圖文分享單片機外圍電路設計基礎、經驗-KIA MOS管

單片機外圍電路設計

一、按鍵電路

R1上拉電阻：將不確定的信號通過一個電阻鉗位在高電平，維持在不被觸發的狀態或是觸發后回到原狀態。(個人建議加上)

C1電容：減小按鍵抖動及高頻信號干擾。(個人建議加上)

R2限流電阻：保護IO口，防止過流過高電壓燒壞IO口，對靜電或者一些高壓脈沖有吸收作用。(個人建議加上)R2的取值100歐~10k不等，如果有設置內部上拉，該值不能太大，否則電流不足以拉低IO口。

D1 ESD二極管：靜電保護二極管，防止靜電干擾或者損壞IO口。(這個根據PCB的成本及防護級別要求來決定添加與否)

二、外接信號輸入

R3上拉電阻：將不確定的信號通過一個電阻鉗位在高電平，維持在不被觸發的狀態或是觸發后回到原狀態。(如果外接的連接線比較長，芯片內部上拉能力比較弱，則建議加上。平時通信距離不長，有內部上拉則可以省略)

C2電容：防止高頻信號干擾。(注意，如果輸入頻率信號比較大,C2容值要對應減少，或者直接省略C2)

R4限流電阻：保護IO口，防止過流過高電壓燒壞IO口，對靜電或者一些高壓脈沖有吸收作用。(個人建議加上)

D2 ESD二極管：靜電保護二極管，防止靜電干擾或者損壞IO口。(這個根據PCB的成本及防護級別要求來決定添加與否)

三、輸出電路繼電器

U1光耦：分離高低壓，防止高壓干擾，實現電氣隔離。

D5 1N4148：續流二極管，保護元件不被感應電壓擊du穿或燒壞，以并聯的方式接到產生感應電動勢的元件兩端，并與其形成回路，使其產生的高電動勢在回路以續電流方式消耗，從而起到保護電路中的元件不被損壞的作用。

四、達林頓晶體管

達林頓晶體管，小伙伴們一般常用于步進電機驅動，其實可以用于電機調速，大功率開關電路，驅動繼電器，驅動功率比較大的LED光源，利用PWM來調節亮度哦。

R6、R7、R8電阻：用于限流，防止ULN2001損壞，導致高壓直接輸入到MCU的IO。（由于ULN2001D本身自帶2.7K電阻，這里的R6、R7、R8可以省略；如果某些驅動芯片沒帶電阻最好自己加上，具體情況可以查看選用芯片的數據手冊作決定）

COM端接電源：當輸出端接感性負載的時候，負載不需要加續流二極管，芯片內部設計有二極管，只需 COM口接負載電源即可，當接其他負載時，COM口可以不接。

在使用阻容降壓電路為 ULN2001D 供電時，由于阻容降壓電壓無法阻止電網上的瞬態高 壓波動，必須在 ULN2001D 的 COM 端與地端就近接一個 104 電容，其余應用場合下， 該電容可以不添加。

五、運算放大器

利用運放巧妙采集負載的當前電流，可以準確知道當前負載運行情況，有沒有正常工作，非常好用。

GND2是負載的地端，通過R16電阻(根據負載電流的大小R16要選功率大一點的)接公共地，會有微小的電壓差。

該電路是同相比例運算電路，所以采樣端的電壓=輸入端電壓*(1+R9/R11)=69倍的輸入電壓。大家可以根據測量范圍修改R9調節放大倍數。

六、MOS管控制電源輸出通斷

七、輸入電源

如果電路成本比較緊張，可根據需要適當刪減元件。

F1自恢復保險絲：過流保護，可根據實際負載電流調整閥值大小。

D10 肖基特二極管：減少后級電源對前級的影響，防止電源正負接反燒壞后級電路，防止電源關電時電流倒灌，但經過二極管有0.4V左右壓降，需要考慮經過0.4V降壓后會不會低于后級電路的正常工作電壓。

TVS管：輸入電壓過高保護，一般取正常輸入電壓的1.4倍。

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