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单片机供电规则

分类:电子设计  作者:rming  时间:2011-09-05

由于C8051F单片机是3.3V低功耗、高速单片机,与大家过去应用传统的5V供电低速单片机在引脚处理与PCB布板方面会有一些区别,我们总结了这方面的经验,提供给大家,以避免在应用设计上走弯路。

一、电源和地线方面的处理

1、模拟电源和数字电源要分别供电,可以使用两个稳压源分别供电,但是两个电源之间的电压差必须满足数据手册中的规定(

2、在地线方面,模拟地和数字地要分开布线,然后在一点通过磁珠连接,在实际应用中也可以使用0欧姆绕线电阻连接的。该绕线电阻要有寄生电感,另外,在布线时一定要注意地线应该尽可能的粗,或者采用大面积覆地,电源线也要尽量粗,并且在单片机所有电源和地之间以及每个外围集成电路的VDD和GND间加去耦合电容。

3、如果所使用的器件上有模拟电源,模拟地,数字电源和数字地,所有这些引脚不可以悬空,必须连接。

二、在严酷环境下使用C8051F器件时,在PCB设计时应注意那些问题?

在严酷条件下使用C8051F器件时,我们提供给您的一般性建议如下:

1) 在器件的每个电源引脚处放置0.1μF和1.0μF的去耦电容,而且要尽可能地靠近芯片。这一点适用于板上所有的IC(集成电路)。*

2) 尽可能将板上不使用的空间接地,即所谓的大面积覆铜。

3) 在靠近器件外部振荡器引脚处放置外部晶体和其他振荡器元件(如果可行的话)。

4) 使用最短的连线以避免产生“天线”,尤其在下列引脚处:/RST,MONEN,XTAL1,XTAL2,TMS,TCK,TDI和TDO。

5) 应使用一个1k - 4.7k 的电阻将/RST拉为高电平。且应该在/RST走线和地之间设一个0.1uF的去耦电容*

6) 应将MONEN直接接至片上的VDD (首选)或接地。*

7) 将TMS、TCK、TDI 和接固定电平。*

8) 连接至系统电缆或其他电路板上的信号应在PCB的连接点处适当地滤波。

* 避免使这些连接在板上形成大的回路。

三、对JTAG引脚的处理

在电路设计时,JTAG口的TCK要加3.3V上拉。上拉电阻值取4.7K。另外,要考虑到在成品阶段(此时已不需要通过JTAG编程),将TCK.TMS.TDI引脚接地,这样更能提高系统的抗干扰能力,对于提高系统的稳定性是非常主要的。

四、对未用到的IO口/模拟输入口的处理

对未用到的IO口建议:设置为漏极开路;并加固定电平;或设置为推挽方式;未用的模拟输入也要接地(接模拟地)。

五、在电路设计时的IO口/模拟输入口的保护

1、在可能对IO口有瞬态冲击的情况下,一定要对IO口进行保护,如可能会有瞬间大电流,就要在IO口上串接限流电阻,建议取值100欧姆。如有瞬态大电压,就要在IO口上接TVS或快速反应二极管。

2、对在产品中使用的模拟输入引脚的输入电平,要在器件的允许范围值内(具体的参数见数据手册)。一般的ADC的输入电压范围是0V~VREF。同时不可以超过器件的极限参数(见数据手册),否则可能造成永久性损坏。具体的做法可以加两个肖特基二极管到电源和地。

六、对复位引脚/MONEN(电源监视)引脚的处理

1、为了提高系统的抗干扰能力和可靠性,建议不要将复位引脚悬空,推荐电路为:在复位引脚加强上拉,电阻可以选择2~10K,还要加一个0.1uF~10uF的去耦电容。

2、如果接有外部看门狗电路,在调试及下载程序的过程中要将看门狗电路断开

3、如果所使用的芯片上有MONEN引脚,此引脚不要悬空,建议直接接电源(使能MONEN)。

七、外接晶振的注意事项

1、选择质量好的晶振、选择损耗小的晶振电容。

2、X TAL1和XTAL2口不要接入5V电压,在接入CMOS时钟输入时,要注意。

3、晶体振荡电路部分对在PCB的板上布局非常敏感,应将晶体尽可能地靠近器件XTAL引脚,并在晶体引脚接上微调(10PF~33PF)电容。布线应尽可能地短并用地线屏蔽,防止其它引线引入噪声或干扰。

4、晶体外壳最好接地。

5、对于C8051F3XX器件,在外接晶体时,一定不要忘记在晶体两端接10MW的电阻。

6、晶体微调电容的地要接模拟地。

八、焊接温度的注意事项

当使用自动焊接时应严格控制以下参数:

