单片机选型及软硬件设计
发布时间:2013/11/16 15:47:36 访问次数:1448
由于高压部分的生成也是采用变压器绕组输出，CA91C142D-33CE且本制作所需的输出电压已接近STF16360最高允许电压- 30V，为了防止出现电压不稳而烧毁STF16360芯片，在电路中高压输出部分，增加了一级使用稳压二极管搭配普通扩流三极管的简单稳压电路进行高压稳定。
使用高频变压器为VFD供电的突出优点是电路简单、价椿低廉，缺点是业余情况下绕制高频变压器比较麻烦，且变压器转换效率不高，本制作中自制的高频变压器实测转换效率大约为70%。
在高频变压器驱动电路中使用MOSFET作为驱动零件，目的是提高驱动效率，减小元件尺寸。在MOSFEI-驱动电路中，为提高驱动效率，在MOSFET的控制引脚上串联了一个低阻值电阻，以减少MOSFET开启时的振铃效应。在此电阻上同时反向并联了一个开关二极管，目的是加速MOSFET的关闭，以提高MOSFET的工作效率。电路中还放置了两组并联的MOSFET管进行驱动，主要用途是便于调试，实际制作过程中只需要焊接其中任意一组qlMOSFET驱动部件即可，不用两路都焊接上去。
考虑到降低整体制作成本以及高频需求，本制作选用的单片机为STM8系列中的低端型号STM8S103Fx系列。目前，ST公司也推出了更新型的引脚全兼容的STM8S003Fx系列，价格更低，也可用于此电路。
STM8S最小系统所需的外部元件非常少，复位电路中由于片内已经有一个上拉电阻，所以最少只需要在复位脚上对地连接一个复位电容即可，同时在对应的电源引脚上增加退耦电容。必须注意的是STM8S系列的一个特殊之处——需要茌VCAP引脚上增加一个电容，此引脚是校准器的输出，它提供1.8V的电源给内核。通常规格书上建议S、FM8S的VCAP电容使用的容量是470nF，此电容还应该尽量靠iEVCAP引脚。
STM8单片机内置RC振荡电路。本制作使用的是内部16MHz高速RC振荡器作为主时钟，未在外部连接晶体振荡器线路。这样做一来是节约引脚资源与降低成本，二来是因为计时部分使用专用的DS1302，配合32.768MHz晶体振荡器实现了独立的RTC电路，则计时部分对单片机的时钟精度无特殊要求，可以直接使用内部RC作为主时钟。
通常情况下，STM8系列单片机是通过SWIM接口仿真与编程的．SWIM标准接口是4线连接，除了电源与地引脚外，其余两引脚为SWIM与REST弓I脚，REST复位引脚不是必须的引脚，所以本制作中的SWIM接口仅仅使用了3根引线，引出vcc、SWIM、GND作为编程所需的引脚，这个接口也可以用来连接外部的无线校时模块，或者作为其他输入／输啦模块的连接口。但是必须特别注意的是，在某些情况下，如果出现无法通过SWIM口通信的现象，导致程序无法写入单片机时，如果确定硬件无问题，则必须手工将SWIM接口的REST绒连到单片机的复位引脚上，以确保程序的正确写入。使用的最简方法是，用一根杜邦针与SWIM上的REST线连接，另一头的插针与电路板上的单片机复位脚连接（由于单片机引脚比较小，所以通常是与复位电容的焊盘保持接触），即可确保程序的正确写入。
在单片机的程序设计中，利用片内16位高级定时器，生成驱动高频变压器所需要的PWM驱动信号，通常反激变压器的驱动信号的占空比都要求低于50%。由于本制作为了节约成本，没有使用大容量的电容等器件将变压器供电部分与数字电路部分做隔离，所以在输出驱动信号时，应使用软件完成变压器的软启动，防止发生因初启过程中的>中击电流导致主供电幅度大幅度波动，影响单片机等电路的正常工作。
使用高频变压器为VFD供电的突出优点是电路简单、价椿低廉，缺点是业余情况下绕制高频变压器比较麻烦，且变压器转换效率不高，本制作中自制的高频变压器实测转换效率大约为70%。
在高频变压器驱动电路中使用MOSFET作为驱动零件，目的是提高驱动效率，减小元件尺寸。在MOSFEI-驱动电路中，为提高驱动效率，在MOSFET的控制引脚上串联了一个低阻值电阻，以减少MOSFET开启时的振铃效应。在此电阻上同时反向并联了一个开关二极管，目的是加速MOSFET的关闭，以提高MOSFET的工作效率。电路中还放置了两组并联的MOSFET管进行驱动，主要用途是便于调试，实际制作过程中只需要焊接其中任意一组qlMOSFET驱动部件即可，不用两路都焊接上去。
考虑到降低整体制作成本以及高频需求，本制作选用的单片机为STM8系列中的低端型号STM8S103Fx系列。目前，ST公司也推出了更新型的引脚全兼容的STM8S003Fx系列，价格更低，也可用于此电路。
