单片机最小工控系统的设计与开发+电路图+流程图(5)
2.3.1 复位电路注意事项
在实际应用系统中，由于电源的稳定时间，参数漂移，晶振稳定时间以及复位的可靠性等因素的影响，复位电路必须有充足的余量。单片机上电瞬间RC电路充电，RESET引脚便会出现正脉冲。只要RESET端保持10ms以上的高电平，就能使单片机的复位有效。工程实践表明，当单片机复位结束立即对这些I/O芯片进行初始化操作时，往往导致失败。因此，当单片机进入0000H地址后，首先执行1-10ms的软件延时，然后再对这些I/O芯片进行初始化。
2.3.2 复位电路的可靠性与抗干扰性分析
单片机复位电路端口的干扰主要来自于电源和按钮传输线串入的噪声。这些噪声虽然不会完全导致系统复位，但有时会破坏CPU内的程序状态字的某些位的状态，对控制产生不良影响。其中主要影响有（1）电路的结构形式。（2）复位按钮传输线的影响。（3）供电电源稳定过程对复位的影响。
2.4 晶振电路的设计
晶体振荡器是单片机的心脏，是单片机最小系统设计的重要环节之一，直接影响单片机处理事件的快慢，因此，对其特性、组成及选用必须了解透彻。
图6 晶振等效电路图
2.4.1 晶振的选择
对于一个高可靠性的系统设计，晶振的选择非常重要，尤其设计带有睡眠唤醒(往往用低电压以求低功耗)的系统。这是因为低供电电压使提供给晶体的激励功率减少，造成晶体起振很慢或根本就不能起振。晶振的选择至少必须考虑：谐振频点、负载电容、激励功率、温度特性、长期稳定性等因素。
2.4.2 电容的选择
（1）因为每一种电容都有各自的特性，所以最好按制造厂商所提供的数据进行外部元器件的选择。（2）在许可范围内，C1、C2值越低越好。C值偏大虽有利于振荡器的稳定，但将会增加起振时间。（3）应使C2值大于C1值，这样可使上电时，加快晶振起振。综上所诉选用接上30pF的电容。
3. 工控扩展模块设计
主要是围绕工业上一些常用的功能进行模块化设计，把一些必要的模块焊接在板子上，而其他的一些常用模块比如说：红外感应模块、温湿度传感模块、液晶显示模块、步进电机模块等不用一一焊接在板子上，而是在板子上预留有对应的插口，当需要用到某个模块时，只要把该模块连接到相对应的接口上即可[7,8]。这样使得板子看起来比较简洁，而且便于安装与调试，同时也可以大大降低成本。
3.1 显示接口电路的设计
LED数码管是由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件，引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电极。LED数码管根据LED的接法不同分为共阴和共阳两类，因为不同类型的数码管，除了它们的硬件电路有差异外，编程方法也是不同的。共阴和共阳极数码管的发光原理是一样的，只是它们的电源极性不同而已。颜色有红、绿、蓝、黄等几种。
图7 LED数码管引脚定义图
驱动电路对数码管的各个段码的驱动，保证了数码管的正常显示，进而能显示出我们想要的数据，根据驱动电路方式的不同，可以分为静态驱动与动态驱动两类[9]。
静态显示驱动：静态驱动也称直流驱动。静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由单片机的I/O端口进行驱动。静态驱动具有显示亮度高，编程简单等优点，但是占用I/O端口多，应用时还要使用译码驱动器对I/O口进行驱动，使得硬件电路更加复杂。
动态显示驱动：动态驱动就是把数码管的8个显示笔划"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端连结在一起，还要为每个数码管的公共极COM配备位选通控制电路，位选通端由各自独立的I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都会接收到相同的字形码，但是哪个数码管会显示出字形，还要取决于单片机对位选通COM端电路的控制，因此我们只需将想要显示的那个数码管的选通控制端打开就行。通过分时轮流控制各个数码管的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。动态显示效果和静态显示是一样的，但是比静态显示功耗更低。
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