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专栏地址:蓝桥杯嵌入式组入门与进阶

大家好,我是一颗米,本篇专栏旨在帮助大家从0开始入门蓝桥杯并且进阶,若对本系列文章感兴趣,欢迎订阅我的专栏,我将持续更新,祝你们在四月份的赛场上横着走

0.电源相关的滤波电路

0.1主要作用

是为单片机 STM32G431RBT6 提供稳定、纯净的电源,并对模拟和数字部分进行合理的电源分配与接地处理,减少电源噪声和不同电路部分之间的干扰,保证单片机模拟和数字功能模块的正常、稳定运行 。

0.2大致组成

其电路组成大致分为两个部分

0.2.1电路输入部分

VDD:整体电路的电源正极,为电路提供原始供电电压。

L1:电感,标注为 “600R@100MHz”,即在 100MHz 频率下其等效电阻为 600 欧姆。它主要起滤波和抑制高频噪声的作用,阻止电源线上的高频干扰信号进入后续电路,同时也能防止电路自身产生的高频信号反馈到电源端

0.2.2滤波电容部分

C6(100nF)C7(1uF)C8(100nF):这些电容组成滤波网络

C7 容量相对较大,主要用于滤除低频段的纹波电压,提供较为稳定的直流电压;

C6 和 C8 为小容量电容,用于滤除高频噪声,保证电源的纯净度,为单片机及其他电路元件提供稳定的电源环境。

1.晶振电路

1.1主要作用

当给晶振加上电源后,石英晶体在电场作用下会产生机械振动,而机械振动又会产生电场,这种机电耦合效应在特定频率下会发生共振,从而产生稳定的振荡信号电容 C4 和 C5 与晶振构成一个谐振回路,它们可以微调晶振的振荡频率,使其更加稳定和准确。该振荡信号通过 PF0 和 PF1 引脚输入到单片机内部,作为单片机的时钟源,为单片机的各个功能模块(如 CPU、外设等)提供工作时钟,协调单片机内部各部件的工作节奏。

晶振电路为单片机提供了精确的时钟信号,是单片机正常运行的基础。时钟信号决定了单片机执行指令的速度和各个操作的时序,例如指令的读取、解码、执行等都依赖于时钟信号的驱动。稳定且准确的时钟对于单片机实现精确的定时、数据处理、通信等功能至关重要。如果时钟信号不准确或不稳定,可能会导致单片机运行出错、通信异常等问题 。

2.信号发生器电路

其实就是一个555电路,两个555电路接到单片机上,可以去测量频率

2.1主要作用

以第一个电路为例,PA15 连接的 J10 是一个外部触发信号接口,R40(10k 电位器)和 R32(100Ω 电阻)组成分压电路,通过图中的旋钮,可以调节555发出的方波的频率,C28(100nF 电容)用于滤波等。当触发信号使 TRIG 引脚电压满足条件时,NE555 芯片的输出端 OUT 输出相应电平信号,同时电路中的电容等元件会在不同阶段进行充电和放电,其过程受各引脚电平状态的控制。第二个电路(以 PB4 连接的 J9 为触发端)原理与第一个类似。

3.模拟输出

一个滑动变阻器,直接通过J11和J12连接到单片机上,进行AD采集

4.LED的指示灯

共阳极连接,LED,通过锁存器,连接到PC引脚

4.1主要作用

当锁存器芯片 U1 的 OE# 引脚为低电平,LE 引脚为高电平时,单片机通过 PC8 - PC15 引脚输出的数据会传输到锁存器芯片的 1D - 8D 引脚,并直接传输到 1Q - 8Q 引脚输出。若输出引脚为高电平,对应的 LED 两端无足够电压差,LED 熄灭;若输出引脚为低电平,VDD 通过限流电阻、LED 到地形成回路,LED 点亮。当 LE 引脚变为低电平时,锁存器将当前的输出状态锁存,即使单片机输出数据改变,LED 状态也保持不变,直到 LE 引脚再次变为高电平更新数据。

该电路通过锁存器芯片扩展了单片机的 I/O 口驱动能力,能同时控制 8 个 LED,且可以锁存数据,减少单片机的控制负担。单片机可以利用此电路实现多种功能,如状态指示(不同 LED 组合表示不同工作状态)、简单的信息显示(如流水灯效果等) 。

5.USB引脚

6.LCD

LCD和LED有一些引脚要重复,在编程的时候需要注意

他没有经过锁存器,直接连接到单片机上

7.按键

按键这个电路是学习STM32非常之基础的一个电路,其工作原理是:

按键未按下时由于上拉电阻 R2 的作用,PB1 引脚被拉高到 VDD 电平,此时单片机检测到 PB1 引脚为高电平。这是电路的常态,上拉电阻保证了在没有外部信号改变时,引脚处于一个确定的高电平状态。

按键按下时按键的两个引脚导通,PB1 引脚通过按键与地(GND)连接,此时 PB1 引脚的电平被拉低到接近 0V,单片机检测到 PB1 引脚为低电平。通过检测 PB1 引脚电平从高到低的变化,单片机就能判断出按键被按下。

8.I2C总线

 8.1主要作用

单片机同样通过 PB6 和 PB7 引脚模拟 I²C 通信协议与 MCP4017T 芯片通信。发送控制指令来设置数字电位器的阻值,从而改变 W 引脚输出的电压值,可应用于需要动态调节电压的电路,如信号调理、电源控制等场

该电路通过 I²C 总线实现了单片机与存储芯片、数字电位器之间的通信。存储芯片可用于保存重要数据,数字电位器则可实现对模拟电路参数的灵活控制,两者协同工作,增强了单片机系统的数据存储和模拟参数调节能力 。

9.扩展接口

    

http://www.hkea.cn/news/231701/

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