【捷配学堂】学好单片机的8个关键电路设计要点

一、单片机上拉电阻选择

复位电路中，电阻R1的值对单片机的启动至关重要。例如，当R1=10kΩ时，RST引脚呈现高电平，导致单片机持续复位而无法正常工作。这是因为RST引脚内部的三极管即使在截止状态下也会有微小的截止电流。当电阻值过大时，这微小的电流就足以产生高电平。因此，选择适当的电阻值是确保单片机正常启动的关键。

二、LED串联电阻计算

红色贴片LED的工作电压范围是1.6V至2.4V，推荐的工作电流为2-20mA。在2-5mA的电流下，LED的亮度会有所变化，而超过5mA后，亮度变化不大。为了确保LED在合适的亮度下工作，需要计算并选择合适的串联电阻。

三、单片机端口不够用

当单片机的I/O端口不足以满足设计需求时，可以通过扩展芯片如74HC138三八译码器来增加端口数量。

四、滤波电容的应用

滤波电容分为高频和低频两种类型：

1. 高频滤波电容通常使用0.1μF的电容，其作用是短路高频噪声，保护电路免受干扰。
2. 低频滤波电容通常使用100μF的电解电容，目的是滤除低频纹波，稳定电源。这些电容通常安装在电源接口或大功率元件旁边，如USB接口或步进电机。

五、三极管的多功能性

三极管在电路中有多种用途：

1. 开关功能：通过控制基极电流，可以使三极管在导通和截止之间切换。
2. 放大功能：三极管可以将基极电流放大100倍，从而驱动更大的负载。
3. 电平转换：三极管可以用来转换电平，实现不同电平之间的通信。

六、数码管相关

数码管显示数字是通过控制a-g七个段以及小数点dp来实现的。每个段的亮灭状态对应于特定的数字，这需要通过字模和真值表来控制。

七、上拉电阻的选取

上拉电阻的选择需要平衡功耗、驱动能力和电路速度：

1. 为了减少功耗和芯片的灌电流，电阻值应尽可能大。
2. 为了确保足够的驱动电流，电阻值应尽可能小。
3. 在高速电路中，过大的上拉电阻可能导致信号边沿变得平缓。

通常，上拉电阻的值在1kΩ到10kΩ之间选取。

八、按键抖动的处理

按键在操作时会产生抖动，这可以通过软件或硬件方法来消除：

1. 软件除抖：在检测到按键闭合后，执行一个短暂的延时（5ms至10ms），等待抖动消失后再确认按键状态。
2. 硬件除抖：利用电容对高频信号的短路作用来消除抖动。

通过这些优化，可以提高单片机电路的稳定性和可靠性。