动动手，做一个单片机最小系统（初学者福利）

本文详细讲解单片机最小系统原理、设计和制作过程以及程序下载方法，单片机入门全在这里了。赶快按照本文方法，自己动手做一个单片机最小系统吧！

单片机最小系统，是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统，是单片机可以正常工作的最简单电路。下面以全宇宙最火的51单片机（高等院校、高职高专大量电类专业小鲜肉都靠这个入门呢）为例，做一个单片机的最小系统，包括电源电路、时钟电路、复位电路和程序存储器选择电路。先来围观一下单片机引脚吧。

51单片机管脚图

引脚太多太乱记不住，怎么办？记住下面两幅图就OK了。

管脚逆时针排序

四个端口速记图

电源电路

引脚VCC（引脚40）接+5V电源，引脚GND（引脚20）接地线。为提高电路的抗干扰能力，可选择一个0.1μF（器件标注为104）的瓷片电容器和一个10μF的电解电容器跨接在引脚VCC和接电线之间。

时钟电路

系统时钟是一切微处理器内部电路工作的基础，STC89C52单片机的时钟频率范围为0~33MHz。单片机内部有一个可以构成振荡器的放大电路。在这个放大电路的对外引脚XTAL2（引脚18）和XTAL1（引脚19）接上晶振和电容器就可以构成单片机的时钟电路。常用的时钟电路有内部振荡方式和外部振荡方式，电路如图所示。

晶振产生时钟

时钟电路由晶振CYS和电容C1与C2组成。单片机的时钟频率取决于晶振CYS的频率。电容器C1与C2的取值范围为30~50pF。时钟电路采用晶振的目的是提高时钟频率的稳定性。51单片机最小系统晶振CYS可以采用12MHz、11.0592MHz、6MHz等，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。也可使用外部时钟脉冲产生电路，但很少这样用。

外接时钟电路

复位电路

如果51单片机的引脚RST（引脚9）保持24个时钟周期的高电平，单片机就可以完成复位。通常为了保证系统可靠复位，复位电路应使引脚RST保持10ms以上的高电平。只要引脚RST保持高电平，单片机就可以循环复位。当引脚RST从高电平变为低电平时，单片机退出复位状态，从程序空间的0000H地址开始取指令并执行用户程序。常用的复位电路有上电自动复位和手动复位方式，电路如图所示。

上电复位

手动复位

复位电路由电容串联电阻构成，由于“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。一般推荐C 取10μF，R取10kΩ。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。

程序存储器选择电路

51单片机兼容芯片具有多种容量的内部程序存储器的型号，因此在使用中通常不需要在扩展外部程序存储器，这样在单片机应用电路中

最小系统电路

单片机最小系统电路如图所示。

二、单片机最小系统制作

单片机最小系统所需器件:

STC89C52单片机、1kΩ电阻、10kΩ电阻（2只）、10μF电解电容、30pF电容（2只）、12MHz晶振、按键开关、洞洞板、排针。

所需工具 ：电烙铁、万用表。

注意事项:

·单片机缺口标记的左上方为1号引脚，逆时针排列为1～40引脚；

·电阻的大小按照色环标记区分（色环电阻识别方法可参考；

·电解电容要注意正负极不要反接；

·所有器件要看清位置再焊接；

·注意按键开关的引脚四个引脚之间的开闭关系：

开始制作

1. 准备好万用板和IC插座-40P

洞洞板和插座

2. 开始焊接，注意焊点焊锡不要太多。

开始焊接

3. 焊接完成，注意单个焊点焊接时间不要过长，2-4秒为宜。

继续焊接

4. 将晶振放置于IC插座内，并与16、18号脚平齐，离板面一两毫米。

焊接晶振

5. 将瓷片电容放至于板上，与晶振两脚平齐，注意靠晶振的一面不要和晶振外壳接触。焊接好的瓷片电容，将瓷片电容的另外两脚相连，连接至IC插座的40管脚。

焊接电容

6. 将瓷复位电路里的电阻和电解电容放置于IC插座内，注意电解电容的极性，负极和插座的9脚平齐。焊接好的复位电路，将电解电容的负极和9脚还有电阻相连，电阻的另一脚和地线相连（即40脚）。

