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。

跟电师傅学单片机（5）：时钟电路与复位电路

头条号：电工人家，专门请电师傅讲解单片机应用技术，倾力奉献，机会难得，力求做到图文并茂、通俗易懂。欢迎电工电子爱好者关注和阅读，留言讨论，共同学习与提高，分享和普及电知识。

课前一语：人生如逆旅，我亦是行人。驾驭命运的舵是奋斗，不抱有一丝幻想，不放弃一点机会，不停止一日努力。

一：时钟振荡电路

时钟振荡电路

单片机8051管脚：

18脚：XTAL2

19脚：XTAL1

电路元件参数配置：

晶振（石英晶体）：一般是6-12MHZ

C1-C2:一般是20-30PF瓷片电容

电路功能：

只要单片机电路接通电源，时钟电路开始振荡工作，就为单片机提供源源不断的时钟脉冲。

单片机内部都是由许多触发器等构成的时序电路组成的，只有通过时钟才能使单片机一步步地工作。

单片机时钟信号好比是单片机的心脏,单片机时钟频率决定了单片机运行一个指令周期所需的时间。

二：复位电路

1：上电复位电路

上电复位电路

单片机8051管脚：

9脚：复位引脚

40脚：VCC，一般接DC+5V

20脚：VSS接地脚

电路功能：

电路通电瞬间对电解电容充电，由于电解电容上的电压不能突变，相当于瞬间短路，也就是5V高电平通到单片机复位脚 上，电容在慢慢充电过程（RC乘积时间），复位脚上的电压会慢慢降低。只要复位脚上的高电平时间保持在2微秒（2us)就能可靠地复位（外部时钟为12MHZ时）.。

2：上电复位电路+手动复位电路

上电复位电路+手动复位电路

在上图自动上电复位电路的基础上增加了一个轻触开关按钮和一个200欧电阻，实现手动复位功能。有时单片机运行出错时，比断电复位方便得多。

相关问答

标准51是12T的,就是说12个时钟周期(晶振周期,例如12M的,周期是1/12M,单位秒),机器做一个指令周期,刚好就是1/12M*12=1uS,常见指令例如nop就是一个周期,...所...

所以我们只要计算出需要计数的数,用定时计数器的最大值减去该值即可。现在很多单片机有溢出自动赋初值功能,比较方便。二、向下定时计数器举例当放入155毫升...

应该是51单片机吧,那我按照51的步骤来说。首先51单片机机器周期的计算方式=12/晶振(Hz),单位秒(s),你的6MHz晶振那么就是12/6M=2us,而计数器每一个机器周期...

65535是16进制的FFFF,是51单片机定时器最大值,就是最大65535us,=65.535ms,计数器初值设置50ms,65536-50000=15536=3CB0H,,使用一个计数器计数20...

[最佳回答]51单片机在内部要对晶振12MHZ,所以12M晶振除以12就是1M,即1秒钟有1M个时钟周期,每个时钟周期就是10^-6秒,即1us.TH0和TL0分别为定时器T0的高八位和...

CPU的主频大家都知道吧,记得上大学那会装的第一台电脑用的是433MH主频的CPU。现在主流CPU主频一般是3GHz,运算速度已经提升了很多个数量级了。单片机集成了CPU...

[最佳回答]8051的时钟周期即CPU的晶振的振荡频率的振荡周期(频率的倒数).振荡频率为6MHZ时,振荡周期=1/6MHZ=0.1667us机器周期是完成一个基本操作的时间单元,...

65535US。方式1为16位计数器,12分频后是1MHZ,16位计数器最大是65535,所以(65535/1M)*10的6次方=65535us65535US。方式1为16位计数器,12分频后是...

单片机在不同的工作方式下,计数器的位数不同,因而最大计数值也不同。现在设最大计数值为M,那么在各方式下的M值如下;方式0:M=2^13=8192方式1:M=2^16=6553...

PIC系列单片机只有一个中断入口(004H),所有的中断都通过该入口进入中断服务子程序,至于是哪一个中断源,只有在进入中断服务子程序后查询中断标志才...