51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。
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.
1、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
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。
2、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。
3、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2ms。
51单片机最小系统通常包括以下几个部分:
单片机芯片:最常见的是8051系列单片机,包括AT89C51、AT89S52等型号。芯片包含了中央处理器(CPU)、存储器(ROM、RAM)、I/O端口、定时器/计数器、串口等基本功能模块。
晶振电路:用于提供单片机的时钟信号。晶振的频率通常为11.0592MHz,可以根据需要选择其他频率。
复位电路:包含复位按键和复位电路,用于在单片机上电或复位时保证单片机能够正常启动。
电源电路:包括稳压电路和滤波电路,用于为单片机提供稳定的电源。
编程接口:用于通过编程器将程序下载到单片机芯片中。常见的接口有串口下载、并口下载等方式。
外部扩展接口:可以根据需要连接外部设备,例如LED、LCD显示屏、键盘、传感器等。
单片机最小系统包含哪几部分 单片机最小系统特点有哪些
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单片机最小系统包含哪几部分
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单片机最小系统包含哪几部分
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单片机最小应用系统是什么?
单片机最小系统的电路图包含了复位电路、振荡电路以及电源电路等几部分。复位电路负责在单片机运行过程中进行复位操作,确保其能够正常工作。这个电路通常包括一个电阻和电容,它们共同构成了一个RC振荡器,能够在单片机启动或需要复位时提供脉冲信号。振荡电路则是为单片机提供稳定的工作频率,它是单片机正常运行...
单片机最小系统电路原理图怎么画3分钟了解单片机最小系统电路
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单片机最小系统是什么
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单片机最小系统
单片机最小系统是指单片机正常运行所必需的最基本的组成部分。单片机最小系统主要由以下几个关键部分构成:一、单片机芯片 单片机芯片是系统的核心。它包含了处理数据、执行程序以及控制输入输出等功能。不同的单片机型号和应用场景可能需要不同的芯片。芯片的选择直接影响到系统的性能和功能。二、电源电路 电源...
单片机的最小系统
单片机的最小系统是指能够使单片机正常工作的最基本电路,包括电源、时钟电路、复位电路和输入输出电路。其中,电源是单片机的能量来源,时钟电路为单片机提供时钟信号,复位电路用于在程序运行开始时对单片机进行初始化,输入输出电路则负责与外部设备进行通信。单片机的最小系统是单片机系统的最基本组成部分,它...