图3-11 STC12C5A60S2引脚连接
其主要特性如下:
●增强型8051 CPU,1T,单时钟/机器周期,指令代码完全兼容传统8051 ●工作电压: 5.5V- 3.3V
●工作频率范围:0 - 35MHz,相当于普通8051的 0~420MHz ●用户应用程序空间60K 字节 ●片上集成1280字节RAM
●通用I/O口(36/40/44个),复位后为:准双向口/弱上拉(普通8051传统I/O口),可设置成四种模式:准双向口/弱上拉,推挽/强上拉,仅为输入/高阻,开漏,每个I/O口驱动能力均可达到20mA,但整个芯片最大不要超过55mA
● ISP(在系统可编程)/IAP(在应用可编程),无需专用编程器,无需专用仿真器,可通过串口(P3.0/P3.1)直接下载用户程序,数秒即可完成一片
●有EEPROM功能(STC12C5A62S2/AD/PWM无内部EEPROM) ● 看门狗
●内部集成MAX810专用复位电路(外部晶体12M以下时,复位脚可直接1K电阻到地)
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●外部掉电检测电路:在P4.6口有一个低压门槛比较器,5V单片机为1.32V,误差为+/-5%,3.3V单片机为1.30V,误差为+/-3%
●时钟源:外部高精度晶体/时钟,内部R/C振荡器(温漂为+/-5%到+/-10%以内) 用户在下载用户程序时,可选择是使用内部R/C振荡器还是外部晶体/时钟,常温下内部R/C振荡器频率为:11MHz~15.5MHz。精度要求不高时,可选择使用内部时钟,但因为有制造误差和温漂,以实际测试为准
●共4个16位定时器:两个与传统8051兼容的定时器/计数器,16位定时器T0和T1,没有定时器2,但有独立波特率发生器,做串行通讯的波特率发生器,加上2路PCA模块可再实现2个16位定时器
●2个时钟输出口,可由T0的溢出在P3.4/T0输出时钟,可由T1的溢出在P3.5/T1输出时钟
●外部中断I/O口7路,传统的下降沿中断或低电平触发中断,并新增支持上升沿中断的PCA模块,Power Down模式可由外部中断唤,INT0/P3.2, INT1/P3.3, T0/P3.4, T1/P3.5, RxD/P3.0,CCP0/P1.3(也可通过寄存器设置到P4.2 ), CCP1/P1.4 (也可通过寄存器设置到P4.3)
●PWM(2路)/PCA(可编程计数器阵列,2路),也可用来当2路D/A使用,也可用来再实现2个定时器,也可用来再实现2个外部中断(上升沿中断/下降沿中断均可分别或同时支持)
●A/D转换, 10位精度ADC,共8路,转换速度可达250K/S(每秒钟25万次) ●通用全双工异步串行口(UART),由于STC12系列是高速的8051,可再用定时器或PCA软件实现多串口
●STC12C5A60S2系列有双串口,后缀有S2标志的才有双串口,RxD2/P1.2(可通过寄存器设置到P4.2),TxD2/P1.3(可通过寄存器设置到P4.3)
●工作温度范围:-40 - +85℃(工业级) / 0 - 75℃(商业级)21.封装:PDIP-40,LQFP-44,LQFP-48 I/O口不够时,可用2到3根普通I/O口线外接 74HC164/165/595(均可级联)来扩展I/O口, 还可用A/D做按键扫描来节省I/O口,或用双CPU,三线通信,还多了串口。
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3.3 电路原理图的绘制和电路的焊接
在硬件的设计前期,根据框图对电路中可能出现的电路,进行了模拟实验,并根据实验结果对后期的硬件设计进行了合理化的修改完善。在前面已分析了系统并绘制了框图,并根据框图分别设计了各部分电路。由于温度传感器与时钟芯片集成度较高,所以在硬件电路设计时不需要太多其他元件即可实现预期功能。因此在PROTEL上对原理图进行了绘制,从而得出了最终的完整电路原理图[附录1]。
3.3.1 原理图绘制软件 PROTEL
PROTEL是PORTEL公司在80年代末推出的EDA软件,在电子行业的CAD
