單片機選型及軟硬件設(shè)計
發(fā)布時間:2013/11/16 15:47:36 訪問次數(shù):1484
由于高壓部分的生成也是采用變壓器繞組輸出，CA91C142D-33CE且本制作所需的輸出電壓已接近STF16360最高允許電壓- 30V，為了防止出現(xiàn)電壓不穩(wěn)而燒毀STF16360芯片，在電路中高壓輸出部分，增加了一級使用穩(wěn)壓二極管搭配普通擴流三極管的簡單穩(wěn)壓電路進行高壓穩(wěn)定。
使用高頻變壓器為VFD供電的突出優(yōu)點是電路簡單、價椿低廉，缺點是業(yè)余情況下繞制高頻變壓器比較麻煩，且變壓器轉(zhuǎn)換效率不高，本制作中自制的高頻變壓器實測轉(zhuǎn)換效率大約為70%。
在高頻變壓器驅(qū)動電路中使用MOSFET作為驅(qū)動零件，目的是提高驅(qū)動效率，減小元件尺寸。在MOSFEI-驅(qū)動電路中，為提高驅(qū)動效率，在MOSFET的控制引腳上串聯(lián)了一個低阻值電阻，以減少MOSFET開啟時的振鈴效應(yīng)。在此電阻上同時反向并聯(lián)了一個開關(guān)二極管，目的是加速MOSFET的關(guān)閉，以提高MOSFET的工作效率。電路中還放置了兩組并聯(lián)的MOSFET管進行驅(qū)動，主要用途是便于調(diào)試，實際制作過程中只需要焊接其中任意一組qlMOSFET驅(qū)動部件即可，不用兩路都焊接上去。
考慮到降低整體制作成本以及高頻需求，本制作選用的單片機為STM8系列中的低端型號STM8S103Fx系列。目前，ST公司也推出了更新型的引腳全兼容的STM8S003Fx系列，價格更低，也可用于此電路。
STM8S最小系統(tǒng)所需的外部元件非常少，復(fù)位電路中由于片內(nèi)已經(jīng)有一個上拉電阻，所以最少只需要在復(fù)位腳上對地連接一個復(fù)位電容即可，同時在對應(yīng)的電源引腳上增加退耦電容。必須注意的是STM8S系列的一個特殊之處——需要茌VCAP引腳上增加一個電容，此引腳是校準器的輸出，它提供1.8V的電源給內(nèi)核。通常規(guī)格書上建議S、FM8S的VCAP電容使用的容量是470nF，此電容還應(yīng)該盡量靠iEVCAP引腳。
STM8單片機內(nèi)置RC振蕩電路。本制作使用的是內(nèi)部16MHz高速RC振蕩器作為主時鐘，未在外部連接晶體振蕩器線路。這樣做一來是節(jié)約引腳資源與降低成本，二來是因為計時部分使用專用的DS1302，配合32.768MHz晶體振蕩器實現(xiàn)了獨立的RTC電路，則計時部分對單片機的時鐘精度無特殊要求，可以直接使用內(nèi)部RC作為主時鐘。
通常情況下，STM8系列單片機是通過SWIM接口仿真與編程的．SWIM標準接口是4線連接，除了電源與地引腳外，其余兩引腳為SWIM與REST弓I腳，REST復(fù)位引腳不是必須的引腳，所以本制作中的SWIM接口僅僅使用了3根引線，引出vcc、SWIM、GND作為編程所需的引腳，這個接口也可以用來連接外部的無線校時模塊，或者作為其他輸入／輸啦模塊的連接口。但是必須特別注意的是，在某些情況下，如果出現(xiàn)無法通過SWIM口通信的現(xiàn)象，導(dǎo)致程序無法寫入單片機時，如果確定硬件無問題，則必須手工將SWIM接口的REST絨連到單片機的復(fù)位引腳上，以確保程序的正確寫入。使用的最簡方法是，用一根杜邦針與SWIM上的REST線連接，另一頭的插針與電路板上的單片機復(fù)位腳連接（由于單片機引腳比較小，所以通常是與復(fù)位電容的焊盤保持接觸），即可確保程序的正確寫入。
在單片機的程序設(shè)計中，利用片內(nèi)16位高級定時器，生成驅(qū)動高頻變壓器所需要的PWM驅(qū)動信號，通常反激變壓器的驅(qū)動信號的占空比都要求低于50%。由于本制作為了節(jié)約成本，沒有使用大容量的電容等器件將變壓器供電部分與數(shù)字電路部分做隔離，所以在輸出驅(qū)動信號時，應(yīng)使用軟件完成變壓器的軟啟動，防止發(fā)生因初啟過程中的>中擊電流導(dǎo)致主供電幅度大幅度波動，影響單片機等電路的正常工作。
