单片机系统设计电源电路设计
前几天讲解了单片机系统正常工作所需要的基本配置,也就是最小系统。单片机的最小系统包括:复位电路、晶振电路、电源电路、下载电路。讲解每个电路,并结合实际设计,展示实际电路。今天讲解电源电路。
单片机的供电范围各不相同。STC89C51单片机的工作电压为3.8-5.5V;LPC11C14的供电电压为1.8-3.6V;STM32单片机的供电范围为2.0-3.6V。最常用的两个等级5V供电和3.3V供电。
2. 电源芯片选型
常用的电源芯片有如下这么几类:LDO、DC/DC模块、开关电源。
LDO: 低压差线性稳压器,为线性的稳压器,仅能使用在降压应用中,也就是输出电压必需小于输入电压。
优点:稳定性好,负载响应快,输出纹波小;
缺点:效率低,输入输出的电压差不能太大;
举例:7805,输入输出压差2V;
DC/DC模块: 即直流转直流,这里不是指直流转直流的开关电源,目前做DC/DC模块的电源厂家很多,但是价格普遍偏高,又可以分为升压型DC/DC 、降压型DC/DC 和升降压型DC/DC ;
开关电源: 这个东西相信大家都见过,交流转直流输出。
3. 常用电路
建议大家在设计电源电路时要参照电源芯片的数据手册,如下:
↑ 7805参考图
↑ AMS1117-ADJ参考图
4. 单片机电源
以STM32F103C8T6为例,先看电源部分引脚:
该单片机共有四组电源引脚,其中三组数字电源,一组模拟电源。模拟电源用于AD采样,VDDA与VDD的电源不能相差超过0.3V。对于100脚以上的STM32还有一个Vref电源,这个电源是AD采样的参考基准电源,如果对采样精度要求不是很高可以直接跟VDD连在一起,如果采样精度要求很高,则需要专用的稳压芯片连接在Vref的引脚,如LM4040-3.3V。
这一节的电源电路有没有讲清楚,欢迎加公众号:micropoint8 明天介绍下载电路。
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单片机基础入门:单片机电源电路设计,搞定电源不求人
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前边的文章《单片机技巧:快速入门有诀窍,先从最小系统开始入手,事半功倍》里讲解了单片机最小系统的组成,其最小系统包括,电源电路、晶振电路、下载电路、复位电路等,其中文章《单片机基础入门:什么是上电复位,复位电路怎么设计》已经讲解了复位电路的工作原理,今天来详细讲解一下电源电路。
电子产品要想工作都离不开电源,电源是必须的电路。现在的单片机工作电压一般为DC5V或者DC3.3V,对于压差不太大的情况,一般使用降压芯片来实现电压的转化。下面介绍3.3V和5V常用的转换芯片。
3.3V电源系统
对于3.3V的单片机而言,需要一颗转3.3V的电源芯片。比较常用的是LM1117芯片。该芯片有多种固定输出的规格和可调输出,以固定3.3V输出为例,其电压输入范围为(2.6-15)V,最大输出电流800mA,常用的封装形式有:SOT-223,TO-220,TO-252,TO-263等。外围电路简单,如下图所示。
3.3V电源电路图
从上图可以看出只需要几个电容滤波即可,无需其他器件,方便实用。
5V电源系统
5V也是单片机常用的供电电源,尤其以51单片机居多。对于5V电源而言,大家比较熟悉的芯片是7805,但是7805转换效率比较低,对于电压差比较大的情况需要加装散热片,增大了板子的体积,所以这里不推荐7805,推荐LM2596。
LM2596是一款DC/DC芯片,输入电压最大可达45V,输出电流最大3A,LM2596的电路图如下所示。
5V电源电路图
从图上可以看出需要一颗功率电感和一个肖特基二极管。LM2596具有使能端,第5引脚接低电平芯片工作,接高电平芯片停止工作。LM2596的输出计算公式为:
Vout = 1.23×(1+R65/R64),所以通过调节R65/R64的比例即可实现调节电压输出的目的,假设R65=3K,R64=1K,则输出Vout=4.92V。
AD采样参考电源
单片机除了要供电外,可能还需要一个参考电源,用作AD采样的基准电压。引脚较少的单片机没有单独的AD电压基准引脚,但是引脚较多的单片机基本都有。单片机基准电压不需要消耗较多的电流,所以对芯片的带载能力要求较低。
这种基准芯片有很多,从成本及体积考虑,本文推荐TL431。TL431的典型电路如下图所示。
参考电源电路图
只需要几个电阻即可实现功能,输出电压Vout=1.25×(1+R67/R66),通过调节R67和R66的比值即可实现输出电压的调节。值得注意的是电阻R68,该电阻有要求,TL431要想正常工作需要的阴极电流要大于1mA。
假设给阴极提供2mA的电流,输入为5V,输出为3.3V,则R68=(5-3.3)V/2mA=850欧姆。
以上就是对单片机电源的简单方案介绍,如果觉得本文对你有所帮助,请点赞,并关注本头条号。感谢支持。
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