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初识原理图

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在中学物理电路知识中,用简易电路图表示电路的实际连接情况,而在单片机硬件连接上,我们则用原理图来表示单片机的引脚与开发板板上的芯片等相关硬件的引脚通过电路板上的覆铜线两者相连。

 

1.回顾

单片机入门往往是从点亮一盏灯开始,我们在中学时做物理电路实验用电池点亮灯泡时,只是随便将电灯泡+电阻+开关+电池通过导线连成回路接通开关就可以点亮了。

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中学点灯电路图

 

2.电压表示

在电子电路中,我们都是采用发光二极管(LED)来发挥它在单片机应用中的作用,LED引脚有正负极之分,接反则不亮。在单片机原理图中,我们习惯用“丁”字型图标加注释“+5”来表示此处的电压有5V,用长短不一样的四杠直线的图标来表示此处的电压为0V,又或者说此处接地,此图标也可加标注“GND”来表示。

 

3.点灯实践

我们准备好一盏LED和一个1K规格的色环电阻,在你的开发板上找到引出来的两个引脚(5V,GND),5V那端接LED 正极,LED负极接GND,这时的电路连接情况为: 5V端口→电阻→LED正极→LED负极→GND端口,灯就被点亮了。

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灯被点亮

 

4.点灯原理

因为LED正极电压高,负极电压低,产生压差并且电路是接通状态就会有电流流过LED驱动它发光,电阻的作用是为了限流防止LED被烧坏。如果我们把GND端口换成去接5V端口会发现灯不亮,这是因为LED正负极两端电压一样,没有压差就没有电流经过也就点不亮灯。

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灯无法点亮

 

5.单片机引脚点灯原理

巧的是,单片机的引脚端口可以通过程序烧写进去来控制此引脚是想变成5V电压还是0V电压。

而通过此电路接法: 5V→电阻→LED正极→LED负极→单片机IO端口 就可以控制LED的亮灭了。在《手把手教你学51单片机》文档的2.3节有详细讲解。

此外要说明的是单片机引脚的端口电压有且只有两种状态:高电平(5V)或低电平(0V),在程序中又用1来表示高电平,用0表示低电平。

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灯受单片机引脚控制亮灭


下一课:程序点灯