使用高頻變壓器為VFD供電的突出優(yōu)點是電路簡單、價椿低廉，缺點是業(yè)余情況下繞制高頻變壓器比較麻煩，且變壓器轉(zhuǎn)換效率不高，本制作中自制的高頻變壓器實測轉(zhuǎn)換效率大約為70%。
在高頻變壓器驅(qū)動電路中使用MOSFET作為驅(qū)動零件，目的是提高驅(qū)動效率，減小元件尺寸。在MOSFEI-驅(qū)動電路中，為提高驅(qū)動效率，在MOSFET的控制引腳上串聯(lián)了一個低阻值電阻，以減少MOSFET開啟時的振鈴效應(yīng)。在此電阻上同時反向并聯(lián)了一個開關(guān)二極管，目的是加速MOSFET的關(guān)閉，以提高MOSFET的工作效率。電路中還放置了兩組并聯(lián)的MOSFET管進行驅(qū)動，主要用途是便于調(diào)試，實際制作過程中只需要焊接其中任意一組qlMOSFET驅(qū)動部件即可，不用兩路都焊接上去。
考慮到降低整體制作成本以及高頻需求，本制作選用的單片機為STM8系列中的低端型號STM8S103Fx系列。目前，ST公司也推出了更新型的引腳全兼容的STM8S003Fx系列，價格更低，也可用于此電路。
STM8S最小系統(tǒng)所需的外部元件非常少，復(fù)位電路中由于片內(nèi)已經(jīng)有一個上拉電阻，所以最少只需要在復(fù)位腳上對地連接一個復(fù)位電容即可，同時在對應(yīng)的電源引腳上增加退耦電容。必須注意的是STM8S系列的一個特殊之處——需要茌VCAP引腳上增加一個電容，此引腳是校準器的輸出，它提供1.8V的電源給內(nèi)核。通常規(guī)格書上建議S、FM8S的VCAP電容使用的容量是470nF，此電容還應(yīng)該盡量靠iEVCAP引腳。
STM8單片機內(nèi)置RC振蕩電路。本制作使用的是內(nèi)部16MHz高速RC振蕩器作為主時鐘，未在外部連接晶體振蕩器線路。這樣做一來是節(jié)約引腳資源與降低成本，二來是因為計時部分使用專用的DS1302，配合32.768MHz晶體振蕩器實現(xiàn)了獨立的RTC電路，則計時部分對單片機的時鐘精度無特殊要求，可以直接使用內(nèi)部RC作為主時鐘。
通常情況下，STM8系列單片機是通過SWIM接口仿真與編程的．SWIM標準接口是4線連接，除了電源與地引腳外，其余兩引腳為SWIM與REST弓I腳，REST復(fù)位引腳不是必須的引腳，所以本制作中的SWIM接口僅僅使用了3根引線，引出vcc、SWIM、GND作為編程所需的引腳，這個接口也可以用來連接外部的無線校時模塊，或者作為其他輸入／輸啦模塊的連接口。但是必須特別注意的是，在某些情況下，如果出現(xiàn)無法通過SWIM口通信的現(xiàn)象，導(dǎo)致程序無法寫入單片機時，如果確定硬件無問題，則必須手工將SWIM接口的REST絨連到單片機的復(fù)位引腳上，以確保程序的正確寫入。使用的最簡方法是，用一根杜邦針與SWIM上的REST線連接，另一頭的插針與電路板上的單片機復(fù)位腳連接（由于單片機引腳比較小，所以通常是與復(fù)位電容的焊盤保持接觸），即可確保程序的正確寫入。
在單片機的程序設(shè)計中，利用片內(nèi)16位高級定時器，生成驅(qū)動高頻變壓器所需要的PWM驅(qū)動信號，通常反激變壓器的驅(qū)動信號的占空比都要求低于50%。由于本制作為了節(jié)約成本，沒有使用大容量的電容等器件將變壓器供電部分與數(shù)字電路部分做隔離，所以在輸出驅(qū)動信號時，應(yīng)使用軟件完成變壓器的軟啟動，防止發(fā)生因初啟過程中的>中擊電流導(dǎo)致主供電幅度大幅度波動，影響單片機等電路的正常工作。
