單片機(jī)最小系統(tǒng)電路相關(guān)知識(shí)

1、單片機(jī)最小系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)單片機(jī)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(jī)可以工作的系統(tǒng)。對(duì)51系列單片機(jī)來說，最小系統(tǒng)一般應(yīng)該包括：單片機(jī)、晶振電路、復(fù)位電路。下面給出一個(gè) 51單片機(jī)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(jī)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(jī)，按下重啟按鈕電腦內(nèi)部的程序從頭開始執(zhí)行。 單片機(jī)也

3、一樣，當(dāng) 單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行中，受到環(huán)境干擾出現(xiàn)程序跑飛的時(shí)候， 按下復(fù)位按鈕內(nèi)部的 程序自動(dòng)從頭開始執(zhí)行。單片機(jī)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(jī)要復(fù)位只需要在第9 引腳接個(gè)高電平持續(xù)2US就可以實(shí)現(xiàn)，那這個(gè)過程是如何實(shí)現(xiàn)的呢？在單片機(jī)系統(tǒng)中，系統(tǒng)上電啟動(dòng)的時(shí)候復(fù)位一次，當(dāng)按鍵按下的時(shí)候系統(tǒng)再次復(fù)位， 如果 釋放后再按下，系統(tǒng)還會(huì)復(fù)位。所以可以通過按鍵的斷開和閉合在運(yùn)行的系統(tǒng)中 控制其復(fù)位。開機(jī)的時(shí)候?yàn)槭裁磿?huì)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(jī)的電源是5V，所以充電到0.7倍即為3

4、.5V），需要的時(shí)間是10K*10UF=0.1S。也就 是說在單片機(jī)啟動(dòng)的0.1S內(nèi)，電容兩端的電壓時(shí)在03.5V增加。這個(gè)時(shí)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(jī)中 小于1.5V的電壓信號(hào)為低電平信號(hào)，而大于 1.5V的電壓信號(hào)為高電平信號(hào)。 所以在開機(jī)0.1S內(nèi)，單片機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位（RST引腳接收到的高電平信號(hào)時(shí)間 為0.1S左右）。按鍵按下的時(shí)候?yàn)槭裁磿?huì)復(fù)位：在單片機(jī)啟動(dòng) 0.1S后，電容C兩端的電壓 持續(xù)充電為5V，這是時(shí)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(shí)候，開關(guān)導(dǎo)通，這個(gè)時(shí)候電容兩端形成了一個(gè) 回路，電容被短路，所以在按鍵按下的這個(gè)過程中，電容開始釋放之前充的電量。 隨著時(shí)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(gè)時(shí)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(jī)系統(tǒng)自動(dòng)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(gè)電容和一 個(gè)電阻并聯(lián)再串聯(lián)一個(gè)電容的二端網(wǎng)絡(luò) 電工學(xué)上這個(gè)網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)諧振點(diǎn) 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(gè)頻率的距離相當(dāng)?shù)慕咏?在這個(gè)極窄的頻率范圍內(nèi) 晶振等效 為一個(gè)電感 所以只要晶振的兩端并聯(lián)上合適的電容它就會(huì)組成并聯(lián)諧振電路由于晶振這個(gè)并聯(lián)諧振電路加到一個(gè)負(fù)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(gè)振蕩器的 頻率也不會(huì)有很大的變化晶振有一個(gè)重要的參數(shù)那就是負(fù)載電容值選擇與負(fù)載電容值相等的并聯(lián) 電容 就可以得到晶振標(biāo)稱的諧振頻率一般的晶振振蕩電路都是在一個(gè)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(gè)電容分別接到晶振的兩端 每個(gè)電容的另一端再接到地 這兩個(gè)電容串聯(lián)的容量值就應(yīng)該等于負(fù)載電容 請(qǐng)注意一般IC的引腳都有

7、等效 輸入電容這個(gè)不能忽略一般的晶振的負(fù)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(gè)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(jī)提供工作信號(hào)脈沖的這個(gè)脈沖就是單片機(jī)的工作速度比如12M晶振單片機(jī)工作速度就是每秒12M當(dāng)然單片機(jī)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(jī)的腳XTALO和腳XTAL1構(gòu)成的振蕩電路中會(huì)產(chǎn)生偕波（也就 是不希望存在的其他頻率的波）這個(gè)波對(duì)電路的影響不大 但會(huì)降低電路的時(shí)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(gè)10pf-50pf的瓷片電容

8、接地來削減偕波對(duì)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(jì)算公式P0 口的上拉電阻：P0 口作為I/O 口輸出的時(shí)候時(shí) 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(fù)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(gè)上拉電阻給負(fù) 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(dòng)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(jī)的P0 口在作為地址/數(shù)據(jù)復(fù)用時(shí)不接上拉電阻。2. 作為一般的I/O 口時(shí)用時(shí)，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(dòng)PNP管子的時(shí)候，就不需要上拉電阻，因?yàn)榇藭r(shí)的低電 平有效；4.當(dāng)P0 口用來驅(qū)動(dòng)NPN管子的時(shí)候，就需要上拉電阻的，因?yàn)榇藭r(shí) 只有當(dāng)P0為1時(shí)候，才能夠使后級(jí)端導(dǎo)通。