2.2　STC32G12K128單片機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

2.2.1　STC大學(xué)推廣計(jì)劃實(shí)驗(yàn)箱（9.4）

STC大學(xué)推廣計(jì)劃實(shí)驗(yàn)箱（9.4）是基于STC32G12K128單片機(jī)開(kāi)發(fā)的實(shí)驗(yàn)箱，直接通過(guò)USB端口下載程序，其主控單片機(jī)是高端STC 8位單片機(jī)STC8G8K64U，除此以外，二者完全一致。下面介紹STC大學(xué)推廣計(jì)劃實(shí)驗(yàn)箱（9.4）（以下簡(jiǎn)稱(chēng)實(shí)驗(yàn)箱）中的各模塊電路。

1.STC32G12K128單片機(jī)最小系統(tǒng)

STC32G12K128單片機(jī)與外圍電路如圖2.27所示。

2.STC32G12K128單片機(jī)的引腳

實(shí)驗(yàn)箱中的STC32G12K128單片機(jī)周邊引出了64個(gè)引腳插孔，如圖2.28所示，如實(shí)際操作中需要，可焊上插針，使用很方便。

3.電源控制與指示模塊

如圖2.29所示，該模塊的電源控制由開(kāi)關(guān)三極管Q2、二極管D7、按鍵SW19及電阻（R46、R47）組成。SW19未按下時(shí)，Q2導(dǎo)通，系統(tǒng)通電；按住SW19時(shí)，Q2截止，系統(tǒng)斷電。LED5、R44構(gòu)成USB輸入電源指示電路，LED6、R45構(gòu)成系統(tǒng)電源指示電路。

4.程序下載通信模塊

如圖2.30所示，程序下載通信模塊對(duì)應(yīng)2種程序下載模式：一是USB端口轉(zhuǎn)串行端口，由核心芯片PL2003（U5）、電容（C16、C19、C20）、電阻（R84、R69、R88）和二極管D5組成；二是通過(guò)USB端口直接下載，USB端口的D+、D-分別經(jīng)R139、R140接單片機(jī)的D+（P3.1）、D-（P3.0）。J4、J6分別為普通USB插座和迷你USB插座，R56與D1構(gòu)成穩(wěn)壓電路，R56為功率電阻，其作用類(lèi)似電路中的熔斷器。實(shí)驗(yàn)箱未配置USB端口轉(zhuǎn)串行端口程序下載電路，而是直接采用通過(guò)USB端口下載的方式。

5.獨(dú)立鍵盤(pán)模塊

如圖2.31所示，獨(dú)立鍵盤(pán)模塊包含4組按鍵電路：R82、SW17將按鍵信號(hào)經(jīng)R10送至P3.2輸入，R83、SW18將按鍵信號(hào)經(jīng)R11送至P3.3輸入，SW21、R7與內(nèi)部上拉電阻將按鍵信號(hào)送至P3.4輸入，SW22、R8與內(nèi)部上拉電阻將按鍵信號(hào)送至P3.5輸入。按鍵松開(kāi)時(shí)輸出高電平，按鍵按住時(shí)輸出低電平。使用SW21、SW22按鍵時(shí)，需要編程使能P3.4、P3.5內(nèi)部的上拉電阻。

6.LED燈顯示模塊

如圖2.32所示，LED燈顯示模塊包含8路LED顯示，低電平驅(qū)動(dòng)：LED4與R95由P6.0控制；LED11與R96由P6.1控制；LED12與R97由P6.2控制；LED13與R98由P6.3控制；LED14與R99由P6.4控制；LED15與R100由P6.5控制；LED16與R101由P6.6控制；LED17與R102由P6.7控制。三極管Q11與R9構(gòu)成該模塊電源的控制電路，由P4.0控制，當(dāng)P4.0輸出高電平時(shí)，該模塊失電，反之，該模塊得電。

7.LED數(shù)碼管顯示模塊

如圖2.33所示，LED數(shù)碼管顯示模塊是通過(guò)8位LED數(shù)碼管進(jìn)行顯示的，主要由2個(gè)4位LED數(shù)碼管組件（U12、U13）組成，是共陽(yáng)極數(shù)碼管，段控制端a～h分別由P6.0～P6.7控制，每條支路中間串聯(lián)1個(gè)限流電阻（R35～R42），位控制端接由P7口控制的驅(qū)動(dòng)電路的輸出端，P7.0對(duì)應(yīng)最右邊（最低位）的數(shù)碼管，P7.7對(duì)應(yīng)最左邊（最高位）的數(shù)碼管。

8.LED數(shù)碼管位驅(qū)動(dòng)模塊

如圖2.34所示，P7.0～P7.7為驅(qū)動(dòng)電路的8位輸入端，COM0～COM7為驅(qū)動(dòng)電路的8位輸出端，對(duì)應(yīng)接8位數(shù)碼管的位控制端。輸入低電平時(shí)，對(duì)應(yīng)的三極管導(dǎo)通，接通LED數(shù)碼管電源，位控制端輸入有效（該顯示位顯示）；輸入高電平時(shí)，對(duì)應(yīng)的三極管截止，斷開(kāi)LED數(shù)碼管電源，位控制端輸入無(wú)效（該顯示位不顯示）。

9.矩陣鍵盤(pán)模塊

如圖2.35所示，這是一個(gè)2×4的矩陣鍵盤(pán)，共8個(gè)按鍵，2個(gè)行輸入端分別接P0.6、P0.7，4個(gè)列輸入端分別接P0.0～P0.3。實(shí)際上，通用的標(biāo)準(zhǔn)矩陣鍵盤(pán)一般是4×4的矩陣鍵盤(pán)，共16個(gè)按鍵，當(dāng)編程用到的按鍵數(shù)超過(guò)8個(gè)時(shí)，建議使用ADC鍵盤(pán)。