STM8S最小系统所需的外部元件非常少，复位电路中由于片内已经有一个上拉电阻，所以最少只需要在复位脚上对地连接一个复位电容即可，同时在对应的电源引脚上增加退耦电容。必须注意的是STM8S系列的一个特殊之处——需要茌VCAP引脚上增加一个电容，此引脚是校准器的输出，它提供1.8V的电源给内核。通常规格书上建议S、FM8S的VCAP电容使用的容量是470nF，此电容还应该尽量靠iEVCAP引脚。
STM8单片机内置RC振荡电路。本制作使用的是内部16MHz高速RC振荡器作为主时钟，未在外部连接晶体振荡器线路。这样做一来是节约引脚资源与降低成本，二来是因为计时部分使用专用的DS1302，配合32.768MHz晶体振荡器实现了独立的RTC电路，则计时部分对单片机的时钟精度无特殊要求，可以直接使用内部RC作为主时钟。
通常情况下，STM8系列单片机是通过SWIM接口仿真与编程的．SWIM标准接口是4线连接，除了电源与地引脚外，其余两引脚为SWIM与REST弓I脚，REST复位引脚不是必须的引脚，所以本制作中的SWIM接口仅仅使用了3根引线，引出vcc、SWIM、GND作为编程所需的引脚，这个接口也可以用来连接外部的无线校时模块，或者作为其他输入／输啦模块的连接口。但是必须特别注意的是，在某些情况下，如果出现无法通过SWIM口通信的现象，导致程序无法写入单片机时，如果确定硬件无问题，则必须手工将SWIM接口的REST绒连到单片机的复位引脚上，以确保程序的正确写入。使用的最简方法是，用一根杜邦针与SWIM上的REST线连接，另一头的插针与电路板上的单片机复位脚连接（由于单片机引脚比较小，所以通常是与复位电容的焊盘保持接触），即可确保程序的正确写入。
在单片机的程序设计中，利用片内16位高级定时器，生成驱动高频变压器所需要的PWM驱动信号，通常反激变压器的驱动信号的占空比都要求低于50%。由于本制作为了节约成本，没有使用大容量的电容等器件将变压器供电部分与数字电路部分做隔离，所以在输出驱动信号时，应使用软件完成变压器的软启动，防止发生因初启过程中的>中击电流导致主供电幅度大幅度波动，影响单片机等电路的正常工作。
由于高压部分的生成也是采用变压器绕组输出，CA91C142D-33CE且本制作所需的输出电压已接近STF16360最高允许电压- 30V，为了防止出现电压不稳而烧毁STF16360芯片，在电路中高压输出部分，增加了一级使用稳压二极管搭配普通扩流三极管的简单稳压电路进行高压稳定。
使用高频变压器为VFD供电的突出优点是电路简单、价椿低廉，缺点是业余情况下绕制高频变压器比较麻烦，且变压器转换效率不高，本制作中自制的高频变压器实测转换效率大约为70%。
在高频变压器驱动电路中使用MOSFET作为驱动零件，目的是提高驱动效率，减小元件尺寸。在MOSFEI-驱动电路中，为提高驱动效率，在MOSFET的控制引脚上串联了一个低阻值电阻，以减少MOSFET开启时的振铃效应。在此电阻上同时反向并联了一个开关二极管，目的是加速MOSFET的关闭，以提高MOSFET的工作效率。电路中还放置了两组并联的MOSFET管进行驱动，主要用途是便于调试，实际制作过程中只需要焊接其中任意一组qlMOSFET驱动部件即可，不用两路都焊接上去。
考虑到降低整体制作成本以及高频需求，本制作选用的单片机为STM8系列中的低端型号STM8S103Fx系列。目前，ST公司也推出了更新型的引脚全兼容的STM8S003Fx系列，价格更低，也可用于此电路。
STM8S最小系统所需的外部元件非常少，复位电路中由于片内已经有一个上拉电阻，所以最少只需要在复位脚上对地连接一个复位电容即可，同时在对应的电源引脚上增加退耦电容。必须注意的是STM8S系列的一个特殊之处——需要茌VCAP引脚上增加一个电容，此引脚是校准器的输出，它提供1.8V的电源给内核。通常规格书上建议S、FM8S的VCAP电容使用的容量是470nF，此电容还应该尽量靠iEVCAP引脚。
STM8单片机内置RC振荡电路。本制作使用的是内部16MHz高速RC振荡器作为主时钟，未在外部连接晶体振荡器线路。这样做一来是节约引脚资源与降低成本，二来是因为计时部分使用专用的DS1302，配合32.768MHz晶体振荡器实现了独立的RTC电路，则计时部分对单片机的时钟精度无特殊要求，可以直接使用内部RC作为主时钟。
