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研究与设计ResearchandDesign

基于STC单片机的8路开关量采集电路设计

李虹静

（华中科技大学工程实训中心，湖北430074）

摘要：采用STC单片机作为主控芯片，使用EL357N光耦芯片作为输入隔离器件，使用CH340G芯片实

现USB转UART功能。同时，设计了一个无源蜂鸣器接口，可以连接无源蜂鸣器，从而实现在将开关量

的状态反馈给上位机时，可以用声音进行提示。

关键词：集成电路设计；开关量采集；STC8；光耦；CH340G。

中图分类号：TP273文章编号：1674-2583(2020)01-0020-03

DOI：10.19339/j.issn.1674-2583.2020.01.007

中文引用格式：李虹静.基于STC单片机的8路开关量采集电路设计[J].集成电路应用,2020,37(01):20-22.

Designof8-waySwitchAcquisitionCircuitBasedon

STCSingleChipMicrocomputer

LIHongjing

(EngineeringTrainingCenterofHuazhongUniversityofscienceandtechnology,Hubei430074,China.)

Abstract—STCmicrocontrollerisusedasthemaincontrolchip,El357Noptocouplerisusedasthe

inputisolationdevice,andCH340GisusedtorealizethefunctionofUSBtoUART.Atthesametime,a

backtotheuppercomputer,thevoicecanbeusedtoprompt.

IndexTerms—ICdesign,switchingvalueacquisition,STC8,optocoupler,CH340G.

1引言部分，采用CH340G芯片作为USB转UART接口的

常见的电路采集量，可以分为开关量、数字转换芯片。CH340G芯片需要外置12MHz的晶体振

量、模拟量和脉冲量。开关量采集电路一般由光电荡器，且为了保持USB接口的稳定性，需要在PCB

耦合器件、保护二极管、限流电阻等组成[1-3]。同Layout设计时，进行阻抗匹配。在USB接口电路

时，为了将开关量采集电路形成一套完成的电路系的设计上，因为USB信号的数据信号是差分信号，

统，还需要电源电路、MCU电路系统（内嵌软件）因此串联了22Ω的电阻，以便阻抗匹配小于50

等电路[4-6]。电源电路主要功能是将外部电源转换Ω。USB接口电路的原理图如图1所示。

为适合整个开关量采集电路系统所需的电源，依据MCU控制电路部分，采用的STC8系列芯片，

所输入的电源类型不同，需要做出不同的电源转换可以直接5V供电。但是由于STC8系列单片机需

电路。MCU电路系统主要功能是通过监控开关量采要使用ISP技术进行程序烧录和仿真。因此，需要

集电路的GPIO口的状态，当开关量采集电路的状配合CH340G芯片来实现ISP功能。其MCU控制

态变化时，将对应的开关量状态通过USB口反馈电路原理图如图2所示。

给上位机。所以，需要采用CH340G芯片做USB为了防止串口的电流灌入，采用了NPN型三极

转UART接口的转换。管基于CH340G芯片的上电时序对其进行开关。其电

本文对基于STC单片机的开关量采集电路路原理图如图3所示。

设计进行了研究，利用STC8系列单片