第161章 那麼複位電路誰來畫

隨著社會的發展，電子集成技術在飛速進步，在20世紀末期，人們把中央處理器、輸入輸出介面、功能模塊以及存儲器集成在一塊電路板上，就成了一個微型計算機，簡稱單片機。它自誕生以來，不斷發展改善，從一開始的4位單片機，僅被用來作為小型電子產品的核心部件，功能簡單。

隨著應用需求的增長，可以使用8位單片機，這種單片機具有強大的定址能力和大量存儲容量，它廣泛應用於家用電器，工業控制，儀器儀錶等領域，使得單片機的發展進入了一個新的階段。第三次階段性進步是20世紀80年代初，16位單片機的面世，使單片機具有更多的現代化功能，能被運用在高速複雜控制系統內。人們不斷探索研究單片機，而32位單片機已經成為現實。

張琪琪想要選擇PIC系列單片機。

她不由分說地介紹起來，「由美國Microchip公司推出的PIC系列微控制器價格低廉，尺寸小，能耗低，並且能夠驅動負載。它的操作空間比較大，自由性更大。為了減低程序員負擔與初學者學習的難度，方便程序設計者編寫各種程序以及對程序的調試，有專門的指令系統。」

PIC系列單片機擁有極大的自由度，程序員可操作的空間較大，可以進行各種複雜化的指令程序。PIC系列的開發上限比其他系列高，運算能力強大，所以單條指令的執行速度較快，在高端的單片機系列中有很高的性價比。

由於經費不足，付至善打消她的這個念頭，「選擇STM32F103C8T6單片機是便宜又好用，而且又是基本上符合要求的其中一種單片機。何必在這上面的價格上面費神呢？」

傅涼薄也是這麼認為的，至少他認為在這一點上面是和付至善統一路線。

「這次實驗對於單片機的選用，我們需要足夠能完善的引腳，並且滿足本次系統設計的要求，由於我們是初次設計，單片機的結構不能太複雜，考慮到成本問題，該設計使用STM32F103C8T6微控制器作為該設計的核心模塊。」

他們為了敲定這個設計思路，總共討論了整整一天，為此還犧牲了晚修時間，繼續探討研究方向。

接下來的一個月的時間裡，探討了STM32F103C8T6單片機作為設計的作用。

「採用單片機STM32F103C8T6，它所使用的指令和引腳本能與傳統的51系列MCU完全兼容，並且首次進行了許多修改。使它擁有許多傳統51系列MCU力所不能得優勢。它具有良好的32位CPU和FLASH，可在線編程，單片機STM32F103C8T6剛剛誕生，並擊敗了市場上許多相同類型的微控制器。」從某方面來決定它的優勢是市場優勢，在價格方面，廣受初學者喜愛。傅涼薄從這一點考慮出發是好的，只是張琪琪對於單片機STM32F103C8T6總是有不同的見解。

「就算不選擇PIC系列的單片機，選擇AVR系列的單片機也不是不可以。AVR系列是由ATML在20世紀末開發的自主開發的MCU，加上ATML公司是電子產業的領頭公司之一，設計出的AVR系列是高速8位單片機，有較高的指令集，代碼齊全，優化性能好且易執行。」

付至善啃了這麼多年的書，可不是白肯的。

「你也說了，什麼都是比較齊全，其大部分的性價比都比較高，供貨穩定，但是佔有率低於PIC與MSC系列，你可不能忘了這一點。」

張琪琪的思路是沒有什麼大問題，主要還是被付至善看穿了，在這個設計主題中，老何會選擇他們參加，肯定是他的道理。

誰都不是省油的燈。

傅涼薄把STM32F103C8T6單片機的系統設計一一和他們幾個說了一下，：「首先我們需要完善的STM32F103C8T6單片機內核與指令系統，STM32F103C8T6單片機的系統有32個編程雙向IO引腳，工作電壓是4.75到5.25V，有可編程式串列通信口，32位CPU，片內震蕩器，64位元組內部RAM……嗯，大概就這麼多，有什麼疑問，可以提出來。」

