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Atmega16復(fù)位電路RC振蕩周期計(jì)算

作者:佚名   來源:本站原創(chuàng)   點(diǎn)擊數(shù):  更新時(shí)間:2011年01月18日   【字體:

    通常AVR單片機(jī)采用產(chǎn)生2個(gè)機(jī)器周期的低電平進(jìn)行復(fù)位,簡單的復(fù)位電路可采用上電復(fù)位,復(fù)位腳接上拉電阻,復(fù)位腳引出電容接地(電阻電容串接,節(jié)點(diǎn)處接reset)。其實(shí)這種接法將電容電阻對(duì)調(diào)就是51內(nèi)核單片機(jī)的復(fù)位電路(參數(shù)完全滿足要求)。
 

    如果采用16M的晶振作為外部振蕩時(shí)序脈沖信號(hào),為了產(chǎn)生2個(gè)機(jī)器周期的低電平(AVR采用12分頻),需要選取合適的R、C,這里采用上電復(fù)位電路進(jìn)行分析計(jì)算。
 
解:
    假設(shè)上電(電容充電)時(shí)刻t板間電量為q,電壓為u,根據(jù)回路電壓方程:
U-u=IR
    又有:
q=cu,I=dq/dt
    所以(帶入):
U-q/c=R*dq/dt
    也就是:
R*dq/(U-q/c)=dt
    不定積分得:
Rc*dq/(cU-q)=Rc*[-d(cU-q)/(cU-q)]=-Rcln(cU-q)=t+C(不定常量)
 

    利用初始條件(t=0,q=0):
C(不定常量)=Rcln(1/cU)
    于是(q、t關(guān)系):
q=cU[1-e^-t/(Rc)]
 

    從表達(dá)式可以看出,若要充電完畢,也就是u=q/c=U[1-e^-t/(Rc)]=U,那么(1/e)^[t/(Rc)]=0,這時(shí)時(shí)間t將趨于無限大。實(shí)際中,1-e^-t/(Rc)很快趨向1,故經(jīng)過很短的一段時(shí)間后,電容器極板間電荷和電壓的變化已經(jīng)微乎其微,可以忽略。
 
    現(xiàn)在計(jì)算在極板電壓達(dá)到電源電壓x%時(shí)的時(shí)間:
1-e^-t/(Rc)=x%
    于是:
t=-RCln(1-x%)
    令x%=95%:
t≈3RC
    令x%=98%:
t≈3.9RC
    令x%=99%:
t≈4.6RC
    AVR單片機(jī)復(fù)位時(shí)間必須滿足:
t>2T(機(jī)器)=24*振蕩周期=24*(1/16)*10^-6=1.5*10^-6
    也就是(95%):
3RC>1.5*10^-6
    即:
RC>0.5^10-6
 
    通常R=10K,C=100nF,RC=10^4*10^-7=10^-3滿足條件要求。任意的電阻、電容基本上都會(huì)滿足條件要求的,電阻選用K數(shù)量級(jí),電容選用pF數(shù)量級(jí),RC為10^-6數(shù)量級(jí)(滿足需要)。
 

 
 

 
電容器容量的表示方法
 

    電容器的基本單位是“法拉”(F),1法拉的1/1000000(百萬分之一)是1微法(μF),1微法的1/1000000是1pF(1微微法,或1皮法)。它們之間的關(guān)系是百萬(或稱10的6次方)進(jìn)位關(guān)系。

 

我們常用的電容有:

 

  1、 電介電容:多數(shù)在1μF以上,直接用數(shù)字表示。如:4.7μF、100μF、220μF等等。這種電容的兩極有正負(fù)之分,長腳是正極。

  2、 瓷片電容:多數(shù)在1μF以下,直接用數(shù)字表示。如:10、22、0.047、0.1等等,這里要注意的是單位。凡用整數(shù)表示的,單位默認(rèn)pF;凡用小數(shù)表示的,單位默認(rèn)μF。如以上例子中,分別是10P、22P、0.047μF、220μF等。

 

現(xiàn)在國際上流行另一種類似色環(huán)電阻的表示方法(單位默認(rèn)pF):

 

  如: “473”即47000pF=0.047μF

     “103”即10000pF=0.01μF等等,

  “XXX”第一、二個(gè)數(shù)字是有效數(shù)字,第三個(gè)數(shù)字代表后面添加0的個(gè)數(shù)。這種表示法已經(jīng)相當(dāng)普遍。

 

①以u(píng)F為單位:電容容量1uF以上者,直接以數(shù)值標(biāo)示容量,例如10000uF,3300uF。
②以pF為單位:第一位數(shù)與第二位數(shù)代表電容數(shù)值,第三個(gè)數(shù)字代表10的次方,亦即數(shù)值後面0的個(gè)數(shù)。例如電容容量標(biāo)示為104者,代表10後面有四個(gè)0,亦即100000pF。
③以nF為單位:電容容量標(biāo)示為100N代表100x10-9=10-7法拉,亦等於0.1x10-6法拉,所以等於0.1UF。

 

以上關(guān)係可以表示為1uF=103nF=106pF
其中:1法拉=103毫法=106微法=109納法=1012皮法
字母表示法:1m=1000 uF 1P2=1.2PF 1n=1000PF
 

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