單片機最小系統(tǒng)電路相關(guān)知識

1、單片機最小系統(tǒng)的相關(guān)知識單片機最小系統(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，最小系統(tǒng)一般應(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VCC4KS+ C110uFR2710KC2230C23302345678910111213141516171819201RESETP1.0VCCP1.1(AD0)P0.0P1.2(AD1)P0.1P1.3(AD2)P0.2P1.4(AD3)P0.3P1.5(AD4)P0.4P1.6(AD5)P0.5P1.7(AD6)P0.6RST(AD7)P0.7P3.0(RXD)EA/VPP

2、P3.1(TXD)AL E/PROGP3.2(INT0)PSENP3.3(INT1)(A15)P2.7P3.4(T0)(A14)P2.6P3.5(T1)(A13)P2.5P3.6(WR)(A12)P2.4P3.7(RD)(A11)P2.3XT AL2(A10)P2.2XT AL1(A9)P2.1GND(A8)P2.0U389C51/C52VCC J?40393837363534333212345678930CON92928-27262524232221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(dāng)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

3、一樣，當(dāng) 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 引腳接個高電平持續(xù)2US就可以實現(xiàn)，那這個過程是如何實現(xiàn)的呢？在單片機系統(tǒng)中，系統(tǒng)上電啟動的時候復(fù)位一次，當(dāng)按鍵按下的時候系統(tǒng)再次復(fù)位， 如果 釋放后再按下，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。開機的時候為什么會復(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

4、.5V），需要的時間是10K*10UF=0.1S。也就 是說在單片機啟動的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。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的電壓信號為高電平信號。 所以在開機0.1S內(nèi)，單片機系統(tǒng)自動復(fù)位（RST引腳接收到的高電平信號時間 為0.1S左右）。按鍵按下的時候為什么會復(fù)位：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

5、處于低電平所 以系統(tǒng)正常工作。當(dāng)按鍵按下的時候，開關(guān)導(dǎo)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，電容開始釋放之前充的電量。 隨著時間的推移，電容的電壓在0.1S內(nèi)，從5V釋放到變?yōu)榱?1.5V，甚至更小。 根據(jù)串聯(lián)電路電壓為各處之和，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。晶振電路：晶振電路：晶振是晶體振蕩器的簡稱 在電氣上它可以等效成一個電容和一 個電阻并聯(lián)再串聯(lián)一個電容的二端網(wǎng)絡(luò) 電工學(xué)上這個網(wǎng)絡(luò)有兩個諧振點 以頻 率的高低分其中較低的頻率是串聯(lián)諧振 較高的頻率是并聯(lián)諧振 由于晶體自身 的特

6、性致使這兩個頻率的距離相當(dāng)?shù)慕咏?在這個極窄的頻率范圍內(nèi) 晶振等效 為一個電感 所以只要晶振的兩端并聯(lián)上合適的電容它就會組成并聯(lián)諧振電路由于晶振這個并聯(lián)諧振電路加到一個負反饋電路中就可以構(gòu)成正弦波振蕩電路 等效為電感的頻率范圍很窄所以即使其他元件的參數(shù)變化很大這個振蕩器的 頻率也不會有很大的變化晶振有一個重要的參數(shù)那就是負載電容值選擇與負載電容值相等的并聯(lián) 電容 就可以得到晶振標稱的諧振頻率一般的晶振振蕩電路都是在一個反相放大器（注意是放大器不是反相器）的 兩端接入晶振 再有兩個電容分別接到晶振的兩端 每個電容的另一端再接到地 這兩個電容串聯(lián)的容量值就應(yīng)該等于負載電容 請注意一般IC的引腳都有

7、等效 輸入電容這個不能忽略一般的晶振的負載電容為15pF或12.5pF如果再考慮元件引腳的等效輸入 電容貝U兩個22pF的電容構(gòu)成晶振的振蕩電路就是比較好的選擇如上圖：晶振是給單片機提供工作信號脈沖的這個脈沖就是單片機的工作速度比如12M晶振單片機工作速度就是每秒12M當(dāng)然單片機的工作頻率是 有范圍的不能太大一般24M就不上去了不然不穩(wěn)定晶振與單片機的腳XTALO和腳XTAL1構(gòu)成的振蕩電路中會產(chǎn)生偕波（也就 是不希望存在的其他頻率的波）這個波對電路的影響不大 但會降低電路的時鐘 振蕩器的穩(wěn)定性 為了電路的穩(wěn)定性起見 ATMEL公司只是建議在晶振的兩引腳 處接入兩個10pf-50pf的瓷片電容

8、接地來削減偕波對電路的穩(wěn)定性的影響所以晶振所配的電容在10pf-50pf之間都可以的 沒有什么計算公式P0 口的上拉電阻：P0 口作為I/O 口輸出的時候時 輸出低電平為0輸出高電平為高組態(tài)（并非 5V，相當(dāng)于懸空狀態(tài)）。也就是說P0 口不能真正的輸出高電平，給所接的負載提供電 流，因此必須接上拉電阻（一電阻連接到 VCC）,由電源通過這個上拉電阻給負 載提供電流。由于P0 口內(nèi)部沒有上拉電阻，是開漏的，不管它的驅(qū)動能力多大， 相當(dāng)于它是沒有電源的，需要外部的電路提供，絕大多數(shù)情況下P0 口是必需加上拉電阻的1. 一般51單片機的P0 口在作為地址/數(shù)據(jù)復(fù)用時不接上拉電阻。2. 作為一般的I/O 口時用時，由于內(nèi)部沒有上拉電阻，故要接上上拉電阻！3. 當(dāng)p0 口用來驅(qū)動PNP管子的時候，就不需要上拉電阻，因為此時的低電 平有效；4.當(dāng)P0 口用來驅(qū)動NPN管子的時候，就需要上拉電阻的，因為此時 只有當(dāng)P0為1時候，才能夠使后級端導(dǎo)通。