原创 单片机常用功能模块设计

目前书店有很多关于51单片机应用的书籍

有人说现在都用ARM11 和 A15了  51单片机都过时了

其实不然，

敢问现在玩ARM的同志们真的就了解ARM吗？不说别的  IO口的原理真的搞清楚了吗？

为什么上拉？为什么输出要串个电阻？

什么是推挽输出？什么是开漏输出？什么叫拉电流 什么叫灌电流？作为输入时应该如何保护？

我想，要想把一件事情真的做好，就必须深入的去了解它的本质，而不能只是说：“我也不知道，反正就这样用的。” 只有基础打牢了才能设计出优秀的可靠的产品。

那么从最简单的51单片机入手就是个不错的选择，现在的ARM以及其他例如AVR PIC C8051F单片机内部继承了大量的资源，为开发者提供了很丰富的接口和资源，节省了PCB面积，同时也缩短了开发周期，提高了稳定性，这是可喜的一面。

但是我认为，在用好片上资源的同时如果能深入了解下各模块的原理，功能和使用注意事项，那么就能为将来的技术更上一层楼提供坚实的基础。

所以在此回顾一下51单片机常见的功能模块实现，还是有助于以后的嵌入式开发的创新和灵活设计。

第一部分：最小系统

最小系统一般分为以下几部分

1，电源供应

市电输入一般可采用显性稳压电源或开关电源比如topswitch，tinyswitch系列，或AC/DC模块转换为需要的电压

5v电压 可以用显性稳压器78XX或开关ldo，或开关ic如lm2575

3.3V目前很多用的都是AMS1117

其他的一些电压基准或特殊要求的电源应根据需求选择相应的电源芯片

过压保护：MAX8438-MAX8442

过流保护：AAT4610A

电源监控 MAX8215

2，JTAG或其他烧写口（比如RS232）

3，复位电路

4，特殊IO引脚配置（拉高或接地）

5，晶振电路（石英晶振或有源晶振）

第二部分：LED，蜂鸣器和继电器

这里要注意两点

1，驱动电路的选择  三极管 ，mos管一定要保证工作在截止或饱和状态，或采用驱动ic比如ULN2003

2，感性负载要续流保护加上二极管或电阻电容组成的保护电力

第三部分：看门狗

目前很多单片机内置看门狗，但是如果出现致命错误那么片上的看门狗也会死掉的，所以如果安全要求比较高那么需要考虑外置看门狗比如MAX813L,X25045，CAT1161等

第四部分：存储扩展

RAM

EEPROM

NORFLASH   接地址和数据总线就可以方便使用

NANDFLASH  容量大通信接口简单，

SD  最简单的可以使用fatfs文件格式进行管理

USB 目前很多单片机已内置此功能

IDE 单片机很少用到

第五部分：人机界面

键盘，鼠标，按键

Led    MAX7219  ch452等都可以很方便的驱动多个8段led灯

LCD   1602,12864

点阵   单色的，RGB色的是现在最常用的，目前很多厂家都提供整套的产品（软件硬件）

触摸屏 现在很多厂家提供的触摸屏都内置了图像处理功能我们只需要通过接口与之通信即可

第六部分：IO口扩展

输入扩展：可以采用并转串IC，cd4014,74ls165或者使用多路开关扩展输入口的数量  或使用74273和7402配合扩展输出

输出扩展：74LS164,74HC595，或者采用74244三态门输入

第七部分：智能卡扩展：

SIM 卡，RFID卡，ID卡，接触ic卡，UHF卡等读写

第八部分：AD  DA 比较器  放大器

8位AD 0809并口，很少使用    8位 DA   0832

12位AD TLC2543 串口常用     10位 DA   TLC5615

16位AD ads1100  IIC接口       

常用运放有LM358双运放     LM324四运放

第九部分：实时时钟

常见的有DS12C887，PCF8563，DS1302或者使用更方便的内置电池的时钟芯片

第十部分：数字罗盘，gps，gprs和语音

HMR3000是目前比较常见的数字罗盘芯片

GPS一般采用现成的模块如GARM2N25LP

第十一部分：微型打印机，伺服马达，超声波测距

常用微型打印机有GP16，EPSONM-192等

电机控制一般除了H桥就是采用专用的马达驱动器比如STK672-040

第十二部分：通信

有线：RS232,485，IIC,SPI,CAN,TCPIP，电力线传输

无线：ZIGBEE,433mhz,蓝牙，红外，wifi，gprs，GSM

第十三：各种传感器使用

温度，湿度，风力，磁场，气体，大气压等

第十四：电平转换

TTL与COMS

http://wenku.baidu.com/view/bb8a18c9da38376baf1faef5.html

http://wenku.baidu.com/view/37bab13143323968011c9249.html

http://wenku.baidu.com/view/7778cbfc700abb68a982fb7e.html

5v与3.3v电平转换

http://wenku.baidu.com/view/c9b5821910a6f524ccbf8564.html

第十五：信号调理以及其他：

运放应用大全http://wenku.baidu.com/view/0c82cf80e53a580216fcfea4.html

运放经典电路

http://wenku.baidu.com/view/2f9c190416fc700abb68fca8.html

运放基本电路大全

http://wenku.baidu.com/view/5c1deef8941ea76e58fa04e1.html

更多可以参考一下两本很好的书：

《51单片机应用开发范例大全》

《51单片机典型模块开发查询手册》