10.基準(zhǔn)電壓模塊

如圖2.36所示，基準(zhǔn)電壓模塊主要由基準(zhǔn)電壓芯片U8（CD431）、R16、R78、R79和C24組成，VREF端為基準(zhǔn)電壓輸出端，輸出電壓為2.5V。

11.NTC測(cè)溫模塊

如圖2.37所示，NTC測(cè)溫模塊由NTC電阻、R6和C6組成。當(dāng)溫度變化時(shí)，NTC電阻的阻值發(fā)生變化，進(jìn)而其承受的分壓發(fā)生變化，通過(guò)測(cè)量NTC電阻兩端的電壓，可將其按一定規(guī)律轉(zhuǎn)化為溫度信息，NTC電阻兩端的電壓信息通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)入輸入通道3。

12.串行端口2的RS232通信電路及通信指示電路

如圖2.38所示，串行端口2（切換1組引腳）的RS232通信電路由RS232轉(zhuǎn)換芯片SP3232（U4）、外圍電容元件（C9、C10、C11、C29、C12、C13）、D4、R50、R51及J2組成。J2為9針RS232插座，用于連接PC的RS232端口。LED9、R54構(gòu)成串行端口2接收端通信指示電路，LED10、R55構(gòu)成串行端口2發(fā)送端的通信指示電路，當(dāng)然也可以用作一般的LED指示。

13.串行端口2與串行端口3的TTL電平通信電路

如圖2.39所示，當(dāng)J7、J8短路帽被短接，就構(gòu)成了串行端口2與串行端口3之間的通信電路。注意，串行端口2、串行端口3的發(fā)送、接收引腳都是切換1組對(duì)應(yīng)的引腳。

14.紅外遙控發(fā)射與接收模塊

如圖2.40所示，紅外遙控接收模塊由紅外接收組件（U7）、R1和C3組成。接收到紅外信號(hào)后，U7的OUT端輸出高電平，此信號(hào)通過(guò)P3.5輸入單片機(jī)。紅外遙控發(fā)送模塊由紅外發(fā)射管LED1、三極管Q1、R4、R5和C31組成，當(dāng)P2.7輸出低電平時(shí)，Q1導(dǎo)通，紅外發(fā)射管LED1發(fā)射紅外信號(hào)；當(dāng)P2.7輸出高電平時(shí)，Q1截止，紅外發(fā)射管LED1不工作。

15.SPI端口實(shí)驗(yàn)電路

如圖2.41所示，U11是SPI串行總線存儲(chǔ)器（PM25LV040），U15是5V-3.3V電壓轉(zhuǎn)換芯片（KX6211A33M5）。

16.A/D轉(zhuǎn)換（ADC）鍵盤(pán)電路

如圖2.42所示，ADC鍵盤(pán)電路主要由按鍵SW1～SW16、電阻R19～R34構(gòu)成。當(dāng)按住不同的按鍵時(shí)，按鍵公共端輸出不同的電壓，經(jīng)濾波電路（R17、R18、C21）送A/D轉(zhuǎn)換模塊輸入通道9（P1.0），通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換模塊測(cè)量電壓的大小來(lái)確定是哪個(gè)按鍵被按下。

17.PWM輸出濾波電路（D/A轉(zhuǎn)換）

如圖2.43所示，PWM輸出濾波電路（D/A轉(zhuǎn)換）主要由R2、C4、R3和C5構(gòu)成，用于對(duì)P2.3輸出的PWM信號(hào)進(jìn)行濾波，實(shí)現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換。

18.比較器正極輸入電路

如圖2.44所示，比較器正極輸入電路主要由R12、W1構(gòu)成，用于給比較器正極提供直流輸入電壓。

19.蜂鳴器電路

如圖2.45所示，蜂鳴器電路主要由三極管T2、蜂鳴器BEEP1、R87、D6和C35構(gòu)成。當(dāng)P5.4輸出低電平時(shí)，T2導(dǎo)通，蜂鳴器得電發(fā)聲；當(dāng)P5.4輸出高電平時(shí)，T2截止，蜂鳴器斷電不工作。

20.DS18B20模塊

如圖2.46所示為DS18B20模塊。其中，T1是溫度測(cè)量芯片DS18B20（單總線元器件）。

21.LCD12864模塊

如圖2.47所示為L(zhǎng)CD12864模塊。其中，W2構(gòu)成對(duì)比度調(diào)節(jié)電路，可用于引出單片機(jī)對(duì)應(yīng)的引腳信號(hào)。

22.TFT彩屏的引腳插座

TFT彩屏的引腳插座由J1、J2、J3、J4插座組成，用于連接TFT彩屏，也可用于引出單片機(jī)對(duì)應(yīng)的引腳信號(hào)，其引腳定義如圖2.48所示。

23.并行擴(kuò)展32KB RAM電路

如圖2.49所示為并行擴(kuò)展32KB RAM電路。其中，U9是32KB RAM芯片，地址總線為15位，數(shù)據(jù)總線為8位；U10是8位鎖存器，當(dāng)并行總線擴(kuò)展片外存儲(chǔ)器時(shí)，U10用于鎖存低8位地址總線數(shù)據(jù)。

24.I2C電路—24C02

如圖2.50所示為I2C電路—24C02。其中，U3是用于進(jìn)行I2C總線通信的EEPROM芯片，24C02的容量是2KB。