「震蕩電路你打算怎麼弄？」張琪琪對選用的單片機了解還是處於在課本上。

振蕩電路是可以產生時鐘脈衝的電路，因此它也可以稱為時鐘電路。而單片機的周期是由時鐘頻率決定的，所以說，震蕩電路所輸出的頻率越高，那麼單片機就會有越快的運行速度。

「你等一下，我給你大概畫一下震蕩電路的電路圖，你看了之後會明白的。」說完，傅涼薄從桌面抽出一張A3紙，拿起鉛筆就開始畫起電路圖了。

畫了不到三分鐘，傅涼薄想起還有事情沒說，「振蕩電路根據振蕩開始的方式，內部振蕩和外部振蕩分為兩種模式。在本選題中，採用的是內震蕩它由兩個33pF電容與一個12Hz的晶振構成。」說完他的思路，對坐在桌子對面的付至善吩咐道：「這個電路圖交給你了。」

付至善爽快地答應，「好嘞！」轉頭又對張琪琪說道：「你看好了，我給你畫出電路圖，要是還看不明白，那就真的為你智商著急！」

張琪琪被他倆你一言我一語給惹惱了，正想回一句，誰知武單曳卻開口了。

「震蕩電路由兩個電容與一個晶振組成，晶振取12兆赫茲的頻率，電容選33pF，是不是忘了加上去。」

傅涼薄看了看他寫好的設計方案，來回看了兩次，最終承認道：「是的，你說的沒錯，確實是少了告訴付至善。」主要還是沒有完整的思路，加以細緻化，就不會出現這個問題，武單曳只不過在細節方面，比他們仔細很多。

老何找上武單曳，相信是在座各位意料之中的事情，相反地，武單曳認為是意料之外的事情。

本身在學校他經常有很多課餘時間外的繁忙業務，除了參加校內外比賽，另外一些學校班級的活動管理，基本都有他參與的份，老何不可能不知道他很忙這件事。

所以，老何說這次小型電動汽車的系統設計，讓他一起參加。

他是猶豫了好一會兒。

老何遊說了他好半天，最終才鬆口答應了。

他在物理方面的天賦沒有在座各位好，按道理說，除了比綜合能力，單科優勢在物理這塊，他明顯不佔優勢。

付至善、傅涼薄和張琪琪，在教過他們的物理老師中，各個對他們幾個的天賦表示認可，多多少少在物理知識上面，會過多給他們解釋和演示。

好的老師不會止步於所學的範圍，超出所學的範圍再教育，是一個好的老師為學生指引正確的方向。

一個學生有了正確的目標和方向，才會意志堅定地走下去。

當老何問他：「你想過老師為什麼要選你嗎？」

武單曳猜測道：「因為我成績好？」

老何搖頭。

武單曳繼續猜，「是不是因為我在物理方面還有天賦？」

老何還是搖頭。

武單曳不想猜下去，直接問老何要答案。

老何說：「你比他們都能沉得住氣，這一點是他們缺少的，也是我為什麼要找你，同時你的作用相當於催化劑，放對了，那就是往好的方向發展，放錯了……那就是失敗了。」

武單曳沉默，認真思考了老何的話。

張琪琪一句話打破了這個僵局。

「既然武單曳把震蕩電路的收尾說了出來，那麼複位電路誰來畫？」

是啊，複位電路還得畫電路圖。

MCU系統需要複位電路，這是系統的最終安全保障。在系統開始通電的瞬間時刻，系統電路的各個部件出現不能正常分配電壓時，就會導致單片機出現運行錯誤，複位信號是一個清零的過程，從開始到結束，穩住電壓，最後還是回歸原位。斷開複位信號，這樣系統就能繼續正常運行了。比如我們的手機遇到卡屏時，長按開機鍵就可以強制重啟手機，這就是複位的作用。本課題選取按鍵複位的方式，設計複位電路，長按複位鍵時開始複位，鬆開后系統正常工作。

