51單片機(jī)點(diǎn)亮一盞LED燈的原理解析

首先應(yīng)該了解51單片機(jī)最小系統(tǒng)：51最小系統(tǒng)也稱為51最小應(yīng)用系統(tǒng)，是指用最少的元件組成的51單片機(jī)可以工作的系統(tǒng)。如圖2.1.1所示，51最小系統(tǒng)一般應(yīng)該包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)、晶振電路、復(fù)位電路。

晶振電路的原理及組成，作用：

在單片機(jī)系統(tǒng)里晶振的作用非常大，他結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部的電路，產(chǎn)生單片機(jī)所必須的時(shí)鐘頻率，單片機(jī)的一切指令的執(zhí)行都是建立在這個(gè)基礎(chǔ)上的，晶振的提供的時(shí)鐘頻率越高，那單片機(jī)的運(yùn)行速度也就越快。簡(jiǎn)單地說，沒有晶振，就沒有時(shí)鐘周期，沒有時(shí)鐘周期，就無法執(zhí)行程序代碼，單片機(jī)就無法工作。單片機(jī)工作時(shí)，是一條一條地從RoM中取指令，然后一步一步地執(zhí)行。單片機(jī)訪問一次存儲(chǔ)器的時(shí)間，稱之為一個(gè)機(jī)器周期，這是一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)。—個(gè)機(jī)器周期包括12時(shí)鐘周期。如果一個(gè)單選擇了12MHz晶振，它的時(shí)鐘周期是1/12us，它的一個(gè)機(jī)器周期是12×（1/12）us，也就是1us。

組成：晶振， 負(fù)載電容， 內(nèi)部電路

原理：石英晶體振蕩器（簡(jiǎn)稱晶振）通過震動(dòng)給單片機(jī)提供時(shí)間，有了時(shí)間，就有了時(shí)序，就可以無差錯(cuò)的跑程序， 一般51最小系統(tǒng)用的是12MHZ的晶振， 比內(nèi)部時(shí)鐘6MHZ要精確許多。晶振用一種能把電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的晶體在共振的狀態(tài)下工作，以提供穩(wěn)定，精確的單頻振蕩。 就像給單片機(jī)帶上了時(shí)鐘。兩個(gè)30pF的電容。 起到起振和諧振作用。兩個(gè)電容的取值都是相同的，或者說相差不 大，如果相差太大，容易造成諧振的不平衡，容易造成停振或者干脆不起振。

有一個(gè)高增益反相放大器（即振蕩器），其輸入端為芯片引腳XTAL1，其輸出端為引腳XTAL2 。而在芯片的外部，XTAL1和XTAL2之間跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，從而構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器，這就是單片機(jī)的時(shí)鐘電路。

復(fù)位電路的原理及作用：

復(fù)位電路是一種用來使電路恢復(fù)到起始狀態(tài)的電路設(shè)備。一般情況：上電復(fù)位；在RST復(fù)位輸入引腳上接一電容至VCC端，下接一個(gè)電阻到地即可。

原理：在控制系統(tǒng)中的作用是啟動(dòng)單片機(jī)開始工作。但在電源上電以及在正常工作時(shí)電壓異?；蚋蓴_時(shí)，電源會(huì)有一些不穩(wěn)定的因素，為單片機(jī)工作的穩(wěn)定性可能帶來嚴(yán)重的影響。因此，在電源上電時(shí)延時(shí)輸出給芯片輸出一復(fù)位信號(hào)。上復(fù)位電路另一個(gè)作用是，監(jiān)視正常工作時(shí)電源電壓。若電源有異常則會(huì)進(jìn)行強(qiáng)制復(fù)位。復(fù)位輸出腳輸出低電平需要持續(xù)三個(gè)（12/fc s）或者更多的指令周期，復(fù)位程序開始初始化芯片內(nèi)部的初始狀態(tài)。等待接受輸入信號(hào)。

為什么必須使用低電頻點(diǎn)亮LED燈？

由于單片機(jī)的I/O口的結(jié)構(gòu)決定了它灌電流能力較強(qiáng)，所以都采用低電平點(diǎn)亮led的方式。一般都采用低電平點(diǎn)亮LED，有一定的抗干擾作用。因?yàn)閱纹瑱C(jī)的輸出能力有限，如果都讓管腳輸出高電平來驅(qū)動(dòng)器件的話，即使有上拉電阻，還是會(huì)造成單片機(jī)運(yùn)行狀態(tài)不穩(wěn)定其實(shí)，采用低電平驅(qū)動(dòng)LED，可以簡(jiǎn)化單片機(jī)接口的設(shè)計(jì)，如果采用接口元件，則高電平驅(qū)動(dòng)和低電平驅(qū)動(dòng)是同樣的效果，另外，低電平驅(qū)動(dòng)也簡(jiǎn)化了控制代碼，避免了單片機(jī)上電復(fù)位時(shí)端口置高電平后對(duì)led的影響。

需注意：

程序中的while（1）語句去掉之后仍然可以執(zhí)行操作的原因是因?yàn)椋涸诤竺娴某绦蛑幸呀?jīng)有了LED=0，即規(guī)定了驅(qū)動(dòng)LED燈的是低電頻

所以即使去掉了也可以執(zhí)行。

在最后畫出了如下電路圖之后。在仿真軟件上protues確實(shí)可以點(diǎn)亮。但實(shí)際上這是不可以實(shí)現(xiàn)的。主要是因?yàn)樵趇o端口EA為片外程序存儲(chǔ)器選擇輸入端。該引腳為低電平時(shí)，使用片外程序存儲(chǔ)器，為高電平時(shí)，使用片內(nèi)程序存儲(chǔ)器。所以需要將這一端口街上電源。使其訪問片內(nèi)的程序存儲(chǔ)器