设计与开发

最少的单片机 只有8个引脚的单片机,片上资源丰富,性价比高,只有不到一块钱

小编 2024-10-31 设计与开发 23 0

只有8个引脚的单片机,片上资源丰富、性价比高、只有不到一块钱

说起单片机,大家都想到的是引脚数众多,体积较大,如48引脚的LQFP48、100引脚的LQFP100,40引脚的DIP40等。但是在做一些小项目的时候,需求简单功能不复杂,用多引脚单片机比较浪费,这时候该怎么办?有没有一些不需要太多的片上资源、引脚较少、价格便宜的单片机?

1- 8引脚单片机

ST的8引脚单片机

半导体巨头ST就推出了只有8个引脚的单片机。之前提到8引脚的单片机,大家马上就联想到Microchip,该公司推出的8引脚单片机较早。但是PIC系列的单片机编译器众多,不同系列的单片机需要安装不同的编译器,而且下载器不通用,比较昂贵,如ICD3系列市场价在800-1000左右,这就让很多用户望而却步了。

2-多引脚单片机

ST所推出的8引脚单片机为STM8S001,属于STM8S系列,该单片机将以极高的性价比服务于广大用户。全新的 STM8S001 采用小型工业标准的 SOP8 封装,在内核处理速度、系统控制、存储器大小、通信外设及模拟功能方面实现最佳配置与优化。

单片机的基本参数和参数

该单片机的基本参数如下:

内核和片上资源

内核为STM8,主频16MHz,,三级指令流水线,工作电压2.95-5.5V,5个IO口,有两个定时器,有三种低功耗模式:wait,active-halt,halt。

存储空间

具有8KB的Flash, 1KB的RAM, 128字节 EEPROM。

通信接口和片上资源

具有UART, SPI, I2C各一路,3通道10位ADC,具有5个可配置的外部中断,下载接口为SWIM方式。

3-片上资源

单片机最小系统的搭建

单片机的最小系统包括电源电路、晶振电路、下载电路、复位电路等。STM8S001具有三个可选择的时钟源:1)HSE;2)HSI;3)LSI,如果对时钟频率的精度要求不高可以选择内置时钟。下载接口为SWIM单总线方式可以使用STLINK来实现。其最小系统原理图如下图所示。

4-最小系统电路图

编程环境和下载方式介绍

该芯片的内核为STM8,所以可以使用IAR for STM8,该编程环境专门用于STM8系列单片机,界面清爽,易于操作。

5-IAR Workbench

下载工具使用STLINK-V2即可,只需要和单片机连接SWIM和GND即可,连线简单,还可以实现在线仿真,大大提高代码的调试效率。

6-STM8S001电路板

STM8S001是一款性价比极高的单片机,适用于需求简单、功能不复杂的产品开发,批量价格不到1元钱,大大节省了产品成本。

全是干货!!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.

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:

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。

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。

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