52系列单片机全是干货！！单片机最小系统详解|技术文档|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

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。

了解51单片机

大家好我是小火，想学习单片机的同学可以关注、私信我。今天我们就来聊聊51单片机，单片机发展到今天型号种类繁多，而且随处可见，像我们的电饭煲、遥控器、洗衣机都是单片机在内部控制，这些产品使用的单片机是属于定制的，并不是我们学习时使用的单片机。除此不同品牌的单片机芯片采用的内核也会不同，比如INTEL公司的MCS-51内核（代表芯片：AT89系列、国产STC系列等），ARM公司的高性能”Cortex-M3”内核（代表芯片：STM32系列）等。由于内核的差异，使得他们在使用中也会不一样。

我个人推荐51单片机中的STC89C52是很不错的选择，而且相对容易学习。那么我们就以这款芯片为例介绍51单片机。

芯片介绍：

1.STC89C52是STC公司（宏晶）生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K字节系统可编程Flash存储器，使用MCS-51内核，指令代码很好的兼容传统8051。

2.工作电压范围在3.3V~5.5V之间，相对的电压越高，工作电流也会更大，功耗也会越大。

3.通用I/O 口有32个，复位后为：P1/P2/P3 是准双向口/弱上拉， P0 口是漏极开路输出，作为 I/O 口用时，需加上拉电阻。

4.工作频率范围：0～40MHz，相当于普通8051 的0～80MHz，实际工作频率可达48MHz，单片机工作频率取决于晶振频率，常用的两种是12MHz、11.0592MHz。

5.ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），可通过串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下载用户程序。在学习过程中，我们只要使用ISP即可，也就是制作好电路板之后，只要把RxD/P3.0,TxD/P3.1通过排针引出来，我们的开发板可以直接通过USB-TTL把程序烧录到单片机。

6.共3 个16 位定时器/计数器。分别是定时器T0、T1、T2

我们要学习使用这块芯片就需要了解这款芯片的引脚图。

1，I/O口

I/O口就是输入输出口，是单片机用来输出或者输入信号的端口。STC89C52共有四组（P0、P1、P2、P3），每组8个（每组I/O口能同时输出8位二进制数。其CPU计算时的数据宽度正好也是八位，所以该芯片为8位控制器），共32个I/O口。单片机所有I/O口默认状态都是高电平，除非在程序里将其置0，这样的设定可以让单片机运行更稳定。

一般情况下，I/O口都会连接上拉电阻，目的有两个，一是使单片机运行稳定，二是提高单片机驱动能力；为了让单片机能承受更大的负载。上拉电阻用10K的9P排阻（其大小在1~10K都可，电阻小可提高驱动能力，电阻大可以降低功耗）。它有9个引脚，一个为公共端，另外八个引脚与I/O口相连。其结构及接线图如下图所示。注意，除了上拉电阻，还有下拉电阻，上拉电阻的公共端是接VCC，下拉电阻的公共端是接GND。

2.时钟电路

这里的时钟并不是我们所说的钟表，而是指一种信号。通过学习数电了解到，在逻辑电路中，必须依靠时钟信号才能工作，单片机其实就可以看成就是一个集成化的逻辑电路。所以我们需要外接时钟电路，来让单片机工作。

时钟电路的核心是晶振，它是一种可以产生稳定震荡频率的电子元件。它的基本参数是震荡频率，单位为MHz，其参数决定了单片机的工作频率。其数值一般刻在晶振元件上面。常用的单片机晶振主要有12.000MHz和11.0592MHz，当程序中使用了定时器，使用11.0592MHz晶振可以定时更准确。

时钟电路除了晶振还有两个瓷片电容（30pF），这两个电阻可以起到微调频率的作用。

晶振电路有两个端口XT1和XT2，将这两个端口分别与单片机的18脚（XTAL2）、19脚（XTAL1）相连即可为单片机提供时钟信号（这两个端口没有顺序，可以随意连接）。

3.复位电路

复位电路的目的是重启单片机，使单片机进入初始化，重新开始执行程序。当单片机因程序问题出现故障（比如程序中出现不可控的死循环），可通过复位电路向单片机第9脚RET发送一个复位信号，单片机就可自行复位。这个复位信号是一个连续2个机器周期（24个时钟周期）的高电平。也就是单片机的RES脚如果连续两个机器周期都是被置于高电平，单片机就会自动复位。

希望以上的知识能够给大家提供帮助，这期我们先分享到这里，觉得有用的可以给个三连！想要学习的资料的可以私信我。