通常情况下，STM8系列单片机是通过SWIM接口仿真与编程的．SWIM标准接口是4线连接，除了电源与地引脚外，其余两引脚为SWIM与REST弓I脚，REST复位引脚不是必须的引脚，所以本制作中的SWIM接口仅仅使用了3根引线，引出vcc、SWIM、GND作为编程所需的引脚，这个接口也可以用来连接外部的无线校时模块，或者作为其他输入／输啦模块的连接口。但是必须特别注意的是，在某些情况下，如果出现无法通过SWIM口通信的现象，导致程序无法写入单片机时，如果确定硬件无问题，则必须手工将SWIM接口的REST绒连到单片机的复位引脚上，以确保程序的正确写入。使用的最简方法是，用一根杜邦针与SWIM上的REST线连接，另一头的插针与电路板上的单片机复位脚连接（由于单片机引脚比较小，所以通常是与复位电容的焊盘保持接触），即可确保程序的正确写入。
在单片机的程序设计中，利用片内16位高级定时器，生成驱动高频变压器所需要的PWM驱动信号，通常反激变压器的驱动信号的占空比都要求低于50%。由于本制作为了节约成本，没有使用大容量的电容等器件将变压器供电部分与数字电路部分做隔离，所以在输出驱动信号时，应使用软件完成变压器的软启动，防止发生因初启过程中的>中击电流导致主供电幅度大幅度波动，影响单片机等电路的正常工作。
使用高频变压器为VFD供电的突出优点是电路简单、价椿低廉，缺点是业余情况下绕制高频变压器比较麻烦，且变压器转换效率不高，本制作中自制的高频变压器实测转换效率大约为70%。
在高频变压器驱动电路中使用MOSFET作为驱动零件，目的是提高驱动效率，减小元件尺寸。在MOSFEI-驱动电路中，为提高驱动效率，在MOSFET的控制引脚上串联了一个低阻值电阻，以减少MOSFET开启时的振铃效应。在此电阻上同时反向并联了一个开关二极管，目的是加速MOSFET的关闭，以提高MOSFET的工作效率。电路中还放置了两组并联的MOSFET管进行驱动，主要用途是便于调试，实际制作过程中只需要焊接其中任意一组qlMOSFET驱动部件即可，不用两路都焊接上去。
考虑到降低整体制作成本以及高频需求，本制作选用的单片机为STM8系列中的低端型号STM8S103Fx系列。目前，ST公司也推出了更新型的引脚全兼容的STM8S003Fx系列，价格更低，也可用于此电路。
STM8S最小系统所需的外部元件非常少，复位电路中由于片内已经有一个上拉电阻，所以最少只需要在复位脚上对地连接一个复位电容即可，同时在对应的电源引脚上增加退耦电容。必须注意的是STM8S系列的一个特殊之处——需要茌VCAP引脚上增加一个电容，此引脚是校准器的输出，它提供1.8V的电源给内核。通常规格书上建议S、FM8S的VCAP电容使用的容量是470nF，此电容还应该尽量靠iEVCAP引脚。
STM8单片机内置RC振荡电路。本制作使用的是内部16MHz高速RC振荡器作为主时钟，未在外部连接晶体振荡器线路。这样做一来是节约引脚资源与降低成本，二来是因为计时部分使用专用的DS1302，配合32.768MHz晶体振荡器实现了独立的RTC电路，则计时部分对单片机的时钟精度无特殊要求，可以直接使用内部RC作为主时钟。
通常情况下，STM8系列单片机是通过SWIM接口仿真与编程的．SWIM标准接口是4线连接，除了电源与地引脚外，其余两引脚为SWIM与REST弓I脚，REST复位引脚不是必须的引脚，所以本制作中的SWIM接口仅仅使用了3根引线，引出vcc、SWIM、GND作为编程所需的引脚，这个接口也可以用来连接外部的无线校时模块，或者作为其他输入／输啦模块的连接口。但是必须特别注意的是，在某些情况下，如果出现无法通过SWIM口通信的现象，导致程序无法写入单片机时，如果确定硬件无问题，则必须手工将SWIM接口的REST绒连到单片机的复位引脚上，以确保程序的正确写入。使用的最简方法是，用一根杜邦针与SWIM上的REST线连接，另一头的插针与电路板上的单片机复位脚连接（由于单片机引脚比较小，所以通常是与复位电容的焊盘保持接触），即可确保程序的正确写入。
在单片机的程序设计中，利用片内16位高级定时器，生成驱动高频变压器所需要的PWM驱动信号，通常反激变压器的驱动信号的占空比都要求低于50%。由于本制作为了节约成本，没有使用大容量的电容等器件将变压器供电部分与数字电路部分做隔离，所以在输出驱动信号时，应使用软件完成变压器的软启动，防止发生因初启过程中的>中击电流导致主供电幅度大幅度波动，影响单片机等电路的正常工作。
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