第6章單片機最小系統(tǒng)介紹

1、第 6 章 單片機最小系統(tǒng)介紹本章主要解決單片機最小系統(tǒng)的運行問題，并講解原理。6.1原理圖原理圖包括單片機插座：U1單片機排針引出：IO1 IO2上拉排阻：PZ1 PZ2ISP 口：ISP時鐘：Y2 晶振復(fù)位：RESET51 RESETAVR復(fù)位選擇跳線：J1（使用 51 則跳到 51 端）6.2 原理講解單片機最小系統(tǒng),或者稱為最小應(yīng)用系統(tǒng),是指用最少的元件組成的單片機可以工作的系統(tǒng).對 51 系列單片機來說,最小系般應(yīng)該包括:單片機、晶振電路、復(fù)位電路.下面給出一個 51 單片機的最小系統(tǒng)電路圖.說明復(fù)位電路:由電容串聯(lián)電阻,由圖并結(jié)合電容電壓不能突變的性質(zhì),可以知道,當系上電,RST

2、腳將會出現(xiàn),并且,這個持續(xù)的時間由電路的 RC 值來決定.典型的 51 單片機當 RST 腳的持續(xù)兩個機器周期以上就將復(fù)位,所以,適當組合 RC 的取值就可以保證可靠的復(fù)位.一般教科書C 取 10u,R 取 8.2K.當然也有其他取法的,原則就是要讓RC 組合可以在 RST 腳上產(chǎn)生不少于 2 個機周期的.至于如何具體定量計算,可以參考電路分析相關(guān)書籍.晶振電路:典型的晶振取 11.0592MHz(因為可以準確地得到 9600 波特率和 19200波特率,用于有串口通訊的場合)/12MHz(產(chǎn)確的uS 級時歇,方便定時操作)單片機:一片STC89C52RC 或其他 51 系列兼容單片機特別注意

3、:對于 31 腳(EA/Vpp),當接時,單片機在復(fù)位后從內(nèi)部 ROM 的0000H 開始執(zhí)行;當接低電平時,復(fù)位后直接從外部 ROM 的 0000H 開始執(zhí)行.這一點是初學者容易忽略的.復(fù)位電路：一、復(fù)位電路的用途單片機復(fù)位電路就好比電腦的重啟部分，當電腦在使用中出現(xiàn)死機，按下重啟按鈕電腦內(nèi)部的程序從頭開始執(zhí)行。單片機也一樣，當單片機系統(tǒng)在運行中，受到環(huán)境干擾出現(xiàn)程序跑飛的時候，按下復(fù)位按鈕內(nèi)部的程序自動從頭開始執(zhí)行。單片機復(fù)位電路如下圖：二、復(fù)位電路的工作原理在書本上有介紹，51 單片機要復(fù)位只需要在第 9 引腳接個就可以實現(xiàn)，那這個過程是如何實現(xiàn)的呢？持續(xù) 2US在單片機系統(tǒng)中，系統(tǒng)上電

4、啟動的時候復(fù)位一次，當按鍵按下的時候系統(tǒng)再次復(fù)位，如果后再按下，系統(tǒng)還會復(fù)位。所以可以通過按鍵的斷開和閉合在運行的系統(tǒng)中控制其復(fù)位。開機的時候為什么為復(fù)位在電路圖中，電容的的大小是 10uF，電阻的大小是 10k。所以根據(jù)公式，可以算出電容充電到電源電壓的 0.7 倍（單片機的電源是 5V，所以充電到 0.7 倍即為 3.5V），需要的時間是 10K*10UF=0.1S。也就是說在電腦啟動的 0.1S 內(nèi)，電容兩端的電壓時在 03.5V 增加。這個時候 10K 電阻兩端的電壓為從 51.5V 減少（串聯(lián)電路各處電壓之和為總電壓）。所以在 0.1S 內(nèi)，RST 引腳所接收到的電壓是 5V1.5V

5、。在 5V 正常工作的 51 單片機中小于 1.5V 的電壓信號為低電平信號，而大于 1.5V 的電壓信號為號。所以在開機 0.1S 內(nèi)，單片機系統(tǒng)自動復(fù)位（RST 引腳接收到的 時間為 0.1S 左右）。按鍵按下的時候為什么會復(fù)位信信號在單片機啟動 0.1S 后，電容 C 兩端的電壓持續(xù)充電為 5V，這是時候 10K 電阻兩端的電壓接近于 0V，RST 處于低電平所以系統(tǒng)正常工作。當按鍵按下的時候，開關(guān)導通，這個時候電容兩端形成了一個回路，電容被短路，所以在按鍵按下的這個過程中，電容開始之前充的電量。隨著時間的推移，電容的電壓在0.1S 內(nèi)，從 5V到變?yōu)榱?1.5V，甚至更小。根據(jù)串聯(lián)電路

6、電壓為各處之和，這個時候 10K 電阻兩端的電壓為 3.5V，甚至更大，所以 RST 引腳又接收到高電平。單片機系統(tǒng)自動復(fù)位。總結(jié)：1、復(fù)位電路的原理是單片機 RST 引腳接收到 2US 以上的電平信號，只要保證電容的充放電時間大于 2US，即可實現(xiàn)復(fù)位，所以電路中的電容值是可以改變的。2、按鍵按下系統(tǒng)復(fù)位，是電容處于一個短路電路中，電阻兩端的電壓增加引起的。了所有的電能，51 單片機最小系統(tǒng)電路介紹1.51 單片機最小系統(tǒng)復(fù)位電路的極性電容 C1 的大小直接影響單片機的復(fù)位時間，一般采用 1030uF，51 單片機最小系統(tǒng)容值越大需要的復(fù)位時間越短。2.51 單片機最小系統(tǒng)晶振 Y1 也可以

7、采用 6MHz 或者 11.0592MHz，在正常工作的情況下可以采用更高頻率的晶振，51 單片機最小系統(tǒng)晶振的振蕩頻率直接影響單片機的處理速度，頻率越大處理速度越快。3.51 單片機最小系統(tǒng)起振電容 C2、C3 一般采用 1533pF，并且電容離晶振越近越好，晶振離單片機越近越好 4.P0 口為開漏輸出，作為輸出口時需加上拉電阻，阻值一般為 10k。6.3 參考參考包括內(nèi)核方面的講解，請參考文件夾內(nèi)和PPT。設(shè)置為定時器模式時，加 1 計數(shù)器是對內(nèi)部機器周期計數(shù)（1 個機器周期等于 12 個振蕩周期，即計數(shù)頻率為晶振頻率的 1/12）。計數(shù)值N 乘以機器周期 Tcy 就是定時時間t。設(shè)置為計數(shù)器模式時，外部事件計數(shù)脈沖由 T0 或T1 引腳輸入到計數(shù)器。在每個機器周期的S5P2 期間采樣T0、T1 引腳電平。當某周期采樣到一 輸入，而下一周期又采樣到一低電平時，則計數(shù)器加 1，更新的計數(shù)值在下一個機