数字IC设计入门（3）初识电路图

本文为入门级同学和零电子基础同学准备，有一定电子基础的请直接忽略，芯片本质是电路，因此作为IC设计工程师要识得电路。下文将以单片机最小系统和简单的外围电路为例来初步认识电路图。

单片机最小系统电路

下图是一个最简单的单片机系统原理图，它包含供电（提供能量）、时钟（提供运行时钟）、复位（初始化芯片）电路，这三者是必不可少的，它们都正常工作后芯片才会正确的运行，其他外围接口可以根据自己具体需要扩展。
2. 电源电路

芯片的供电电路可采用开关电源电路（电源效率高，噪声较大），亦可采用线性稳压电源电路（实现简单，噪声低，但效率也低）。下图是由线性稳压块LM7805构建的12V转5V电路，C1、C2为滤波电容，P？为电源接口。

3. 复位电路

芯片的复位信号可能高有效，亦可能低有效，具体需要参考芯片配套的手册。电路图中引脚字母带上划线的表示低电平有效，本文中电路图复位为高电平有效。下图复位电路实现了上电自动复位和按键手动复位两种方式，C11和R31组成上电自动复位电路，上电瞬间电容C11充电（相当于短路），这时相当于5V电压连接到RST，芯片处于复位状态，C11充满电后，5V和RST断开（电容阻直流特性），RST通过R31接地释放复位信号，芯片进入工作状态。K17、R60、R31组成手动复位电路，按下按键是RST为高电平，芯片进入复位状态，放开按键后RST通过R31接地释放复位信号，芯片进入工作状态。

4. 时钟电路

时钟电路是产生稳定的时钟信号给芯片做参考时钟，芯片内的时序电路都要根据时钟节拍运行（步调不一致的话，数据传输就会乱了），通常时钟频率越快运行速度就越快。简单时钟电路由晶体振荡器和电容组成，下图中Y2为晶振，C14、C15为负载电容，一般在几十皮法，它会影响到晶振的谐振频率和输出幅度。

5. LED控制电路

刚玩单片机时一般需要做点亮一个LED的实验，下图是一个LED控制电路，R1、R2为限流电阻，9013为NPN三极管，IO为高电平的时候三极管导通，LED处于供电回路中就会发光，IO为低电平的时候，三极管截止，LED熄灭。通过控制IO不断高低的变化就可以实现LED灯闪烁。

6. I2C电路

下图中24C01是基于I2C总线的外部存储，SCL和SDA分别为控制线和数据线，它们连接到单片机的IO引脚，A0、A1、A2是地址输入端，因只连接了一颗I2C器件，所以全固定了为0（接地），WP为写保护引脚，为1时所有的内容都被写保护（只能读），下图固定接地，表示存储器可读可写，VCC为供电引脚，GND为地，C24为滤波电容。

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