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1、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
2、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.复位电路：一、复位电路的用途单片机复位电路就好比电脑的重
3、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：二、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
4、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 03.5V 增加。这个时候10K 电阻两端的电压为从 51.5V 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 5V1.5V。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
5、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。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
6、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。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 1030uF，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、C
7、3 一般采用 1533pF，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
8、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。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
9、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 RO
10、M 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.复位电路：一、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：二、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
11、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 03.5V 增加。这个时候10K 电阻两端的电压为从 51.5V 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 5V1.5V。在 5V 正常工作的 51 单片机中小于 1.5V 的电
12、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
13、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。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。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 1030uF，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 11.059
14、2MHz，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 1533pF，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。
