控制工程师论坛
嵌入式系统
嵌入式学习的基础知识!
junhong07
2009-10-31
数字电路基本知识:首先需要知道的就是数字“
0
”和“
1
”所表示的电平及其实现电路。各种逻辑符号和运算,常用的有“逻辑与”、“逻辑或”、“逻辑异或”、“逻辑非(取反)”等;
数字电平的种类:何为
TTL
电平?何为
CMOS
电平?对于大多数
MCU
而言,主要有
TTL
电平和
CMOS
电平两种。目前,大部分的
MCU
都采用
CMOS
电平;
施密特触发器:什么是施密特触发器?其有何特点?一般来讲施密特触发器主要是用在防抖动和抗干扰输入。
数字
IO
口的类型:一般数字
IO
口包括:
TTL
输入输出、
CMOS
输入输出,高阻输入,三态口,漏极开路输出(
Open Drain
)等。不同的输入输出口,其应用和驱动能力均不同;
上拉(
Pull-Up
)和下拉(
Pull-Down
):在
MCU
的开发中,
Pull-Down/Pull-Up
是使用频度最高的一个词,也是非常重要的一种应用;对于输入口(特别是高阻输入)来讲,在设计中必须保证其有稳定的输入状态或电平(“
0
”或“
1
”),尤其是没有被使用的过剩的输入口;对于一些
MCU
,其内部本身可能设计有上拉或下拉电阻,但有些
MCU
则必须外部增加上拉或下拉电阻以防止不必要的干扰进入
MCU
内部;特别是对于对功耗敏感的设计,浮空的输入口将导致系统不稳定和
MCU
的整体功耗急剧上升。在实际的使用中,上拉电阻可以在
100K
~
1M
之间,具体可根据抗干扰、功耗等要求来决定;
开关电路:数字开关电路在
MCU
系统中应用非常的普遍。从某种意义上来说,所有的数字信号均是通过开关电路来实现的。最简单的形式就是一个
NPN
型的三极管所构成的一个反相开关,在实际中此类应用也最为普遍;一般而言,开关电路主要用于各种触发信号的输入、控制信号的转换输出、使能输出和单个
LED
驱动等等;
PWM
信号:
PWM
(
Pulse Width Modulation
),即脉宽调制,在马达控制和电平调节中使用非常广泛。
PWM
主要有两个参数,一个是信号的周期(
T
),另一个则是占空比(
Duty Cycle
);对于某一种特定的应用而言,周期一般是固定的,需要调整的是
Duty Cycle
;当然,有些使用则可能需要对两个参数进行调节;
信号接口:对于同等电位的信号,没有特别的要求,直接连接即可;但对于电平等级不同的信号(如
+3V
和
+5V
),必须采用电平转换来完成(有些
CMOS
输入口,+
3V
的输出可以直接连接到
+5V
输入端,但反过来则不能,否则会产生电压倒灌的情况而烧毁
IC
)。对于单个的信号,则可以采用
NPN
三极管或
PNP
三极管来实现;对于成组的信号,则可以通过一些集成的
Buffer
来完成,如
HC244
、
HC245
等。对于一些标准的电平接口,则一般均有专门的
IC
,如
RS-232
,
RS-485
等;
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