嵌入式編程之單片機的外圍功能電路

　　在《嵌入式編程之單片機的基本構(gòu)成、工作原理》中，我們講解了單片機的基礎知識。本文讓我們來學習單片機必須具有的硬件電路（外圍功能電路）。這樣，下一次就可以將挑戰(zhàn)一個實際單片機的運行了！

　　“動力”―電源電路

　　上期我們學習了單片機的基本構(gòu)成和工作原理。想必大家對單片機的工作原理已經(jīng)有了大致的了解。這次我們將舉例說明單片機工作所必須的硬件電路（外圍功能電路）。

　　我們將以瑞薩電子的新一代產(chǎn)品，通用型單片機“RL78族（RL78/G14）”為例進行說明。

　　與迄今為止所學的各種電路相同，單片機的工作也需要電源。因此，單片機的外部都連接有象電池等電源部分。

　　請看圖1，是“RL78族（RL78/G14）”的引腳配置，該產(chǎn)品有64個引腳。電源有2個引腳是13/14號 （VSS/EVSS0）和15/16號 （VDD/EVDD0），

　　13號引腳（VSS）和14號引腳 （EVSS0）連接GND

　　15號引腳VDD和16號引腳 （EVDD0）連接電源正極

　　參閱“RL78族（RL78/G14）”數(shù)據(jù)手冊（或硬件手冊），您會發(fā)現(xiàn)“電源電圧VDD = 1.6～5.5 V”。這是指當電源電壓處于1.6V到5.5V之間時，可以保證單片機的正常工作。這個電壓范圍稱為工作電源電壓。在有些單片機數(shù)據(jù)手冊上把這個范圍稱為推薦工作電壓范圍。

　　圖1：“RL78族（RL78/G14）”（64引腳）的引腳連接圖

　　圖2是 “RL78族（RL78/G14）”的電源引腳連接的一個例子。

　　與15號引腳連接的C1稱為旁路電容?？梢苑乐挂蛩查g大電流引起的電源電壓下降，而導致的單片機的誤動作。通常選擇0.01μF～0.1μF的陶瓷電容作為旁路電容。

　　“RL78/G14”的內(nèi)部電路工作電圧是通過內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)電源電壓得到的，內(nèi)部電路的工作電壓是1.8或2.1V。為了保證內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器的穩(wěn)定性，在12號引腳上也連接了電容C2。

　　圖2：“RL78族（RL78/G14）”（64引腳）的電源電路連接實例

　　“總指揮”―振蕩電路

　　正如數(shù)字電路入門③中所講的那樣，時序電路是按時鐘信號（CK）的上升沿（信號從L→H的變化）或下降沿（信號從H→L的變化）同步工作的。單片機是由時序電路構(gòu)成的，所以，要在外部連接一個振蕩電路提供時鐘信號。象這樣從單片機的外部輸入的時鐘信號稱為“外部時鐘信號”。

　　圖3是單片機（RL78/G14）接連一個振蕩電路的例子。晶體振蕩器被連接在X1和X2之間。

　　從圖上可以看出一個外部時鐘信號可以驅(qū)動單片機內(nèi)部中的2個時鐘振蕩器。

　　主時鐘振蕩器主要用作CPU的工作時鐘

　　子時鐘振蕩器主要用作外圍電路和實時時鐘的工作時鐘

　　圖3：振蕩電路的作用

　　在內(nèi)部外圍功能十分強大的“RL78族（RL78/G14）”上內(nèi)部有頻率偏差僅為1％的高精度振蕩電路。因此，無需從外部提供時鐘信號。這種單片機上內(nèi)部的時鐘產(chǎn)生電路稱為“內(nèi)部振蕩器”。因為不需要外部振蕩電路，減少了設計工序，降低了成本。

　　類似這樣只要備有“內(nèi)部振蕩器”，大家可能認為就可以“無需從外部提供時鐘信號”。但實際上在電子手表中，通常使用頻率幾乎不隨溫度而變化的、更加精確的晶體振蕩器。