单片机最小系统的讲解

单片机最小系统的讲解

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单片机最小系统顾名思义就是单片机最小应用系统，就是以最少的原件组成的单片机可以正常工作的一个系统。

单片机最小系统主要包括三个部分：电源、晶振、复位电路。

电源：这里我们选用的是STC89C52，它需要5V的供电系统。 40引脚接的是+5V，通常也称为VCC或VDD，代表电源正极。 20引脚接的是GND，代表电源负极。

晶振（晶体振荡器）：为单片机系统提供基准时钟信号，单片机内部所有的工作都是以这个时钟信号为步调基准来进行工作。 STC89C52单片机的18引脚和19引脚是晶振引脚，接了一个11.0592MHｚ的晶振，每秒震荡１１０５９２００次，晶振外需要加上两个ｐＦ的电容，电容的作用是帮助晶振起振，并维持震荡信号的稳定。

复位电路：

单片机复位电路

稳态时：电容隔离直流，隔离了＋５V。复位按键是弹起状态，复位按键下面部分电路就不产生电压差,所以按键和电容以下部分的电位都是和GND相等的，也就是0V。我们使用的单片机是高电平复位。，低电平正常工作，所以正常工作的电压是0V。

没有电到上电瞬间：电容上方电压是5V，下方是０V,根据电容的相关知识我们可以知道，电容要进行充电,正离子从上往下充电，负电子从GND往上充电，这时电容对电路来说相当于一根导线，全部电压都加在电阻上,RST端口位置的电压就是5V.随着电容充电越来越多，电流会越来越小，而RST端口上的电压值等于电流乘以电阻的阻值,因此也就会越来越小，一直到电容完全充满后，线路上不再有电流，这时RST和GND的电位就相等了，也就是0V。

上电复位：单片机系统上电后,RST引脚会先保持一小段时间的高电平而后变成低电平。复位时间计算：t = 1.2RC

按键复位(即手动复位)有两个过程,按下按键之前,RST的电压是0V,当按下按键后电路导通，同时电容也会在瞬间进行放电，芯片处于高电平复位状态。松开按键后和上电复位类似,先是电容充电,后电流逐渐减小直到RST电压变0V。按下按键的时间通常都会有几百毫秒,这个时间足够复位了。

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经典的51单片机最小系统电路原理图：国产STC系列（51内核）

什么是51单片机？1980年，Intel推出了首款单片机8051，之后又陆续推出了与8051指令完全相同的8031、8032、8052等系列的单片机，初步形成了MCS-51系列。 1984年，Intel出售了51核，此后，世界上出现了上千种51单片机，如爱特梅尔、飞利浦，华邦，还有国内的宏晶（STC micro）等。51单片机泛指所有兼容 8051指令的单片机。

51单片机过时没？还远远没有，51单片机在已经诞生将近40年后仍然具有强大的生命力，国内国外都还在大量生产以51为内核的单片机，这其中就有国内的宏晶（STC）。这类单片机不仅价格十分便宜，而且性能不差，常规的应用场合都没问题，据说某军事大国把STC单片机都用到了无人机上。

言归正卷，本文给大家呈献的是STC单片机的最小系统原理图：

该单片机在VCC引脚上给它5V电，这就够了，不需要其它附加电路。

该单片机的程序下载是通过P3.0和P3.1两个引脚实现的，利用的是这两个引脚的串口功能。因此这两个引脚在实际应用时一般用作串口功能，不做其它用途。当然，如果引脚数量比较紧张，必须启用这两个引脚，也不是不可以，但尽量用作输入口。

图中框框部分是程序下载器电路，可以直接设计到产品电路板上，以后就可以直接用USB口下载软件；也可以将其省略，只是在下载软件时必须通过一个下载器进行。实际上下载器内部电路就是这个图框里面的电路。如果你把这个框框里面的电路做成电路板，就可以自己做一个程序下载器。

有个问题，单片机的工作时钟从哪里来？之前8051那时候的单片机一般都需要外部晶振电路提供工作时钟，然而现在单片机一般在芯片内部都集成了RC振荡电路，通过软件可以启用单片机内部的RC振荡器脉冲作为单片机的内部工作时钟，这样不仅电路简单，而且还节省了产品的成本。不过在一些精度要求比较高的应用场合，例如对外异步串口通讯、电子钟等，对时钟精度要求比较高，这时候就必须用外部晶振电路了。

结束语：单片机起源于51，世界上最经典的单片机非51莫属，至今我还有很多项目都是用51单片机做的，除了成本考虑之外，现在很多芯片厂家已经在51内核基础上扩展了很多非常实用的外设（例如LIN和CAN通讯模块，增强型PWM模块，电机控制和驱动模块等等），这用起来其实很方便

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