单片机是一种使用直流电源供电的电子器件,因此电源的稳定性对于单片机的稳定工作至关重要。如果电源的电压波动过大,容易导致单片机工作不正常或者崩溃。而加入电容可以在一定程度上稳定电源,使得电压波动得到抑制。
具体来说,电容可以通过充电和放电来平滑电压信号。在电压降低时,电容可以释放储存的电量,使得电压回升,从而起到稳压的作用。因此,在单片机电路中,加入合适的电容可以有效避免电源的电压突变和峰值干扰。
单片机的开关电源或线性电源产生的输出都含有很多的谐波和尖峰,这些电磁波干扰会对单片机引起一些不好的影响,例如电压失真、时钟频率波动或者干扰等,这时加入电容就可以很好的滤波。
使用电容作为滤波器元件,则形成一个合理的电路,可以“冲淡”输入信号中原来带有的不良频率成分,因此可以通过在单片机信号路径中插入电容来起到滤波的作用。
在单片机上电的瞬间,单片机内部电路会出现一些瞬间反应,例如CPU的内部时钟开始运作,各个模块电路引脚的状态开始稳定等。而这些瞬间反应会对单片机晶体振荡器的起振过程产生干扰,从而导致晶振起振不稳定,还会影响晶振稳定以及单片机的工作稳定性。
而在单片机的电流流过电容的时候,会产生一个相对较长时间的延迟,这个时候单片机的内部电路会有一个缓慢的上升过程,从而产生了一个稳定的过渡过程。这样可以保证在单片机具体开始工作之前,晶振已经稳定,从而提高了晶振的起振范围,减少了失振现象的出现。
在单片机周围的环境中,会存在大量的电磁干扰,例如电磁辐射和电磁感应等。这些干扰会对单片机造成负面影响,从而导致单片机工作不正常。
而电容具有良好的抑制高频噪声的特性,在单片机电路中插入额外的电容可以起到抑制电磁干扰的作用。这个电容通常被称为衰减电容,能够扮演一个维护“洁净区”的角色,以避免电磁干扰影响单片机的正常工作。