0011-3基于C51单片机的简易频率计数码管显示原理图PCB设计proteus仿真

【前言】

hello 大家好，上次我们讲了一款基于LCD1602显示的频率计，今天给大家讲一讲基于数码管显示的频率计。

本次设计采用的MCU是基于51内核的单片机STC89C51RC，整个设计可以分为4部分——主控、显示、按键、放大整形。通过数码管实时显示输入信号频率，按键可重新校准测试，另外板载了放大电路，因此可支持小信号检测。

【仿真设计】

下面是该项目的仿真图，模块化设计并配有功能说明，实现良好的易读性和移植性。（仿真文件为V8.11版本的，大家可以在此下载安装该版本：http://www.jh-tec.cn/archives/5696）

【硬件电路设计】

下面是该设计的整体原理图和PCB设计概览，原理图模块化分布，每部分都备注有对应的功能名称，便于阅读；PCB设计采用的3D封装的器件，主要是方便配合结构设计。

原理图：

PCB：

(板子上方丝印部分可以用来标标记个人信息)

下面详细介绍一些设计注意点哈，抛砖引玉~

1、关于MCU 本设计采用的MCU为STC公司的STC89C51RC，该芯片使用经典的MCS-51内核，钛叔相信绝大多数的朋友都熟悉该芯片的基本使用，毕竟这算是入门的第一款单片机了。最小系统如下图所示，很简单，这里不赘述具体原理。另说一句，在我们调试MCU小系统的时候，如果工作异常，无论什么类型芯片，首先第一步就是检查芯片的供电电源是否正常，再之后检测晶振和复位，绝大多数的问题都是出在这三个地方，钛叔记得以前学生时代有一次调试51单片机就始终下不进去程序，电源正常，复位也正常，最后发现就是晶振的谐振电容错焊成了1000pf，导致晶振起振失败，诸如类似的问题都可能导致芯片启动失败，所以大家按照我上述的三个点出发去调试，就一定能够解决问题。

（下载接口钛叔这里采用的XH2.54，大家可以在钛叔的店铺采购下载器，通过XH2.54连接线可以直接相连，避免插错的情况）

另外，钛叔这里也预留了几个扩展IO和一个LED灯，可以用来增添一些其他功能。

2、关于电源 如下图所示，钛叔在设计电源接口的时候根据实际使用情况多方面考虑，设计了三种接口方式——排针、WJ128接线端子以及miniUSB，排针可以用在杜邦线供电的情况，接线端子可以用在电源裸线供电的情况（这两种情况供电根据板载丝印正确插入，切记别插反），miniUSB供电的方式比较推荐，可以避免插反烧坏板子情况，钛叔这里之所以采用miniUSB而不是microUSB，主要原因是由于microUSB体积比较小，在开放性板子上面容易多次拔插情况下给搞坏导致接触不良（所谓开放性板子就是无结构件固定的裸板），所以这里钛叔没有采用microUSB。

电源开关部分钛叔采用的是8.5x8.5的自锁开关，这里需要注意就是自锁开关的方向，有部分同学焊接反了导致按下时候为电源关断，弹上来是电源闭合。

钛叔在该设计板上习惯性放了三个MRK点，如果大家有需要量产的需求，且板子比较大不会涉及拼版的情况，就记得放，如果后面是需要拼版的话，可以在最终的大板上放MRK点。

3、关于显示 该设计的显示部分钛叔采用的6位共阳数码管，0.36英寸，另外，钛叔将这里数码管涉及到的IO口用两片锁存器作了复用功能，锁存器型号是74HC373D，电路设计很简单，大家可以参看下图。

4、关于按键 该项目设计了四两个功能按键，其中一个按键可用来校准测试，另外一个按键大家可以用来设定其他功能。按键的型号钛叔采用的是贴片的6*6轻触按键，这里需要提醒大家的是，如果大家采用的回流焊机子，一定要注意购买耐高温的元器件，一般如果用编带的按键基本能过高温，如果是袋装的散件很可能就过不了，按钮部分很容易被烤坏，这里提醒大家一下。

5、关于放大电路 该项目设计了放大电路部分，同时也通过一个电阻直接输入到单片机，这样子就可以根据输入信号的大小来选择是否放大整形（如果不放大整形就可以通过R13电阻直接输入到单片机）。此处的放大器采用的是TI公司的TLV9062，该芯片是支持轨至轨输出，单电源供电，使用起来很方便，具体的放大倍数大家可以根据自己的输入信号大小来决定。放大之后再经过74HC14D施密特触发器，整形为方波再送入单片机计数。