由于高壓部分的生成也是采用變壓器繞組輸出，CA91C142D-33CE且本制作所需的輸出電壓已接近STF16360最高允許電壓- 30V，為了防止出現(xiàn)電壓不穩(wěn)而燒毀STF16360芯片，在電路中高壓輸出部分，增加了一級使用穩(wěn)壓二極管搭配普通擴流三極管的簡單穩(wěn)壓電路進行高壓穩(wěn)定。
使用高頻變壓器為VFD供電的突出優(yōu)點是電路簡單、價椿低廉，缺點是業(yè)余情況下繞制高頻變壓器比較麻煩，且變壓器轉(zhuǎn)換效率不高，本制作中自制的高頻變壓器實測轉(zhuǎn)換效率大約為70%。
在高頻變壓器驅(qū)動電路中使用MOSFET作為驅(qū)動零件，目的是提高驅(qū)動效率，減小元件尺寸。在MOSFEI-驅(qū)動電路中，為提高驅(qū)動效率，在MOSFET的控制引腳上串聯(lián)了一個低阻值電阻，以減少MOSFET開啟時的振鈴效應(yīng)。在此電阻上同時反向并聯(lián)了一個開關(guān)二極管，目的是加速MOSFET的關(guān)閉，以提高MOSFET的工作效率。電路中還放置了兩組并聯(lián)的MOSFET管進行驅(qū)動，主要用途是便于調(diào)試，實際制作過程中只需要焊接其中任意一組qlMOSFET驅(qū)動部件即可，不用兩路都焊接上去。
考慮到降低整體制作成本以及高頻需求，本制作選用的單片機為STM8系列中的低端型號STM8S103Fx系列。目前，ST公司也推出了更新型的引腳全兼容的STM8S003Fx系列，價格更低，也可用于此電路。
STM8S最小系統(tǒng)所需的外部元件非常少，復(fù)位電路中由于片內(nèi)已經(jīng)有一個上拉電阻，所以最少只需要在復(fù)位腳上對地連接一個復(fù)位電容即可，同時在對應(yīng)的電源引腳上增加退耦電容。必須注意的是STM8S系列的一個特殊之處——需要茌VCAP引腳上增加一個電容，此引腳是校準器的輸出，它提供1.8V的電源給內(nèi)核。通常規(guī)格書上建議S、FM8S的VCAP電容使用的容量是470nF，此電容還應(yīng)該盡量靠iEVCAP引腳。
STM8單片機內(nèi)置RC振蕩電路。本制作使用的是內(nèi)部16MHz高速RC振蕩器作為主時鐘，未在外部連接晶體振蕩器線路。這樣做一來是節(jié)約引腳資源與降低成本，二來是因為計時部分使用專用的DS1302，配合32.768MHz晶體振蕩器實現(xiàn)了獨立的RTC電路，則計時部分對單片機的時鐘精度無特殊要求，可以直接使用內(nèi)部RC作為主時鐘。
通常情況下，STM8系列單片機是通過SWIM接口仿真與編程的．SWIM標準接口是4線連接，除了電源與地引腳外，其余兩引腳為SWIM與REST弓I腳，REST復(fù)位引腳不是必須的引腳，所以本制作中的SWIM接口僅僅使用了3根引線，引出vcc、SWIM、GND作為編程所需的引腳，這個接口也可以用來連接外部的無線校時模塊，或者作為其他輸入／輸啦模塊的連接口。但是必須特別注意的是，在某些情況下，如果出現(xiàn)無法通過SWIM口通信的現(xiàn)象，導(dǎo)致程序無法寫入單片機時，如果確定硬件無問題，則必須手工將SWIM接口的REST絨連到單片機的復(fù)位引腳上，以確保程序的正確寫入。使用的最簡方法是，用一根杜邦針與SWIM上的REST線連接，另一頭的插針與電路板上的單片機復(fù)位腳連接（由于單片機引腳比較小，所以通常是與復(fù)位電容的焊盤保持接觸），即可確保程序的正確寫入。
在單片機的程序設(shè)計中，利用片內(nèi)16位高級定時器，生成驅(qū)動高頻變壓器所需要的PWM驅(qū)動信號，通常反激變壓器的驅(qū)動信號的占空比都要求低于50%。由于本制作為了節(jié)約成本，沒有使用大容量的電容等器件將變壓器供電部分與數(shù)字電路部分做隔離，所以在輸出驅(qū)動信號時，應(yīng)使用軟件完成變壓器的軟啟動，防止發(fā)生因初啟過程中的>中擊電流導(dǎo)致主供電幅度大幅度波動，影響單片機等電路的正常工作。
