很多接觸了一段時(shí)間單片機(jī)MCU的朋友肯定已經(jīng)開始進(jìn)入到實(shí)際操作的步驟當(dāng)中了，但經(jīng)驗(yàn)上的不足導(dǎo)致很多人在進(jìn)行單片機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)往往會(huì)走入錯(cuò)誤的誤區(qū)。浪費(fèi)了很多的時(shí)間和精力，為了能讓大家更好的學(xué)習(xí)單片機(jī)，我們?cè)诖丝偨Y(jié)了一些單片機(jī)的硬件設(shè)計(jì)原則，來幫助大家在技術(shù)上快速進(jìn)步，少走彎路。
1、首先我們從整體布局方面來入手，器件上我們要把能夠形成互聯(lián)關(guān)系的各種元件盡量近的進(jìn)行擺放。將一些容易產(chǎn)生噪聲且噪聲比較大的器件遠(yuǎn)離單片機(jī)的邏輯控制電路和存儲(chǔ)電路(ROM、RAM)，由于這些器件是小電流電路或者大電流電路，所以如果可以的話要將這些電路制作成電路板。這樣一來就能夠有效抑制干擾并且可以提高電路可靠性。
2、 以關(guān)鍵元件為中心，盡量將ROM、RAM等芯片旁邊安裝上去耦電容。由于走線和引腳連線方面都擁有比較大的電感。大的電感可能會(huì)在VCC走線上引起嚴(yán)重的開關(guān)噪聲尖峰。防止Vcc走線上開關(guān)噪聲尖峰的唯一方法，是在VCC與電源地之間安放一個(gè)0.1uF的電子去耦電容。如果電路板上使用的是表面貼裝元件，可以用片狀電容直接緊靠著元件，在Vcc引腳上固定。最好是使用瓷片電容，這是因?yàn)檫@種電容具有較低的靜電損耗(ESL)和高頻阻抗，另外這種電容溫度和時(shí)間上的介質(zhì)穩(wěn)定性也很不錯(cuò)。盡量不要使用鉭電容，因?yàn)樵诟哳l下它的阻抗較高。
針對(duì)去耦電容，我們?cè)诎惭b時(shí)應(yīng)該改注意這么幾點(diǎn)。
如果在整體體積允許的情況下，電容量設(shè)計(jì)的越大越好，因?yàn)槲覀円谟≈齐娐钒宓妮斎攵丝缃?00uF左右的電解電容;原則上每個(gè)集成電路芯片的旁邊都需要放置一個(gè)0.01uF的瓷片電容，如果電路板的空隙太小而放置不下時(shí)，可以每10個(gè)芯片左右放置一個(gè)1～10的鉭電容;對(duì)于抗干擾能力弱、關(guān)斷時(shí)電流變化大的元件和RAM、ROM等存儲(chǔ)元件，應(yīng)該在電源線(Vcc)和地線之間接入去耦電容。電容的引線不要太長(zhǎng)，特別是高頻旁路電容不能帶引線。
3、在設(shè)計(jì)當(dāng)中，地線的設(shè)計(jì)種類有很多。包括模擬地、邏輯地、屏蔽地、系統(tǒng)地等不同的類型。電路的抗干擾能力很大程度上來源于地線布局的是否合理。
通常來說，在單片機(jī)應(yīng)用當(dāng)中系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)分為兩個(gè)方面，一個(gè)是系統(tǒng)方面的，也就是單片機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部的功能單元，如定時(shí)器和計(jì)數(shù)器當(dāng)中。在中斷系統(tǒng)不能適應(yīng)和滿足應(yīng)用系統(tǒng)的要求時(shí)，必須在片外進(jìn)行擴(kuò)展，選擇適當(dāng)?shù)男酒O(shè)計(jì)相應(yīng)的電路。二是系統(tǒng)的配置，即按照系統(tǒng)功能要求配置外圍設(shè)備，如鍵盤、顯示器、打印機(jī)、A/D、D/A轉(zhuǎn)換器等，要設(shè)計(jì)合適的接口電路。
做好硬件設(shè)計(jì)只是學(xué)習(xí)好單片機(jī)設(shè)計(jì)的第一步，我們只要按部就班的來進(jìn)行學(xué)習(xí)，不懼怕失敗和挫折，才能在一次次的失敗中吸取教訓(xùn)和經(jīng)驗(yàn)，從而在單片機(jī)的學(xué)習(xí)道路上越走越遠(yuǎn)。
