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使用便宜的单片机代替固定功能IC

更新时间: 2020-08-20
阅读量:2636

多年来,工程师们普遍使用单片机开发新电子产品。现在,传统的TTL和CMOS功能逻辑IC在多年前就被单片机所取代。然而,某些功能仍然可以使用固定功能的IC来实现,因为在某些情况下,单片机看起来过于昂贵。不过,现在不行了。使用便宜的单片机可能更便捷,当单片机的价格降到几毛钱时,是该重新考虑使用固定功能电路了。

比如,使用便宜的单片机可以替代一些离散逻辑和混合信号芯片。举个简单的例子:一个8位单片机,它可以代替仍然流行的555定时器IC。但这还不是全部,使用便宜的单片机可以在四个基本领域代替固定功能的设备:通信、系统内部处理、脉宽调制(PWM)和定时。下面的示例说明了如何完成此操作。

一、通讯方面

在通信方面,一个示例涉及需要两个设备相互通信的需求。一种设备使用UART进行外部串行通信,另一种设备使用串行外围设备接口(SPI)。所需要的是充当两个设备的转换器的桥(图1)。单片机代码将一种串行方法的协议转换为另一种串行方法,并提供数据缓冲和半双工数据传输。对设备进行编程的能力使你可以更改设计,以针对你的应用进行优化。

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另一个通信应用示例涉及使用单个双向线路在单片机和主设备之间传输数据。通常被称为1线或SDQ单线串行接口,该通信外围设备减少了所需的物理硬件连接数,同时遵守了可以通过简单的单片机轻松实现的协议。这个简单的接口可与外部EEPROM,SHA-1认证器,温度传感器,数字开关和电池系统监控器一起使用。

二、脉冲宽度调制

大多数便宜的单片机都具有PWM功能。PWM产生可变的脉冲持续时间和占空比。使用外部低通RC滤波器可以轻松地将这些输出脉冲平均为成比例的DC。PWM功能还可以用作简单的数模转换器(DAC)。在众多应用中,包括LED调光或变色,伺服或步进电机控制,从查找表生成信号或其他与模拟相关的功能。图2显示了大多数用途所需的外部RC滤波器。

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三、系统和内部处理

系统和内部处理功能存在许多可能性。这里只是几个例子:

1.使用单片机的非易失性存储器进行EEPROM仿真;
2.低功耗十六进制键盘;
3.多功能复位控制器;
4.单斜率模数转换;
5.ADC阈值唤醒和发送;
6.磁滞比较器;
7.可编程锁频环;
8.可编程时钟源。

图3显示了廉价单片机中的非易失性铁电RAM如何代替某些应用中通常需要的EEPROM。EEPROM用于存储启动信息、识别码、备份数据、校准数据以及其他在断电时必须保留的数据。便宜的单片机,其FRAM通过SPI接口与传统控制信号相连。

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四、定时功能

定时功能提供了许多其他可能性。例如简单的厨房计时器,秒表,看门狗计时器或实时时钟。内部32 kHz参考振荡器(如果有)可以提供定时器的精度,而外部晶体时钟可以用于高精度要求。内部定时器计数器累加时钟脉冲。

图4显示了一个秒表示例。停止启动和重置按钮提供了外部控制。7段LED显示屏显示输出。单片机上的通用数字I/O引脚接受输入并生成输出。需要外部晶体管来控制多路LED显示。

以上就是英锐恩单片机开发工程师分享的使用便宜的单片机如何解决某些接口问题的实例。英锐恩专注单片机应用方案设计与开发,提供8位单片机、16位单片机、32位单片机、运放芯片和模拟开关。