焊接复位电路

7. 使用片内存储器，将单片机的EA接VCC即31脚和40脚相连。在单片机两边放置好单排插针，方便扩展。

基本完成

8. 焊接好的单排插针。在单片机的P1.0口，接上电阻和发光二极管，注意LED的阴极连单片机的管脚。

焊接插针引出IO口

9. 放置好复位按键并焊接。

复位按键

10. 插上单片机的最小系统实物如图所示。

焊接完成

三、程序下载方法

51系列单片机都可以使用串口下载程序，即ISP下载。串口分为电脑的串口和单片机的串口。每个单片机都有串口，外部表现为2个引脚，即RXD和TXD。以前，每个电脑上都有串口，现在，家用型电脑已经不配置串口，只有工控电脑还带有串口。但是，电脑不带串口并不会影响下载程序，你不必非要买一个带有串口的电脑。因为现在市面上，有一种线，叫做“USB转串口线”，它可以把你电脑的USB口变成串口，和以前电脑上的串口外表和功能一模一样。

USB转串口线

DB9串口头一共9个引脚，其中两个是RXD 和TXD，需要注意的是，这里的RXD TXD不能直接和单片机的RXD TXD连接。因为电脑串口的高低电平是+15V和-15V，而单片机的高低电平是5V和0V，也就是电平不匹配。如果要在两者之间实现通信，就要用到电平匹配芯片max232或者sp232。232芯片上面有分别连接单片机和电脑串口的RXD和TXD，它起到一个中介的作用。单片机----232芯片----电脑串口，这样就可以下载程序了！

除了上面的方法，还有一种现在最为流行的也是应用非常广泛的下载接法。那就是利用USB转TTL芯片。TTL可以暂时理解为单片机电平，这种芯片可以直接将电脑串口转换成和单片机连接的RXD、TXD信号。例如：PL2303 、CH340、CP2102等。其中CH340为国产芯片，是在国内应用最广泛的USB转TTL芯片。

使用CH340芯片的USB转串口程序下载板如下图所示。

U口转串口板

USB转串口下载板驱动程序的安装

STC单片机程序下载软件STC-ISP

程序下载过程

单片机下载连线

程序下载成功

至此，将单灯点亮程序下载到单片机中，单片机最小系统通电运行，LED灯点亮，表示最小系统运行正常。

本文讲了最小系统原理、设计和制作、程序下载方法，单片机入门全在这里了。赶快按照本文方法，自己动手做一个单片机最小系统吧！

单片机之路—51单片机最小系统搭建

一、STC12C5A60S2单片机介绍

本次搭建的最小系统选择的是STC12C5A60S2单片机作为控制核心，该单片机性能如下：

1、指令代码完全兼容传统8051，速度是传统单片机的8-12倍；

2、单片机内部集成MAX810专用复位电路；

3、2路PWM—可用于控制直流电机的转速；

4、8路高速10位A/D转换—不需要另外增加AD转换芯片，可以直接采集电压传感器的状态；

5、60K字节用户应用程序空间，传统8051才4K；

6、有EEPROM功能，可用于掉电是保存数据；

7、两个串口

8、共4个16位定时器

二、STC12C5A60S2单片机最小系统

STC12C5A60S2单片机最小系统组成非常简单，包括一个电源电路、一个复位电路、一个晶振电路。电源电路由一个10uF的电容和一个100nF的电容组成，这两个电容的作用主要是滤波，使得电源更加稳定。大电容滤低频，小电容滤高频。复位电路由一个10uF的电容和一个10K的电阻组成，上电需要给10uF的电容充电，电路中的10K电阻把单片机复位引脚拉低为低电平，单片机产生复位。晶振电路由两个30pF的电容和一个11.MHz的晶振组成，晶振是给单片机提供脉冲时钟源的，可以理解为单片机内所有的执行都按照晶振提供的时钟节拍在运行，两个30pF的电容是为了让晶振更加容易起振。实际中为了方便下载程序和体现程序是否正常运行，还需要增加程序下载电路和LED灯电路。

STC12C5A60S2单片机最小系统

二、物料清单

三、 走线设计与焊接

在焊接之前需要在PCB布线软件Altium Designer中换出PCB走线，这样可以保证焊出来的电路板布线整齐、美观。

1、按照准备焊接的洞洞板大小画在PCB文档编辑界面画一个洞洞板模型。

万用板模型

2、从已经画好的原理图中把元器件导过来、元件布局、布线

布好线的PCB图

3、按照画好的线开始焊接，焊接的时候先把51单片机最小系统部分线焊好，焊好后需要测试是否能够下载程序，是否能够点亮LED灯。

焊好的电路板

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