外观
二、电路原理
基于STC89C52RC单片机进行设计,电源输入采用沉板式Micro-B的USB连接器接口,板载CH340C,通过Micro-B接口下载程序,使用DS1302时钟芯片,纽扣电池用于掉电保存走时数据,板载系统复位按键和设置/加/减功能按键,预留有源蜂鸣器,采用四位共阴数码管显示时间。
1 电源电路
电源选用沉板式贴片封装Micro-USB,供电DC-5V输入,SW1是拨动开关,通过拨动开关的断开与闭合来控制整个板子的供电,R1作为电源指示灯的限流电阻,LED1作为电源指示灯。接通USB,拨动SW1开关,给整个板子供电,LED1会发光亮起,表示外部输入电源工作正常。
2 主控电路
主控单片机使用的是STC89C52RC(DIP-40封装),,价格便宜,高速可靠,低功耗,强抗干扰。指令代码完全兼容传统的8051单片机,工作电压3.3~5.5V,工作频率范围在0~40MHz,相当于普通8051的0~80MHz,实际工作频率可达48MHz,Flash程序存储器空间大小为8K字节,片上集成512字节RAM数据存储器,工作温度范围在-40~85℃。
STC89C52的P0口(30至37引脚)比较特殊,当P0口作为输入/输出口时,P0是一个8位准双向口,上电复位后处于开漏模式。P0口内部无上拉电阻,所以作为I/O口使用时必须外接4.7K~10K的上拉电阻。当P0口作为地址/数据复用总线使用时,时低8位地址线[A0~A7],数据线的[D0~D7],此时无需外接上拉电阻。
3 晶振电路
晶振的作用是给最小系统提供的时钟信号,晶振旁的电容作用是保证输出的震荡频率更加稳定。
4 复位电路
复位也叫重启,按下SW1按键,主控RST引脚被拉高;松开SW1按键,RST引脚被拉低,产生外部复位脉冲使系统复位。
5 独立按键
按键用来实现时间校准功能,通过程序的编写,实现时设置/加/减的效果,可自行编写实现其他控制功能效果,使用3个贴片666mm的轻触开关按键。
6 数码管电路
采用0.56寸四位一体共阴极数码管用于时间信息。在数码管的段选引脚上加上个三极管驱动电路增强单片机IO输出的驱动能力,电阻为限流作用。
7 USB转TTL电路
程序下载采用Micro USB数据线进行,USB转串口芯片使用CH340C(SOP-16封装),内置时钟,无需外部晶振,CH340C芯片的D+/D-引脚与Micro USB的D+/D-相连,TXD/RXD引脚与单片机RXD/TXD引脚相连,VCC引脚输入外部5V电源,C5为电源的退耦电容,C4为滤波电容。二极管D1针对 MCU 无电但 CH340 有电且 TXD 高电平通过 RX 内部二极管向 MCU 倒灌电流的情形。R6电阻可以使通讯传输更加稳定。
8 DS1302实时时钟
VCC2(主用电源)直接与Type-C输入VCC(+5V)相连接,VCC1(备用电源)接3V的CR1220纽扣电池备用,以便在没有主电源的情况下能保存时间信息以及数据。当VCC2大于VCC1+0.2V时,DS1302由VCC2主电源供电;当VCC2小于VCC1+0.2V时,DS1302由VCC1备用电源供电。DS1302的晶振直接连接32.768kHz。SCLK(串行时钟输入),I/O(数据输入/输出)和RST(复位)直接与单片机的P37,P36和P35相连接。
9 蜂鸣器电路
使用S8550 PNP三极管驱动5V蜂鸣器,基极串联电阻作用是防止受到单片机干扰而导致三极管状态发生意外翻转,进入不期望的放大状态。