单片机最小系统详解

单片机最小系统,或者称为最小应用系统,是指用最少的元件组成的单片机能够工做的系统.

对51系列单片机来讲,最小系统通常应该包括:单片机、晶振电路、复位电路.

下面给出一个51单片机的最小系统电路图.

说明：

复位电路:由电容串联电阻构成,由图并结合"电容电压不能突变"的性质,能够知道,当系统一上电,RST脚将会出现高电平,而且,这个高电平持续的时间由电路的RC值来决定.典型的51单片机当RST脚的高电平持续两个机器周期以上就将复位,因此,适当组合RC的取值就能够保证可靠的复位.通常教科书推荐C 取10u,R取8.2K.固然也有其余取法的,原则就是要让RC组合能够在RST脚上产生很多于2个机周期的高电平.至于如何具体定量计算,能够参考电路分析相关书籍.

晶振电路:典型的晶振取11.0592MHz(由于能够准确地获得9600波特率和19200波特率,用于有串口通信的场合)/12MHz(产生精确的uS级时歇,方便定时操做)

单片机:一片AT89S51/52或其余51系列兼容单片机

特别注意:对于31脚(EA/Vpp),当接高电平时,单片机在复位后从内部ROM的0000H开始执行;当接低电平时,复位后直接从外部ROM的0000H开始执行.这一点是初学者容易忽略的.

复位电路

1、复位电路的用途

单片机复位电路就比如电脑的重启部分，当电脑在使用中出现死机，按下重启按钮电脑内部的程序从头开始执行。单片机也同样，当单片机系统在运行中，受到环境干扰出现程序跑飞的时候，按下复位按钮内部的程序自动从头开始执行。

单片机复位电路以下图：

2、复位电路的工做原理

在书本上有介绍，51单片机要复位只须要在第9引脚接个高电平持续2US就能够实现，那这个过程是如何实现的呢?

在单片机系统中，系统上电启动的时候复位一次，当按键按下的时候系统再次复位，若是释放后再按下，系统还会复位。因此能够经过按键的断开和闭合在运行的系统中控制其复位。

开机的时候为何为复位

在电路图中，电容的的大小是10uF，电阻的大小是10k。因此根据公式，能够算出电容充电到电源电压的0.7倍(单片机的电源是5V，因此充电到0.7倍即为3.5V)，须要的时间是10K*10UF=0.1S。

也就是说在电脑启动的0.1S内，电容两端的电压时在0~3.5V增长。这个时候10K电阻两端的电压为从5~1.5V减小(串联电路各处电压之和为总电压)。因此在0.1S内，RST引脚所接收到的电压是5V~1.5V。在5V正常工做的51单片机中小于1.5V的电压信号为低电平信号，而大于1.5V的电压信号为高电平信号。因此在开机0.1S内，单片机系统自动复位(RST引脚接收到的高电平信号时间为0.1S左右)。

按键按下的时候为何会复位

在单片机启动0.1S后，电容C两端的电压持续充电为5V，这是时候10K电阻两端的电压接近于0V，RST处于低电平因此系统正常工做。当按键按下的时候，开关导通，这个时候电容两端造成了一个回路，电容被短路，因此在按键按下的这个过程当中，电容开始释放以前充的电量。随着时间的推移，电容的电压在0.1S内，从5V释放到变为了1.5V，甚至更小。根据串联电路电压为各处之和，这个时候10K电阻两端的电压为3.5V，甚至更大，因此RST引脚又接收到高电平。单片机系统自动复位。

总 结

一、复位电路的原理是单片机RST引脚接收到2US以上的电平信号，只要保证电容的充放电时间大于2US，便可实现复位，因此电路中的电容值是能够改变的。

二、按键按下系统复位，是电容处于一个短路电路中，释放了全部的电能，电阻两端的电压增长引发的。

51单片机最小系统电路介绍

1.51单片机最小系统复位电路的极性电容C1的大小直接影响单片机的复位时间，通常采用10~30uF，51单片机最小系统容值越大须要的复位时间越短。

2.51单片机最小系统晶振Y1也能够采用6MHz或者11.0592MHz，在正常工做的状况下能够采用更高频率的晶振，51单片机最小系统晶振的振荡频率直接影响单片机的处理速度，频率越大处理速度越快。

3.51单片机最小系统起振电容C二、C3通常采用15~33pF，而且电容离晶振越近越好，晶振离单片机越近越好4.P0口为开漏输出，做为输出口时需加上拉电阻，阻值通常为10k。

设置为定时器模式时，加1计数器是对内部机器周期计数(1个机器周期等于12个振荡周期，即计数频率为晶振频率的1/12)。计数值N乘以机器周期Tcy就是定时时间t。

设置为计数器模式时，外部事件计数脉冲由T0或T1引脚输入到计数器。在每一个机器周期的S5P2期间采样T0、T1引脚电平。当某周期采样到一高电平输入，而下一周期又采样到一低电平时，则计数器加1，更新的计数值在下一个机器周期的S3P1期间装入计数器。因为检测一个从1到0的降低沿须要2个机器周期，所以要求被采样的电平至少要维持一个机器周期。当晶振频率为12MHz时，最高计数频率不超过1/2MHz，即计数脉冲的周期要大于2 ms。