51單片機(jī)最小系統(tǒng)介紹

文章目錄

• 前言
• 一、51單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊構(gòu)成
• 二、電源電路
• 1.電源引腳
• 三、時(shí)鐘電路
• 1.時(shí)鐘引腳
• 2.晶振(時(shí)鐘電路)
• 3.時(shí)鐘電路小tips
• 四、復(fù)位電路
• 1. 按鍵復(fù)位
• 2. 上電復(fù)位
• 總結(jié)

前言

在學(xué)習(xí)51單片機(jī)的時(shí)候我們最先接觸到的就是單片機(jī)最小系統(tǒng)，單片機(jī)最小系統(tǒng)又叫最小應(yīng)用系統(tǒng)，顧名思義就是能夠使單片機(jī)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單運(yùn)行的最小元件的組合。

提示：以下將以51單片機(jī)最小系統(tǒng)為例進(jìn)行介紹

一、51單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊構(gòu)成

二、電源電路

一個(gè)系統(tǒng)的正常工作離不開電源，單片機(jī)常見的電源電壓分為5V 和低功耗的3.3V。本文介紹的是STC89C51這款芯片，該芯片是在5V電壓下正常工作。

1.電源引腳

VCC(VDD)：第40腳，電源端，接+5V電源，用于給整個(gè)系統(tǒng)供電。

VSS(GND)：第20腳，接地端，接GND端。

EA ：第31引腳，EA為片外程序存儲(chǔ)器選用端，該引腳低電平時(shí)，選用片外程序存儲(chǔ)器，高電平或懸空時(shí)選用片內(nèi)程序存儲(chǔ)器。

三、時(shí)鐘電路

1.時(shí)鐘引腳

XTAL1(Pin18)：片內(nèi)振蕩電路的輸出端

XTAL2(Pin19)：片內(nèi)振蕩電路的輸入端

2.晶振(時(shí)鐘電路)

晶振通常分為無源晶振和有源晶振兩種類型，無源晶振一般稱之為 crystal(晶體)，而有源晶振則叫做 oscillator(振蕩器)。

我們現(xiàn)在常見的都是無源晶振，無源晶振價(jià)格低且沒用特定的工作電壓限制，但是無源晶振不能自己起振，需要借助外圍電路的力量才能工作。而有源晶振是一個(gè)完整的諧振振蕩器，不需要外接其他器件，只要給它供電即可。

3.時(shí)鐘電路小tips

51單片機(jī)最小系統(tǒng)復(fù)位電路的極性電容C1 的大小直接影響單片機(jī)的復(fù)位時(shí)間，一般采用10~30uF，51單片機(jī)最小系統(tǒng)容值越大需要的復(fù)位時(shí)間越短。

在硬件電路設(shè)計(jì)時(shí)，把電容離晶振越近的位置擺放越好且晶振離單片機(jī)越近越好。

四、復(fù)位電路

1. 按鍵復(fù)位

當(dāng)單片機(jī)啟動(dòng)后，電容C3兩端的電壓持續(xù)充電為5V，這時(shí)R210k電阻兩端電壓為0V，RST處于低電平狀態(tài)所以系統(tǒng)正常工作。當(dāng)按鍵按下時(shí)，開關(guān)導(dǎo)通，這時(shí)電容兩端形成回路，電容短路，開始釋放電量，這時(shí)電壓從5V降到1.5V甚至更少，此時(shí)10k電阻兩端電壓為3.5V甚至更大，所以RST引腳又接到高電平，單片機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位。

單片機(jī)中 默認(rèn)5V為高電平即1 ，1.5V為低電平即0

2. 上電復(fù)位

如圖所示，該電路是由一個(gè)10uf的極性電容和一個(gè)10k的電阻構(gòu)成。

在單片機(jī)上電的瞬間，電容兩端電壓從0-3.5V不斷增加，電阻兩端電壓從5V-1.5V不斷減少，所以RST引腳所接收到的電壓是5V-1.5V的過程，也就是從從高電平(1)到低電平(0)的過程所以單片機(jī)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)復(fù)位。

在51單片機(jī)中，只需要給RST(9引腳)加上兩個(gè)周期的高電平即可復(fù)位，當(dāng)單片機(jī)上電那一刻起，默認(rèn)復(fù)位一次。單片機(jī)復(fù)位相當(dāng)于電腦的重啟。

總結(jié)

51單片機(jī)最小系統(tǒng)大概就如上所訴，在硬件電路設(shè)計(jì)的時(shí)候只需要注意電阻電容選型和參數(shù)，以及擺放位置即可。作為一個(gè)系統(tǒng)，在PCB設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)擺放緊湊尤其是時(shí)鐘電路，作為單片機(jī)的“心臟電路”。