2.3 单片机单元电路工作原理
2.3.1 单片机应具备的三个工作条件
任何单片机都具有三个必备的基本条件,即:
①正常的工作电压VCC(或VDD)、GND,电磁炉电路中一般采用5V电源电压供电。
②时钟振荡。单片机的外部通常外接晶体振荡器(晶振)和芯片内部组成时钟振荡电路,产生的振荡信号作为微处理器的工作脉冲。
③复位(清零)。使微处理器中的程序计数器等电路清零复位,从而保证微处理器从初始程序开始工作。
电磁炉中的MCU,多采用进口芯片,型号较多,厂家对资料封锁性较强,互换性很难。MCU常见系列如下。
a.TMP系列:TMP86C807M/N、TMP86M03152、TMP87C807、TMP87CH46N。
b.SF系列:SF9488XZZ-WZ88、S3F9488XZ-A098、S3F9454XZZ-DKB4、S3F9488-QFP、S3F9454、S3F9454XZZ-DKB4。
c.MC系列:MC908QY4CP、MC68HC908JL8、MC68HC908UL8、MC80C49-143A、MC80F0601、MC80F0204。
d.GMS系列:GMS1202、GMS87C1202、GMS1204。
e.HMS系列:HMS87C1202A、HMS87C1204AP、HMS87-C1404BSK。
f.其他系列:HT46R47、HT46R22、HTR48、MB89935C、EA78P156ELP、EM78P458AP、ST72215、IU6R470J。
新型的电磁炉在原MCU的基础上有增加了运放电路,称之为“超级单片机”。常见型号有CHK-S007B、LC87F2L08A、QF808等。
注意
由于各单片机内部电路的差异性,有的把时钟振荡设置在其内部,有的把复位设置在其内部,更有的是把时钟振荡和复位同时设置在其内部,因此,从外电路中看到单片机的工作条件可能有四种情况:三个条件都具备;没有时钟振荡引脚;没有复位引脚;只有正常的工作电压(即没有时钟振荡、没有复位引脚)。
2.3.2 接口电路详解
东芝公司的TMP86C807M/N单片MCU采用双排列直插式塑封型,其外形结构如图2-16(a)所示,引脚排列如图2-16(b)所示,引脚功能及作用见表2-2。
图2-16 TMP86C807M/N单片MCU
表2-2 TMP86C807M/N各引脚功能及作用
从图2-16和表2-2可知,引脚功能总体可大致分为以下几部分:电源正、负;复位清零;时钟振荡;输入/输出接口一键扫描;输出接口等。各输出脚的功能和作用在不同型号的电磁炉中可能不同,应灵活变通运用。
美的MC-PSY20A型电磁炉MCU的工作条件原理电路图如图2-17所示。
图2-17 MCU工作条件原理电路图
CPU工作条件原理如下。
①电源供电。+5V电源经电容EC16、C15滤波加到⑤脚,①脚接地。
②时钟振荡。晶振通过电容C2、C3耦合到②、③脚。
③复位(清零)。刚开机时,三极管Q3处于截止状态,⑧脚为低电平,随后Q3、Z1导通,给电容C7充电,使⑧脚电位上升,达到复位的目的。
美的MC-PSY20A型电磁炉的MCU控制、操作原理电路图如图2-18所示。
图2-18 MCU控制、操作原理电路图
单片机各接口电路的工作原理将在各单元电路中再详细讲述。