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可以工作的系统.
对51系列单片机来说,最小系统一般应该包括: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.
文章插图
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,可以知道,当系统一上电,RST脚将会出现高电平,并且,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,所以,适当组合RC的取值就可以保证可靠的复位.一般教科书推荐C 取10u,R取8.2K.当然也有其他取法的,原则就是要让RC组合可以在RST脚上产生不少于2个机周期的高电平.至于如何具体定量计算,可以参考电路分析相关书籍.
晶振电路:典型的晶振取11.0592MHz(因为可以准确地得到9600波特率和19200波特率,用于有串口通讯的场合)/12MHz(产生精确的uS级时歇,方便定时操作)
单片机:一片AT89S51/52或其他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.
一、复位电路
复位电路的用途
单片机复位电路就好比电脑的重启部分 ， 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 。单片机也一样，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 。
单片机复位电路如下图：
文章插图
复位电路的工作原理
在书本上有介绍，51单片机要复位只需要在第9引脚接个高电平持续2US就可以实现 ， 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 ， 如果释放后再按下 ， 系统还会复位 。所以可以通过按键的断开和闭合在运行的系统中控制其复位 。
开机的时候为什么为复位
在电路图中，电容的的大小是10uF ， 电阻的大小是10k 。所以根据公式，可以算出电容充电到电源电压的0.7倍(单片机的电源是5V，所以充电到0.7倍即为3.5V)，需要的时间是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增加 。这个时候10K电阻两端的电压为从5~1.5V减少(串联电路各处电压之和为总电压) 。所以在0.1S内 ， RST引脚所接收到的电压是5V~1.5V 。在5V正常工作的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 。所以在开机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) 。
按键按下的时候为什么会复位
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处于低电平所以系统正常工作 。当按键按下的时候，开关导通，这个时候电容两端形成了一个回路 ， 电容被短路，所以在按键按下的这个过程中，电容开始释放之前充的电量 。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，所以RST引脚又接收到高电平 。单片机系统自动复位 。
二、总 结
1、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，即可实现复位，所以电路中的电容值是可以改变的 。
2、按键按下系统复位，是电容处于一个短路电路中，释放了所有的电能，电阻两端的电压增加引起的 。
三、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，一般采用10~30uF，51单片机最小系统容值越大需要的复位时间越短 。
2.51单片机最小系统晶振Y1也可以采用6MHz或者11.0592MHz，在正常工作的情况下可以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C2、C3一般采用15~33pF，并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，作为输出口时需加上拉电阻，阻值一般为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 。
【单片机最小系统原理图简述】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 。由于检测一个从1到0的下降沿需要2个机器周期，因此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 。
推荐阅读
- 壁挂炉地暖设置多少度合适？
- 如何在A4纸上打印大字 word字体怎么调大
- 运营必备的网站和软件大全
- 车停路边被撞肇事逃逸 车停在路边被撞怎么办
- 粉蒸排骨下面放什么菜 粉蒸排骨要蒸多久
- 国产杀毒软件排名前十有哪些哪个最好？
- 电脑上有哪些免费的PS软件哪个好用？
- 考摩托车驾驶证3天拿证 摩托车驾驶证多久
- 网络地址分类及范围分享