51单片机最小系统解读
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文章目录
- 前言
- 一、51单片机最小系统模块构成
- 二、电源电路
- 1.电源引脚
- 三、时钟电路
- 1.时钟引脚
- 2.晶振(时钟电路)
- 3.时钟电路小tips
- 四、复位电路
- 1. 按键复位
- 2. 上电复位
- 总结
前言
在学习51单片机的时候我们最先接触到的就是单片机最小系统,单片机最小系统又叫最小应用系统,顾名思义就是能够使单片机实现简单运行的最小元件的组合。
提示:以下将以51单片机最小系统为例进行介绍
一、51单片机最小系统模块构成
二、电源电路
一个系统的正常工作离不开电源,单片机常见的电源电压分为5V 和低功耗的3.3V。本文介绍的是STC89C51这款芯片,该芯片是在5V电压下正常工作。
1.电源引脚
VCC(VDD):第40脚,电源端,接+5V电源,用于给整个系统供电。
VSS(GND):第20脚,接地端,接GND端。
EA :第31引脚,EA为片外程序存储器选用端,该引脚低电平时,选用片外程序存储器,高电平或悬空时选用片内程序存储器。
三、时钟电路
1.时钟引脚
XTAL1(Pin18):片内振荡电路的输出端
XTAL2(Pin19):片内振荡电路的输入端
2.晶振(时钟电路)
晶振通常分为无源晶振和有源晶振两种类型,无源晶振一般称之为 crystal(晶体),而有源晶振则叫做 oscillator(振荡器)。
我们现在常见的都是无源晶振,无源晶振价格低且没用特定的工作电压限制,但是无源晶振不能自己起振,需要借助外围电路的力量才能工作。而有源晶振是一个完整的谐振振荡器,不需要外接其他器件,只要给它供电即可。
3.时钟电路小tips
- 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。
- 在硬件电路设计时,把电容离晶振越近的位置摆放越好且晶振离单片机越近越好。
四、复位电路
1. 按键复位
当单片机启动后,电容C3两端的电压持续充电为5V,这时R210k电阻两端电压为0V,RST处于低电平状态所以系统正常工作。当按键按下时,开关导通,这时电容两端形成回路,电容短路,开始释放电量,这时电压从5V降到1.5V甚至更少,此时10k电阻两端电压为3.5V甚至更大,所以RST引脚又接到高电平,单片机系统自动复位。
单片机中 默认5V为高电平即1 ,1.5V为低电平即0
2. 上电复位
如图所示,该电路是由一个10uf的极性电容和一个10k的电阻构成。
在单片机上电的瞬间,电容两端电压从0-3.5V不断增加,电阻两端电压从5V-1.5V不断减少,所以RST引脚所接收到的电压是5V-1.5V的过程,也就是从从高电平(1)到低电平(0)的过程所以单片机实现了自动复位。
在51单片机中,只需要给RST(9引脚)加上两个周期的高电平即可复位,当单片机上电那一刻起,默认复位一次。单片机复位相当于电脑的重启。
总结
51单片机最小系统大概就如上所诉,在硬件电路设计的时候只需要注意电阻电容选型和参数,以及摆放位置即可。作为一个系统,在PCB设计时,应摆放紧凑尤其是时钟电路,作为单片机的“心脏电路”。
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