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標題: 做一款適合做工程項目的51單片機開發(fā)板 [打印本頁]

作者: hhh402 時間: 2021-3-11 12:36
標題: 做一款適合做工程項目的51單片機開發(fā)板
本帖最后由 hhh402 于 2021-3-14 11:54 編輯

學習了很多年51單片機從89C52一直到STC8系列，也做過好幾塊電路板，也用過現(xiàn)成的開發(fā)板，發(fā)現(xiàn)有很多問題。

市場上的單片機開發(fā)板IO口絕大部分都是直接引出，沒有保護電路，與傳感器或其他設備的連接都需要另外的轉換電路板，比較麻煩，也顯得很混亂。所有只能夠用來學習用，不適合用來做項目。為了解決這些問題就想設計一款開發(fā)板，加入必要的輸入輸出模塊適合直接用來做項目的。目前加入的模塊有：

輸入模塊：

1、8路通用輸入接口�？梢灾苯�3-36V電壓輸入，可以直接連接工業(yè)傳感器。

2、1路萬用表接口，可以檢測10Uv-200V電壓，0-10A電流，10mΩ-10MΩ電阻。精度超過3位半萬用表。

3、1路PT100鉑電阻接口。（-50-300℃）精確到0.1℃。

4、2路NTC熱敏電阻接口。(-30--110℃)其中1路板載，1路外接。

5、1路板載光敏電阻。

輸出模塊有：

1、2路10A繼電器�？梢灾苯涌刂�220V電器

2、1路PWM輸出（12V-3A）。可以直接控制12V電機、風扇、LED燈等。

3、2路4-20mA電流輸出。負載電阻<500Ω，可以直接控制變頻器、電動比例閥、氣動比例閥、PLC等。

4、2路0-10V電壓輸出。

顯示按鍵模塊有：

1、1.77寸真彩色液晶屏，160x128像素。

2、4位電容觸摸按鍵。具有抗干擾功能。

輸出接口模塊：

1、串口轉USB接口。連接電腦，下載程序或傳輸數(shù)據(jù)。

2、1路485接口。

3、1路WIFI接口。

上面3路接口相互獨立可以同時使用。

4、1路2.4G無線接口。

其他模塊：

1、高精度時鐘模塊。使用5ppm進口晶振。

2、2M外部flash存儲。

3、高精度12位ADC模塊。通過特殊的電路以及軟件可以得到16位ADC數(shù)據(jù)。

4、完整p7口，P0.4、P1.2、P2.6一共11個IO口。

單片機控制負電源電路.JPG (370.59 KB, 下載次數(shù): 127)

單片機控制負電源電路.JPG

4-20MA.JPG (382.97 KB, 下載次數(shù): 128)

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3引線Pt100溫控電路.JPG (428 KB, 下載次數(shù): 127)

3引線Pt100溫控電路.JPG

電容觸摸按鍵.JPG (342.7 KB, 下載次數(shù): 127)

電容觸摸按鍵.JPG

單片機開發(fā)板-反.JPG (1.24 MB, 下載次數(shù): 135)

單片機開發(fā)板-反.JPG

單片機開發(fā)板-正標注.JPG (620.73 KB, 下載次數(shù): 129)

單片機開發(fā)板-正標注.JPG

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作者: jdf 時間: 2021-3-11 21:09
能共享下電路圖和可打板文件嗎

作者: skywu_520 時間: 2021-3-11 22:09
不錯

，用STC8H吧

作者: 太空將軍 時間: 2021-3-12 08:50
倒是可以搞一個集成了開發(fā)常用工具的板子，這個用來做項目的話，對于單片機這種價格敏感型行業(yè)，不合適。因為我公司一年幾千、幾萬片，比如我公司板子，1毛錢都在計算

作者: hhh402 時間: 2021-3-12 09:37
本帖最后由 hhh402 于 2021-3-12 10:25 編輯

用的是STC8A8K32S4A12,64腳的，STC8H多一個USB沒用，STC8A8K32S4A12的ADC電壓引腳全部都是獨立的，ADC更穩(wěn)定。

作者: hhh402 時間: 2021-3-12 09:56

太空將軍發(fā)表于 2021-3-12 08:50
倒是可以搞一個集成了開發(fā)常用工具的板子，這個用來做項目的話，對于單片機這種價格敏感型行業(yè)，不合適。因 ...

