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51 单片机最小系统搭建
分类:51 单片机 阅读:(178) 评论:(0)

单片机最小系统,或者称为单片机最小应用系统,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.

一.先说一下 51 单片机的引脚:

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总线型 DIP40 引脚封装
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. 电源及时钟引脚, 4 个 VCC:电源接入引脚 VSS:接地引脚

XTAL1:晶体振荡器接入的一个引脚 XTAL2:晶体振荡器接入的另外一个引脚 . . 控制线引脚, 4 个 RST/VPD:复位信号输入引脚/备用电源输入引脚;ALE/PROG: 地址锁存允许信号输出引脚/编程脉冲输入引脚 EA/VPP:内外存储器选择引脚,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 PSEN:外部程序存储器选择通信号输出引脚 . . 并行 I/O 引脚, 32 个,分 4 个 8 位口 P0.0 ~ P0.7:一般 I/O 口引脚或数据/低位地址总线复用引脚 P1.0 ~ P1.7:一般 I/O 口引脚 P2.0 ~ P2.7:一般 I/O 口引脚或高位地址总线引脚 P3.0 ~ P3.7:一般 I/O 口引脚或第二功能引脚 .

二.下面是在 protues 环境下搭建的一个 51 单片机的最小系统电路图. Proteus 软件是英国 Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具软件。主要是 可以进行单片机及外围器件的仿真, 在编译方面, 它也支持 IAR、 Keil 和 MATLAB 等多种编译.

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晶振电路: 单片机系统里都有晶振,在单片机系统里晶振作用非常大,全程叫晶 体振荡器, 他结合单片机内部电路产生单片机所需的时钟频率,单片机晶 振提供的时钟频率越高,那么单片机运行速度就越快典型的晶振取 11.0592MHz(方便串口波特率设置)或者 12MHz(产生精确的 uS 级时歇, 方便定时操作),电容这里选择 22pf(15~33pF 都行,经验值),并且 电容离晶振越近越好, 晶振离单片机越近越好,的瓷片电容或者无极性的 贴片电容,具体根据制作的电路板类型选择
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复位电路: 在单片机系统在运行中,当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。51 单片机要复位只需要在 RST 引脚接个高电平持续 2US 就可以实现。 复位电路的工作原理如下: 在电路图中,电容的的大小是 10uF,电阻的大小是 10k。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)。按键按下的时候也会会复位,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。
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下载电路: 我们可以把 P3.0(RXD) ,P3.1(TXD)和电源地接在一个 3p 的 header 上,方便程序的下载和串口通行。
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三.最后简单说一下单片机输出驱动能力的问题: 单片机的引脚,可以用程序来控制输出高、低电平, 单片机输出低电平时, 将允许外部器件,向单片机引脚内灌入电流,这个电流,称为“灌电流”,外部电 路称为“灌电流负载”,单片机输出高电平时,则允许外部器件,从单片机的引脚 拉出电流,这个电流,称为“拉电流”,外部电路称为“拉电流负载”,每个单个的 引脚,输出低电平的时候,允许外部电路,向引脚灌入的最大电流为 10 mA; 每个 8 位的接口(P1、P2 以及 P3),允许向引脚灌入的总电流最大为 15 mA, 而 P0 的能力强一些,允许向引脚灌入的最大总电流为 26 mA;全部的四个接 口所允许的灌电流之和,最大为 71 mA。而当这些引脚“输出高电平”的时候,单 片机的“拉电流”能力可以说是太差了,竟然不到 1 mA。结论就是:单片机输出 低电平的时候,驱动能力尚可,而输出高电平的时候,就没有输出电流的能力。 设计单片机的负载电路,应该采用“灌电流负载”的电路形式,以避免无谓的电流 消耗。所以这里我们采用“灌电流”的方式接一个 LED 灯。此时,一个 51 单片机 的最小系统就搭建好了,开始单片机的学习之旅~~~ 附一段小程序,通过 P1.0 控制一个 LED 的闪烁
C

#include <reg52.h> sbit led=P1^0; void delay(unsigned int i) { unsigned int j; unsigned char k; for(j=i;j>0;j--) for(k=125;k>0;k--); } void main(void) { while(1) { led=~led; delay(2000); } }


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