软件中,它当之无愧地排在众多EDA软件的前面,是电子设计者的首选软件,它包含了电原理图绘制、模拟电路与数字电路混合信号仿真、多层印制电路板设计(包含印制电路板自动布线)、可编程逻辑器件设计、图表生成、电子表格生成、支持宏操作等功能,并具有Client/Server (客户/服务器)体系结构,同时还兼容一些其它设计软件的文件格式,如ORCAD,PSPICE,EXCEL等,其多层印制线路板的自动布线可实现高密度PCB的100%布通率。Protel 99SE采用数据库的管理方式。该软件沿袭了Protel以前版本方便易学的特点,内部界面与Protel 99大体相同,新增加了一些功能模块,功能更加强大。新增的层堆栈管理功能,可以设计32个信号层,16个地电层,16个机械层。新增的3D功能在加工印制版之前可以看到板的三维效果。其具有的打印功能,可以轻松修改打印设置控制打印结果。Protel 99SE容易使用的特性还体现在其帮助功能,按下右上角的小问号,然后输入你所要的信息,可以很快地看到特性的功能,然后用到设计中,按下状态栏末端的按钮,使用帮助顾问。
3.3.2 PCB制作
当通过
PROTEL绘制出完整的电路原理图后,就可以按照绘制好的原理图制作
PCB了,具体步骤如下:
(1)打印电路板。将绘制好的电路板用转印纸打印出来,注意滑的一面面向自己,一般打印两张电路板,即一张纸上打印两张电路板。在其中选择打印效果最好的制作线路板。
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(2)裁剪覆铜板,也就是表面面都覆有铜膜的线路板,将覆铜板裁成电路板的大小,不要过大,以节约材料。
(3)预处理覆铜板。用细砂纸把覆铜板表面的氧化层打磨掉,以保证在转印电路板时,热转印纸上的碳粉能牢固的印在覆铜板上,打磨好的标准是板面光亮,没有明显污渍。
(4)转印电路板。将打印好的电路板裁剪成合适大小,把印有电路板的一面贴在覆铜板上,对齐好后把覆铜板放入热转印机,放入时一定要保证转印纸没有错位。一般来说经过2-3次转印,电路板就能很牢固的转印在覆铜板上。热转印机事先就已经预热,温度设定在90-1400摄氏度,由于温度很高,操作时注意安全。
(5)腐蚀线路板,回流焊机。先检查一下电路板是否转印完整,若有少数没有转印好的地方可以用黑色油性笔修补。然后就可以腐蚀了,等线路板上暴露的铜膜完全被腐蚀掉时,将线路板从腐蚀液中取出清洗干净,这样一块线路板就腐蚀好了。腐蚀液的成分为浓盐酸、浓双氧水、水,比例为1:2:3,在配制腐蚀液时,先放水,再加浓盐酸、浓双氧水,若操作时浓盐酸、浓双氧水或腐蚀液不小心溅到皮肤或衣物上要及时用清水清洗,由于要使用强腐蚀性溶液,操作时一定注意安全。
(6)线路板钻孔。线路板上是要插入电子元件的,所以就要对线路板钻孔了。依据电子元件管脚的粗细选择不同的钻针,在使用钻机钻孔时,线路板一定要按稳,钻机速度不能开的过慢。
(7)线路板预处理。钻孔完后,用细砂纸把覆在线路板上的墨粉打磨掉,用清水把线路板清洗干净。水干后,用松香水涂在有线路的一面,为加快松香凝固,我们用热风机加热线路板,只需2-3分钟松香就能凝固。
按照上面的流程,我们就做出来一块PCB电路板了。
3.3.3 元器件的焊接
元器件装焊顺序依据的原则是:先低后高,先小后大。一般情况下,应按电阻、
电容、二极管、三极管、集成电路、大功率管顺序焊接。 (1)对元器件焊接的要求
1电阻的焊接:按图将电阻准确装入规定位置,型号标记要易见且方向也尽量一○
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致。要求焊接一种规格后再焊接另一种规格。
2电容的焊接:按图将电容准确装入规定位置,并注意有极性电容的极性方向不○
能错。电容上的型号标记要易见见且方向也尽量一致。电解电容要紧靠PCB板,不可悬浮。
○3二极管的焊接:正确辨认正负极性后按要求装入规定位置,型号标记要易见,焊接时间尽量可能短。
○4三极管的焊接:正确辨认各引脚后按要求装入规定位置,型号标记要易见,焊接时间尽可能短。
○5 场效应管的焊接:正确辨认各引脚后按要求装入规定位置,焊接时间尽可能短。需要加散热片的,将接触面打磨光滑并加硅脂后再紧固。 ○6集成电路(芯片)的焊接:
集成电路(芯片)焊接时,要注意按图纸要求检查型号、焊接位置是否符合要求,焊接时先焊芯片边沿的两只引脚,以便使其定位,然后再从左到右或从上到下进行逐点焊接。焊接时间尽可能短,禁止拉焊。 (2) 焊接质量检查
○1元器件不得有错装、漏装、错联和歪斜松动等。
○2焊点应吃锡饱满,无毛刺、无针孔、无气泡、裂纹、挂锡、拉点、漏焊、碰焊、虚焊等缺陷。
3焊接后电路板上的金属件表面应无锈蚀和其它杂质。 ○
4焊接完成的电路板不得有斑点、裂纹、气泡、发白等现象,铜箔及敷形涂覆层○
不得脱落、不起翘、不分层。
5元器件的引脚或引线表面应渗锡均匀。 ○
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