不是針對你這種情況的，主要是針對用量不大但是程序比較復雜需要不斷修改程序的情況，比如說工控、智能家居，只是知道最終要控制某個東西，但是其中用到什么傳感器，用什么輸出是不確定的要看運行效果來修改，這就需要一適應性比較強的開發(fā)板了。

作者: hhh402 時間: 2021-3-12 10:12

jdf 發(fā)表于 2021-3-11 21:09
能共享下電路圖和可打板文件嗎

共享全部文件作用不大，太復雜了，我的庫文件還沒有編寫完現(xiàn)在已經(jīng)超過1W語句了，很難看懂。我要做的是第一：給所有模塊編寫可以直接調(diào)用的子函數(shù)，第二：編寫程序架構（類似操作系統(tǒng)）把所有模塊集中到一個主函數(shù)中，讓所有模塊同時共存需要哪個模塊直接調(diào)用就好。這不同于現(xiàn)在的開發(fā)板，現(xiàn)在的開發(fā)板的程序單個運行沒有問題，多幾個集合在一起是無法運行的。

作者: jovew 時間: 2021-3-12 10:43
可以共享一下原理圖和pcb嗎？

作者: hhh402 時間: 2021-3-12 11:09
   用庫函數(shù)：定時器設置函數(shù)舉個例子，STC是有官方庫函數(shù)的，它的定時器設置函數(shù)用的是結構體變量來設置的，定義如下：設置時所有7個變量都要用到而且順序還有要求，比直接寫寄存器還要復雜，基本上沒人用。
   我用的是用字符串來設置的，用到什么寫什么，用不到的不用管而且沒有順序要求隨意。
_TIM(u8  tim_n,u8 *s); //定時器設置函數(shù)，tim_n是定時器0-4；*s是設置模式字符串。
*s中：有run=運行時鐘，沒有run=停止時鐘；有out=輸出時鐘，沒有out=不輸出時鐘；有irq=開中斷，沒有irq=關中斷.
         ms毫秒，us微妙，hz頻率赫茲,b波特率。
舉例：
定時器1設置為：1ms定時，開中斷，運行時鐘：_TIM(1,"1ms,irq,run");或_TIM(1,"1msirqrun");
定時器2設置為：500us定時，開中斷，運行時鐘：_TIM(2,"500us,irq,run");或_TIM(2,"500usirqrun");
定時器4設置為：100khz(頻率),輸出時鐘（P0.7IO口輸出100khz方波）：_TIM(4,"100000hz,out,run");
定時器2設置為：9600波特率:_TIM(2,"9600b,run"); 115200波特率: _TIM(2,"115200b,run");
_TIM(0," ");是：定時器0：關中斷，不輸出時鐘，停止時鐘。就是關閉定時器0.
_TIM(0,"10msrun");是：定時器0：關中斷，不輸出時鐘，初值設置為10ms，運行時鐘。
_TIM(0,"10ms");是：定時器0：關中斷，不輸出時鐘，初值設置為10ms，停止時鐘（只刷初值，不運行）。
_TIM(1,"runirq");是：定時器1：開中斷，不輸出時鐘，運行時鐘（不刷初值）。
注：run、out、irq、xxxms之間的順序是隨意的，而且它們之間可以加或不加分隔符：,; (逗號、分號、空格)
"10msrunoutirq"、"runout10msirq"、"irq10msoutrun"、"out10msrunirq" 這4個意思是一樣。
"10ms,run,out,irq"、"10ms;run;out,irq,"、"10ms,runout;irq"、"10ms,run outirq"這4個(8個)意思是一樣。分隔符也可以部分加�；旌霞�。
  設置的時間范圍1us-32ms，頻率32hz-2Mhz，超過范圍會忽略。

作者: hhh402 時間: 2021-3-12 12:35
這個開發(fā)板主要用途：
1、在設計初期選型的時候用，比如要設計一個溫度控制器，探頭有很多種選擇，熱敏電阻、Pt100、熱電偶等等，用哪一個比較合適？還有輸出用繼電器還是晶體管？抗干擾能力如何？難道每個都做一塊板來試試嗎？這個開發(fā)板都支持，直接試就可以。
2、為現(xiàn)有設備增加智能化功能，比如說有一套恒壓供水系統(tǒng)，正常情況下只能恒定在某一個壓力如果想改變壓力必須要人工去調(diào)節(jié)，如何才能夠做到供水高峰期壓力大一點，低峰期壓力小一點呢，我們把開發(fā)板串聯(lián)到壓力傳感器與變頻器中間，壓力傳感器的電壓輸出接開發(fā)板電壓輸入，開發(fā)板電壓輸出接變頻器電壓輸入。如果開發(fā)板接收到多大電壓就輸出多大電壓那么這個系統(tǒng)控制的壓力就和原來一樣，如果開發(fā)板把接收到的電壓再加上一點電壓P0再輸出到變頻器會出現(xiàn)什么情況呢？變頻器還是維持原來的壓力不變，但是實際輸出壓力降低了，降低的壓力是與P0相對應的，通過開發(fā)板我們就可以得到不同的壓力，也就是把原來只能控制一種壓力的恒壓供水系統(tǒng)變成了智能化的恒壓供水系統(tǒng)。
3、適合不熟悉51單片機的工程師編寫復雜的程序，只需要具備基礎C語言編程能力，不需要深入了解單片機，不需要寄存器操作，通過專業(yè)庫函數(shù)就可以完成復雜的編程。具有模板程序，只需要修改核心算法和顯示內(nèi)容就能夠完成編程，甚至不需要詳細了解KEIL軟件。