使用高頻變壓器為VFD供電的突出優(yōu)點是電路簡單、價椿低廉，缺點是業(yè)余情況下繞制高頻變壓器比較麻煩，且變壓器轉(zhuǎn)換效率不高，本制作中自制的高頻變壓器實測轉(zhuǎn)換效率大約為70%。
在高頻變壓器驅(qū)動電路中使用MOSFET作為驅(qū)動零件，目的是提高驅(qū)動效率，減小元件尺寸。在MOSFEI-驅(qū)動電路中，為提高驅(qū)動效率，在MOSFET的控制引腳上串聯(lián)了一個低阻值電阻，以減少MOSFET開啟時的振鈴效應(yīng)。在此電阻上同時反向并聯(lián)了一個開關(guān)二極管，目的是加速MOSFET的關(guān)閉，以提高MOSFET的工作效率。電路中還放置了兩組并聯(lián)的MOSFET管進行驅(qū)動，主要用途是便于調(diào)試，實際制作過程中只需要焊接其中任意一組qlMOSFET驅(qū)動部件即可，不用兩路都焊接上去。
考慮到降低整體制作成本以及高頻需求，本制作選用的單片機為STM8系列中的低端型號STM8S103Fx系列。目前，ST公司也推出了更新型的引腳全兼容的STM8S003Fx系列，價格更低，也可用于此電路。
STM8S最小系統(tǒng)所需的外部元件非常少，復(fù)位電路中由于片內(nèi)已經(jīng)有一個上拉電阻，所以最少只需要在復(fù)位腳上對地連接一個復(fù)位電容即可，同時在對應(yīng)的電源引腳上增加退耦電容。必須注意的是STM8S系列的一個特殊之處——需要茌VCAP引腳上增加一個電容，此引腳是校準器的輸出，它提供1.8V的電源給內(nèi)核。通常規(guī)格書上建議S、FM8S的VCAP電容使用的容量是470nF，此電容還應(yīng)該盡量靠iEVCAP引腳。
STM8單片機內(nèi)置RC振蕩電路。本制作使用的是內(nèi)部16MHz高速RC振蕩器作為主時鐘，未在外部連接晶體振蕩器線路。這樣做一來是節(jié)約引腳資源與降低成本，二來是因為計時部分使用專用的DS1302，配合32.768MHz晶體振蕩器實現(xiàn)了獨立的RTC電路，則計時部分對單片機的時鐘精度無特殊要求，可以直接使用內(nèi)部RC作為主時鐘。
通常情況下，STM8系列單片機是通過SWIM接口仿真與編程的．SWIM標準接口是4線連接，除了電源與地引腳外，其余兩引腳為SWIM與REST弓I腳，REST復(fù)位引腳不是必須的引腳，所以本制作中的SWIM接口僅僅使用了3根引線，引出vcc、SWIM、GND作為編程所需的引腳，這個接口也可以用來連接外部的無線校時模塊，或者作為其他輸入／輸啦模塊的連接口。但是必須特別注意的是，在某些情況下，如果出現(xiàn)無法通過SWIM口通信的現(xiàn)象，導(dǎo)致程序無法寫入單片機時，如果確定硬件無問題，則必須手工將SWIM接口的REST絨連到單片機的復(fù)位引腳上，以確保程序的正確寫入。使用的最簡方法是，用一根杜邦針與SWIM上的REST線連接，另一頭的插針與電路板上的單片機復(fù)位腳連接（由于單片機引腳比較小，所以通常是與復(fù)位電容的焊盤保持接觸），即可確保程序的正確寫入。
在單片機的程序設(shè)計中，利用片內(nèi)16位高級定時器，生成驅(qū)動高頻變壓器所需要的PWM驅(qū)動信號，通常反激變壓器的驅(qū)動信號的占空比都要求低于50%。由于本制作為了節(jié)約成本，沒有使用大容量的電容等器件將變壓器供電部分與數(shù)字電路部分做隔離，所以在輸出驅(qū)動信號時，應(yīng)使用軟件完成變壓器的軟啟動，防止發(fā)生因初啟過程中的>中擊電流導(dǎo)致主供電幅度大幅度波動，影響單片機等電路的正常工作。
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