单片机最小系统的介绍

昨天我们讲述了如何用单片机点亮一个LED灯，其实细心地朋友会发现，在昨天的电路图中其实有一部分会感到很陌生，我们来回顾一下，如下图。

电路图

左下角是不是有三个原件，这三个就是C1、C2、Y1，乍一看给人感觉好像没什么作用，实际上这三个不起眼的家伙却对单片机起着决定性作用，这就是今天要介绍的——51单片机最小系统。

那么什么是最小系统呢？最小系统就是使单片机工作的最低配置，有了最小系统可以外加许多模块，增强其功能，像上图加的一个LED就是对其功能的一个扩展。

在51单片机中最小系统包括复位电路、时钟系统、电源系统

复位电路

复位电路的作用就是让单片机从头开始运行，在C语言中体现在main函数开头的位置，起作用时让引脚9（RST引脚）出现两个机器周期以上的高电平。

时钟系统

时钟系统的作用是产生固定的频率信号，相当于人的心脏（可以想象其作用之大），它的原理就是形成一个振荡电路（振荡电路由电容C1、C2、晶振Y1(与上图X2为一种)组成），产生一个固定频率，使单片机能够工作，这就是开头所说起绝定性作用的原因。

电源电路比较简单，直接用5V电源把单片机的VCC接到电源正，GND接到电源负（这里不再展示原理图）。

在实际应用中，光有最小系统还不够，还会加一些指示灯，在P0口加上一个上拉电阻（约10K欧9脚排阻，由于P0口不能产生高电平，其他口则不用），如果我们需要把写好的程序下载到里面的话还需要一个下载器等等。

排阻

CH340下载器

最后来一张制作成功的图片

51最小系统

51的学起来还是比较简单的，ARM的最小系统就比51最小系统复杂好多倍，通常ARM最小系统是由SDRAM、Flash、调试接口、时钟、电源、复位等组成，每一部分也都比51要复杂，复杂度一增加相应的开发成本就会增加，在产品中如果对实时性要求不是特别高，考虑到成本原因，用51是比较好的选择，我也会坚持每天给大家介绍基于51的一些产品。

PS:基于昨天用单片机点亮一个LED那篇文章，有网友觉得点亮一个LED灯不过瘾，借鉴于此，明天为大家介绍一下使用LED比较多的爱心流水灯(30个灯)，光立方(512个灯)，为大家带来一个视觉盛宴。

详解单片机最小系统

单片机工程师在面试的过程中，经常会碰到一些相同的问题，笔者总结了十个提问率较高的问题，供大家参考。现在我们来分析单片机工程师常遇面试问题之四：请画出一款单片机的最小系统？

我们先从字面意思来理解这个题目，最小系统可以理解为让单片机工作的最简单的线路，其实单片机的最小系统可分为三部分：1-电源部分；2-晶振部分；3-复位部分。下面我将为您详细分析这三个部分。

首先我们来看一下单片机最小系统的简图，如图（1）。这个是作者亲手画的，是不是觉得外围器件很少？其实单片机有了这些外围器件就可以工作了，看到这里，是不是觉得很简单？其实这里面还是很有学问的滴！！

图（1）单片机最小系统

我们来看电源部分，单片机供电时有范围的，这个范围要去查找单片机的参考手册才知道，常用+3.3V和+5V电源供电。以STM8S003F3为例子，如图（2），从手册上来看，我们可以清楚的了解到这颗单片机供电范围是2.95V-5.5V，但是如果输入电压不在这个范围呢，比如说是+12V,那这个时候就不能直接给单片机供电了，我们需要把这个+12V电源转换成单片机输入电压的范围。这个时候就需要增加一个稳压IC了，比如HT7533-1这颗IC，它的输入电压范围是+3.3-30V，输出为3.3V。这样我们就可以稳定为单片机提供一个3.3V的电源了，稳压线路参考图（3）。

图（2）单片机输入电源范围

图（3）HT7533-1稳压线路

晶振之于单片机就相当于心脏之于人一样，晶振为单片机提供一个"心跳"，不同的是人的心跳只有60-100Hz左右，而单片机的心跳却可以很高并且可以根据需要做出改变（不能超过单片机最高时钟频率）。现在单片机基本上都有内部晶振，相对于外部晶振来说，内部晶振误差会大一点，一般在3%左右，但这个内部晶振可以满足绝大部分需求，增加外部晶振一般是为了减少系统时钟误差或者让单片机达到更高的主频。单片机会有两个引脚为外部晶振的输入口，如图（1）所示，晶振的两端接这两个IO口，并分别在竞争的两端接电容到地，这两个电容取值在10~30P之间即可，作用是过滤掉晶振部分的高频信号，让晶振工作的时候更加稳定。具体线图可以参考图（4）。

图（4）晶振线路

单片机上电需要进行一次复位，所以单片机最小系统需要外加上电复位电路。单片机会有一个复位引脚，一般为低电压复位，即输入为低电平的时候，单片机复位。如图（1）所示，上电复位电路为一个10K电阻和一个104电容组成，这个电路的工作原理是什么呢？下面我们来具体分析一下：当单片机开始上电时，由于电容两端电压不能突变，所以电容的的电压会通过这个10K的电阻充电而上升到VCC电压，也就是说单片机复位引脚有一段时间为低电平，如果这个低电平时间超过单片机复位所需要的时间，那么单片机在上电的过程中便会复位一次，所以这个电阻和电容的值时不能随便选的，一般用10K和104即可。参考电路如图（5）

图（5）复位电路

下图时作者所画STM8S003F3 demo线路图，如有需要的小伙伴可以关注作者，并且在文章评论区留言即可，作者将会把下载链接分享给你，谢谢~~

STM8S003F3 Demo

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