作者: hhh402 時間: 2021-3-12 12:38
這個板是我自己做到，具體的原理圖還沒有畫，上面的圖片就是PCB板截圖。

作者: jiahz2019 時間: 2021-3-12 15:22
樓主很利害喲

作者: myemcu 時間: 2021-3-12 15:24

hhh402 發(fā)表于 2021-3-12 12:38
這個板是我自己做到，具體的原理圖還沒有畫，上面的圖片就是PCB板截圖。

你是先畫的PCB，然后再畫原理圖么？

作者: hhh402 時間: 2021-3-12 15:40
本帖最后由 hhh402 于 2021-3-12 15:55 編輯

我直接畫PCB,用Multisim仿真調(diào)整原件和電路，那種原件效果好就用那種。原理圖不需要。穩(wěn)壓電路、PT100溫度電路，4-20ma輸出電路，電壓放大電路，負電源電路，運算放大器的選擇都經(jīng)過Multisim仿真的，選效果比較好的，運放選儀表級的，模擬電路紋波都是微伏級別的，輸入輸出電壓、電流都有校準，精度要達到0.5%，用料比普通開發(fā)板好很多。

作者: hhh402 時間: 2021-3-13 19:20
觸摸按鍵仿真圖

電容觸摸按鍵.JPG (342.7 KB, 下載次數(shù): 122)

電容觸摸按鍵.JPG

作者: hhh402 時間: 2021-3-13 20:10
3引線Pt100溫控電路仿真圖

3引線Pt100溫控電路.JPG (428 KB, 下載次數(shù): 121)

3引線Pt100溫控電路.JPG

作者: hhh402 時間: 2021-3-14 00:41
STC單片機輸出4-20mA電路，單片機輸出3.3v、20khz、17%PWM，電路就輸出4.04mA,誤差<1uA.
單片機輸出3.3v、20khz、85%PWM，電路就輸出20.2mA,誤差<1uA.通過單片機輸出17-85%PWM就可以控制
輸出4-20mA電流，誤差<1uA。

4-20ma1.JPG (383.23 KB, 下載次數(shù): 108)

4-20MA.JPG (382.97 KB, 下載次數(shù): 107)

作者: Angle145 時間: 2021-3-14 00:52
樓主有心了，贊一個

作者: hhh402 時間: 2021-3-14 01:16
單片機控制負電源電路，給運放提供負電壓，單片機輸出100khz方波經(jīng)過反相器放大給電容充放電得到負電源。

單片機控制負電源電路.JPG (370.59 KB, 下載次數(shù): 115)

單片機控制負電源電路.JPG

作者: 51hei團團 時間: 2021-3-15 15:15
這個確實不錯,在要求不高的場合可以代替plc,而且功能更多,有時間我也制作一個

作者: hhh402 時間: 2021-3-15 15:20
NTC熱敏電阻測溫電路

NTC熱敏電阻測溫電路.JPG (355.18 KB, 下載次數(shù): 118)

NTC熱敏電阻測溫電路.JPG

作者: hhh402 時間: 2021-3-15 18:14

51hei團團發(fā)表于 2021-3-15 15:15
這個確實不錯,在要求不高的場合可以代替plc,而且功能更多,有時間我也制作一個

做PLC也是這個開發(fā)板的功能之一，有8個輸入，可以直接接入3-36v電壓，包括工業(yè)級的傳感器直接連接，輸出2路10A繼電器，一路12v，3APWM輸出。還有1路0-100v，12位模擬量輸入（有5檔：1、1/10、1/100、x10、x100），最小檔0-25mv，可以直接接熱電偶等低電壓傳感器。2路4-20ma輸出可以接變頻器、比例閥等。

作者: hhh402 時間: 2021-3-28 12:33
有什么建議，大家討論一下

作者: 張?zhí)鞄?nbsp; 時間: 2021-3-28 13:40
弱弱的問一下，RS485的A/B端沒加偏置電阻，可以工作嗎？

作者: hhh402 時間: 2021-3-29 10:33

張?zhí)鞄?發(fā)表于 2021-3-28 13:40
弱弱的問一下，RS485的A/B端沒加偏置電阻，可以工作嗎？

有1K電阻，從原理上講不加也可以，這個電阻的作用主要是抗干擾，避免感應電壓的影響，另外標準485模塊是加有120歐電阻的，這些電阻都是并聯(lián)關系，如果很多485模塊連接的話，比如10個那并聯(lián)的總電阻為12歐姆，需要很大電流才能夠驅(qū)動。這種情況下應該把電阻換成1K才合適。

歡迎光臨 (http://www.torrancerestoration.com/bbs/)

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