矩阵键盘模块

如图2.35所示,这是一个2×4的矩阵键盘,共8个按键,2个行输入端分别接P0.6、P0.7,4个列输入端分别接P0.0~P0.3。实际上,通用的标准矩阵键盘一般是4×4的矩阵键盘,共16个按键,当编程用到的按键数超过8个时,建议使用ADC键盘。

图2.35 矩阵键盘模块

10.基准电压模块

如图2.36所示,基准电压模块主要由基准电压芯片U8(CD431)、R16、R78、R79和C24组成,VREF端为基准电压输出端,输出电压为2.5V。

图2.36 基准电压模块

11.NTC测温模块

如图2.37所示,NTC测温模块由NTC电阻、R6和C6组成。当温度变化时,NTC电阻的阻值发生变化,进而其承受的分压发生变化,通过测量NTC电阻两端的电压,可将其按一定规律转化为温度信息,NTC电阻两端的电压信息通过A/D转换模块进入输入通道3。

图2.37 NTC测温模块

12.串行端口2的RS232通信电路及通信指示电路

如图2.38所示,串行端口2(切换1组引脚)的RS232通信电路由RS232转换芯片SP3232(U4)、外围电容元件(C9、C10、C11、C29、C12、C13)、D4、R50、R51及J2组成。J2为9针RS232插座,用于连接PC的RS232端口。LED9、R54构成串行端口2接收端通信指示电路,LED10、R55构成串行端口2发送端的通信指示电路,当然也可以用作一般的LED指示。

图2.38 串行端口2的RS232通信电路与通信指示电路

13.串行端口2与串行端口3的TTL电平通信电路

如图2.39所示,当J7、J8短路帽被短接,就构成了串行端口2与串行端口3之间的通信电路。注意,串行端口2、串行端口3的发送、接收引脚都是切换1组对应的引脚。

14.红外遥控发射与接收模块

如图2.40所示,红外遥控接收模块由红外接收组件(U7)、R1和C3组成。接收到红外信号后,U7的OUT端输出高电平,此信号通过P3.5输入单片机。红外遥控发送模块由红外发射管LED1、三极管Q1、R4、R5和C31组成,当P2.7输出低电平时,Q1导通,红外发射管LED1发射红外信号;当P2.7输出高电平时,Q1截止,红外发射管LED1不工作。

图2.39 双串行端口RS232电平转换模块

图2.40 红外遥控发射与接收模块

15.SPI端口实验电路

如图2.41所示,U11是SPI串行总线存储器(PM25LV040),U15是5V-3.3V电压转换芯片(KX6211A33M5)。

图2.41 SPI端口实验电路

16.A/D转换(ADC)键盘电路

如图2.42所示,ADC键盘电路主要由按键SW1~SW16、电阻R19~R34构成。当按住不同的按键时,按键公共端输出不同的电压,经滤波电路(R17、R18、C21)送A/D转换模块输入通道9(P1.0),通过A/D转换模块测量电压的大小来确定是哪个按键被按下。

图2.42 ADC键盘电路

17.PWM输出滤波电路(D/A转换)

如图2.43所示,PWM输出滤波电路(D/A转换)主要由R2、C4、R3和C5构成,用于对P2.3输出的PWM信号进行滤波,实现D/A转换。

18.比较器正极输入电路

如图2.44所示,比较器正极输入电路主要由R12、W1构成,用于给比较器正极提供直流输入电压。

图2.43 PWM输出滤波电路(D/A转换)

图2.44 比较器正极输入电路

19.蜂鸣器电路

如图2.45所示,蜂鸣器电路主要由三极管T2、蜂鸣器BEEP1、R87、D6和C35构成。当P5.4输出低电平时,T2导通,蜂鸣器得电发声;当P5.4输出高电平时,T2截止,蜂鸣器断电不工作。

20.DS18B20模块

如图2.46所示为DS18B20模块。其中,T1是温度测量芯片DS18B20(单总线元器件)。

图2.45 蜂鸣器电路

图2.46 DS18B20模块

21.LCD12864模块

如图2.47所示为LCD12864模块。其中,W2构成对比度调节电路,可用于引出单片机对应的引脚信号。

图2.47 LCD12864模块

22.TFT彩屏的引脚插座

TFT彩屏的引脚插座由J1、J2、J3、J4插座组成,用于连接TFT彩屏,也可用于引出单片机对应的引脚信号,其引脚定义如图2.48所示。

图2.48 TFT彩屏的引脚定义

23.并行扩展32KB RAM电路

如图2.49所示为并行扩展32KB RAM电路。其中,U9是32KB RAM芯片,地址总线为15位,数据总线为8位;U10是8位锁存器,当并行总线扩展片外存储器时,U10用于锁存低8位地址总线数据。

24.I 2 C电路—24C02

如图2.50所示为I 2 C电路—24C02。其中,U3是用于进行I 2 C总线通信的EEPROM芯片,24C02的容量是2KB。

2.2.2 STC32G12K128单片机迷你核心学习板

STC32G12K128单片机迷你核心学习板基于STC32G12K128单片机开发,每个I/O端口都接有LED灯指示电路,下载程序直接采用USB端口通信,该学习板有2个版本:一是STC32G12K128转STC89C52双列直插引出(又称“降龙棍”核心板),二是STC32G12K128直接以64引脚引出(又称“屠龙刀”核心板)。

“降龙棍”核心板采用LQFP48封装芯片,对标STC89C52芯片双列直插引出40个引脚,包括电源通断控制电路、复位按钮、P3.2按钮、P3.3按钮、电源端口,以及Type C端口。

图2.49 并行扩展32KB RAM电路

图2.50 I 2 C电路—24C02

“屠龙刀”核心板采用LQFP64封装芯片,内置电源通断控制电路、3.3V电源、复位按钮、P3.2按钮、P3.3按钮、P3.4按钮、P3.5按钮、测温电路、PWM输出滤波电路(3路)、CAN总线收发器、LIN总线收发器、STC-USB Link1端口、基准电源及Type C端口等。

无论是“降龙棍”核心板,还是“屠龙刀”核心板,都没有数字、字符显示元器件,为此,STC为其配置了接7段数码管、LCD12864、OLED12864,以及虚拟键盘等的调试端口,便于开展系统设计与程序调试,详见18.3.1、18.3.2小节的内容。 89daeZSeJumxW89ql/m77Sw6FjCvZaZLal4dfZEXNWVr/oggw6KG7dsdDH8Fvmg5

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