「這個我來畫，不難。」付至善把複位電路圖攬下來了，他對畫電路圖還算拿手，只不過需要多花一點時間去準備。

傅涼薄皺眉看他，「真的可以嗎？」

付至善拍拍胸脯說道：「你別太小看我，這個能行的。」

憑空想象去畫電路圖，是很畫出來，得有思路設計，後面才能夠畫出來。

所以他們討論這麼長時間，了解思路設計是很重要的事情。

「對了，軟體系統設計你們打算怎麼弄。」武單曳手頭上的事情不算很多，想把這個設計的收尾弄一弄。

在設計完硬體電路值后，自然需要設計相應的軟體才能使系統得以完整實現其功能。硬體電路設計的合理規範化與軟體設計的完善整體化是決定著整個系統安全可靠運行的重要條件。運行過程中沒有對應的匹配的軟體，就好比陷入危機的硬體電路，在這一塊設計上面，哪一個都不能少。

張琪琪說道：「既然弄了這個，系統測試也要弄吧。」

付至善肯定地說道：「這是自然的，系統測試的思路，是從電路圖中的硬體電路完成的，編寫程序以後，進行對實驗設計的測試，並且對實驗測試的結果進行檢驗，硬體電路測試過程中需要完成監測，最後的測試大概就是設計過程中，需要準備的系統正常運行和使用。通過對比實物來進行測試，將畫好的電路圖與其他模塊進行銜接，之後相結合其他程序系統的設計進行測試，另外測試的結果得是準確無誤，減少實驗誤差，保持實驗的準確性和可靠性。我們這次實驗的要求比較高，因此在電焊工這方面比較需要好的工具，另外要求動手能力較強，進行本次實驗的過程中，需要準備的是對系統設計的熟悉程度，理解系統知識並正確使用。」

「另一種是利用編譯軟體，在計算機上繪圖並模擬，模擬出實物並運行系統。模擬出來的結果，並不是真實的，所以並不是特別可靠。有實物的話，再進行試驗，那麼的出來的實驗結果，是具有真實可靠性。嚴謹和邏輯是在編譯過程中需要的思路，一旦出現了不一樣的錯誤，通過大腦可以得出比較準確的信息，以至於大腦第一時間給予一個準確的理解，把這個理解套入這個系統測試過程中，無疑是對實驗的隨意性，就是在何時何地都能夠進行實驗。由於我們不是專業人員，對於實操性的過程並不是特別專業，但是學習過程中，還是希望本次的編譯軟體能夠成功運行，並且確保系統測試順利進行。」傅涼薄在後頭補充道。

「模擬那裡，誰弄？」武單曳提出這個才是讓全場鴉雀無聲。

最難的一關。

本次小型電動汽車車內溫度測量與自動調節設計的模擬軟體選用英國知名公司所推出的Proteus軟體。Proteus模擬軟體雖然才在中國發行不久，但其卓越的性能與良好的模擬環境，深受國內電子領域的工作者們青睞。真正把這些與現實相結合的過程通過程序設計以編程來完成，走過一段編程代碼的過程，是真正意義上完成了從無到有的電子系統設計，是從概念轉化為成品的完善設計。Proteus模擬軟體中有兩萬七千多種元器件，全面的電子器件可以讓設計者放心完整的設計任何想要完成的電子類系統設計。在市面上優良模擬軟體真正讓入門的初學者得到了好的推廣。

「無論誰弄都好，我們把前面完成就把模擬一起弄出了，模擬比較難，留到最後再弄。」傅涼薄把最難的放在最後，不是不想先把模擬先弄，而是按實際情況來說，把模擬留在最後是最明智的選擇。

張琪琪還是難得意見一致，「我也認為模擬放在最後。」

付至善沒有疑問，表示贊同，「我沒意見。」

最後，剩下武單曳，他在考慮這個問題。

如果把最難的克服了，那麼……

「雖然我也很想說我們把模擬放最後，可是我們只有一個月的時間，其中還有申請上傳等等審核時間，你們要考慮時間不多了，如果送去檢測失敗，我們是否還有時間可以修改。」