1、温升速率:小于6℃/秒

2、预热区芯片引脚的最大温度:125℃

3、回流焊的最大温度:建议215℃到220℃(最大值为235℃)

4、芯片通过液态焊料温度状态的时间:30至85秒(建议75秒)

5、最大冷却速率:4℃/秒

如果使用手工焊接,也应注意电烙铁的温度不易过高,与芯片的接触时间不易过长;

关于焊接的详细资料参见附页<

九、编写软件方面的注意事项

1、如使用C51编程,在使用指针变量(对FLASH进行写操作)按如下方式定义:

unsigned char xdata *idata(或data) pwrite;

这样做的目的是确保写FLASH的指针的地址被分配在或空间。

2、不用的代码空间全部清为“0”,这可以在程序跑飞后再重新运行。在跳转指令前加两到三个NOP指令。这样也可以在程序跑飞后重新运行。

c8051f单片机使用经验总结

我自己应用c8051f单片机总结出来的经验:

1. c8051f单片机速度快,时钟频率可达到25,50甚至100Mhz!内部资源丰富!

推荐用c8051f330d 芯片,价格便宜,20pin dip封装,上手快!

2. 电源用计算机的usb接口5伏电源,然后串接3个1N4007或1N4148二极管可以得到3伏左右的电压!!!如果要使用片内ad功能,电源电压需要更好些,可以使用三极管、稳压管等构成串联稳压电路,效果还是很好的!!!重要提示,f320,f340芯片内部集成了5伏转3.3伏电路,就不需要这些电路了!!!

3. 串口通信转换芯片可以不用max3232或max232,只需要2个三极管和4个电阻就可以了!我的波特率可以达到115.2kbps,很稳定!

4. c8051f330D芯片的10位ad很不错,我的采用查询方式,转换结果很满意,很稳定(转换结果在1个LSB上下变化,由于我的c8051f330D demo板3伏电源采用分立元件构成,所以软件采用了多次采样求平均值算法)!

5. f330d的da转换功能是电流型的,这样就可以测量小功率三极管直流电流放大倍数。用它提供10到20微安的电流做三极管的基极电流,集电极接3伏电源,在三极管的射极串一个精密电阻,用ad转换测量电阻两端的电压,然后就可以按公式算得三极管电流放大倍数,很遗憾这种办法不适合pnp型的三极管。

6.说一下自己动手焊接c8051f单片机贴片芯片比较实用的办法。c8051f单片机与其它单片机,dsp,arm芯片相比较而言是脆弱的,如果焊接时不小心就很可能把芯片损坏!建议用比较好的恒温可调的烙铁,功率在30瓦左右,温度控制在260到300度,建议采用点焊而不用拉焊,焊接时烙铁放在每个引脚的时间不能太长(最好低于3秒)。上边提到的方法还不能确保芯片完好,对芯片有危害的还有带电烙铁的静电感应!烙铁质量不是太好的,焊接时可以把烙铁电源插头拔掉,呵呵,比较麻烦!以上办法还是比较有效的。

7.以前学习和使用usb是有难度的,如果现在想学习和使用usb,推荐使用c8051f320芯片,性价比高,软硬件资料很全,上手快。我自己试着做了一款c8051f320 USB demo 板,效果很好!!!

8.c8051f单片机和at89c5x,at89s5x单片机的不同之处。第一,c8051f单片机没有采用时钟12分频,因此运行速度快了一个数量级;第二,c8051f单片机采用低电平复位,而at89x5x采用高电平复位;第三,c8051f单片机内部带有晶振,其中不少的精度高,可以和外部的晶振切换工作;第四,c8051f单片机的看门狗上电复位后已打开(所以通常要关掉),而at89s5x单片机的看门狗上电复位后关闭;第五,c8051f单片机的flash至少可以擦除编程20000次,而且可以当e2prom数据寄存器使用,而at89x5x单片机的flash最多擦除编程1000次;第六,at89x5x采用5伏供电,c8051f单片机虽然采用3伏供电,但i/o口可以承受5伏电压;第七,at89s5x单片机的一个i/o口最多有两种功能,而c8051f单片机的i/o口可以达到3种以上的功能,这是通过内部的交叉开关实现的;最后要说的是开发工具不一样。

9. 自己做了c2接口的并口和串口两款下载线,我没有EC2/EC3/EC5仿真器,用它来学习和开发c8051f330d demo 板,c8051f320 USB demo 板,效果令我很满意!!!



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