在单片机的学习旅程中，除了编写程序代码，电路设计同样占据着举足轻重的地位。部分企业将单片机开发工作细分为电路设计和程序设计两大板块。电路设计专家专注于电路设计，无需涉足编程；而程序设计专家则专注于编写单片机程序，无需参与电路设计。
从个人观点来看，尽管程序设计专家不必亲自设计每一个电路，但他们对单片机项目中各种电路的原理应当有足够的了解。这种了解能够确保他们设计的程序更加稳定和健壮。这就像在单片机世界的每个角落里，都隐藏着电路与程序的微妙联系。
试想一下，在一个单片机系统中，如果使用了EEPROM存储芯片，而该芯片的SCL和SDA引脚是开漏输出的，那么就需要外接上拉电阻来保证其正常工作。如果电路板上的EEPROM芯片的上拉电阻忘记焊接或损坏，那么就会导致EEPROM调试失败。如果程序设计人员对EEPROM的工作原理不够熟悉，就可能会陷入困境。他们会不断排查程序问题，却忽略了电路设计上的缺陷。
对于带有微控制器的电路板，其电路功能的验证并不仅仅依靠电路设计人员使用的工具，如万用表、示波器等。程序设计人员同样需要具备一定的电路知识，以便编写出能够验证电路性能的程序。
基于上述分析，我们可以清晰地认识到，对于单片机程序设计人员来说，掌握电路原理的重要性不言而喻。只有熟悉了电路的原理，他们才能设计出更加合适的程序。
接下来，让我们开始探索单片机开发中常用的电路。本文的内容将围绕各种关键电路展开讲解，虽然我的水平有限，但我会尽力为大家提供简单明了的原理讲解。如果有任何错误或疏漏，欢迎大家指正。
一、单片机常用电路简介——晶振电路
早期的单片机系统通常需要外接晶振来提供稳定的时钟脉冲，确保单片机的正常运行。但随着技术的发展，许多单片机已经集成了内部时钟。在要求严格的场合下，外接晶振电路仍然具有重要意义。
图示展示了典型的单片机外接晶振电路。我们可以看到该电路不仅包括晶振本身，还有两个关键电容。那么这两个电容在电路中起到了什么作用呢？
这两个电容通常被称为“匹配电容”或“负载电容”，它们在晶振电路中起着满足谐振条件的重要作用。通过连接合适的电容，可以确保晶振的起振要求得到满足，从而使晶振能够正常工作。
当谈到晶振的负载电容时，有一个重要的公式需要了解：CL = C1C2 / (C1+C2) + CS。其中CL表示晶振的负载电容值，C1和C2是外接电容的值，CS是电路板的寄生电容。了解这个公式有助于我们更好地理解晶振电路的工作原理。
我们还会遇到一些特殊的晶振电路，比如带有并联电阻的晶振电路。这个电阻在晶振起振过程中起到了反馈的作用，对于确保晶振的正常工作具有重要意义。
还有一种有源晶振电路，其使用方式与无源晶振有所不同。有源晶振通常可以直接与单片机的振荡输入输出端相连，简化了连接方式和配置电路。但需要注意的是，有源晶振的信号电平是固定的，因此在选择时需要确保其输出电平与单片机的要求相匹配。