电子硬件设计基础知识

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1、将电子产品抽象成一个硬件的模型，大约有一下组成：1）输入2）处理核心3）输出输入基本上有一下的可能：1）键盘2）串行接口（RS232/485/canbun/以太网/USB）3）开关量（TTL，电流环路，干接点）4）模拟量（4~20mA、0~10mA、0~5V（平衡和非平衡信号））输出基本上有以下组成：1）串行接口（RS232/485/canbus/以太网/USB）2）开关量（TTL、电流环路、干接点、功率驱动）3）模拟量（4~20mA、0~10mA、0~5V（平衡和非平衡信号））4）LED显示器：发光管、八字5）液晶显示器6）蜂鸣器处理核心主要有：1）8位

2、单片机，主要就是51系列2）32位arm单片机，主要有atmel和三星系列51系列单片机现在看来，只能做一些简单的应用，说白了，这个芯片也就是做单一的一件事情，做多了，不如使用arm来做；还可以在arm上加一个操作系统，程序及可靠有容易编写。最近三星的arm受到追捧，价格便宜，以太网和USB的接口也有，周立功的开发系统也便宜，作为学习ARM的产品来说，应该是最好的；作为工业级的控制，是不是合适，在网友中有不同的看法和争议。本公司使用atmelARM91系列开发的一个室外使用的产品，在北京事儿爱使用，没有任何的通风和加热措施，从去年的5月份到现在，运行情况良

3、好。已经有个成功应用的案例。但对于初学者来说，应该从51着手，一方面，51还是入门级的芯片，作为初学者练手还是比较好的，可以将以上的概念走一遍；很多特殊的单片机也是在51的核基础上增加了一些I/O和A/D,D/A;也为今后学习更高一级的单片机和ARM打下基础。再说了，哪个老板会ARM级别的开发放在连51也没学过的新手中?在51上面去做复杂的并行扩展是没有必要的，比如，扩展I/O和A/D、D/A等等，可以直接买带有A/DD/A的单片机；或者直接使用ARM，他的I/O口线口多。可以使用I2C接口的芯片，扩展I/O口和A/DD/A，以及SPI接口扩展LED显示，

4、例如：MAX7219等芯片。市面上一些比较古老的属鸡中还有一些并行扩展的例子，如：RAM、EPROM、A/D、D/A等，我觉得已经没必要去看了，知道历史上有这些事就行了；这些知识是所有产品都具备的要素。所以要学，在具体应用.第一课：51单片机最小系统实际上，51单片机外围电路是很简单的，一个单片机+一个看门狗+一个晶振+2个瓷片电容；1.单片机:atmel的89C51系列、winbond的78E52系列，还有philips的系列，都差不多；仙子阿还有一些有ISP(在线下载的)，就更好用了；2.看门狗：种类很多，我常用的有max691/ca1161和DS18

5、32等，具体看个人习惯、芯片工作电压、封装等。Max系列和DS系列，还有IMP公司的，种类很多，一般只需要有最基本的功能既可以了；原来我使用MAX691，但是max691比较贵，因为他有电池切换功能，后来新设计电路板就都采用ca1161了。很在以前的电路设计中，现在可能还有人使用，使用一个电阻和一个电容达成上电复位电路；但是，这样的复位电路是不可靠，为什么不可靠，网络上能找得到专门论述复位电路的文章；更重要的是，51系列的单片机比较容易受到干扰；没有看门狗电路是不行的，当程序跑飞时回不来就死在那儿了。常规的做法是买一个专门的看门狗，完成复位电路和看门狗电路

6、的功能。这些芯片的资料很容易在网上找到。3.单片机和单片机抗干扰能力是不一样的。如果你的产品是工作在干扰比较大的环境，可以试试选用不同品牌的单片机；原来我在一个光电所做YAG激光治疗机的控制部分，脉冲激光机的电源放点时能量是很大的，在采取了所有能够想到的光电隔离等措施之后，还是不行；后来选用了intel的8031就可以了，当时philips的单片机抗干扰是最差的，可能跟philips主要做民用领域有关。现在不知道怎么样了。单片机的输入输出口线是最容易引进干扰的地方；在严重的情况下所有口线要光电隔离。晶振：一般选用11.0592M，因为可以准确地得到9600

7、波特率和19200波特率；也可以使用36.864M，这个频率是1.8432M的20倍。这两种晶振很容易买到，价格和12M的一样。书上说，12M的也能得到9600波特率，但实际会每隔一段时间就出错一次，好像累积误差一样，比较奇怪。即使你的单片机系统不使用RS232接口，也可以做一个RS232，留着做测试。4.瓷片电容：22pf~30pf，可以在书上找晶振频率对应的瓷片电容值。如果你的单片机系统没有工作，检查步骤如下：1.检看门狗的复位输出，可能的话在电路板上加一个LED，下拉，这样看起来就更方便；2.查单片机，看看管脚有没有问题；一般编程器能够将程序写入，说

8、明单片机是好的；最好手头上准备一个验证过的单片机，内部有一个简单的