单片机最小系统
单片机最小系统的概念
1.单片机最小系统的概念：能使单片机正常工作的最小硬件单元电路，就叫单片机最小系统。
2.单片机最小系统的组成：(1)复位电路：t=RC1(t≥10ms);(2)时钟电路：C2=C3=(30±10)pF(一般是20~30pF);(3)存储器访问路经控制：EA/VPP=+5V时，先内后外。
另外，一般还有单片机的ISP下载口也包含在单片机最小系统中。
3.51系列单片机的最小系统电路的原理图：这学期开了一门新的课程，单片机。
一门实用性很强的课程！而我们所学习的就是以Atemel 公司出的8051为基础的结构及编程。
在接触过程中，我们学到了8051的最小系统，通过该最小系统，我们可以用keil软件进行编程从而实现对一些外设的控制！比如一些简单的实验：闪烁灯、模拟开关灯等等！所以制作一个最小系统就显得很重要。
下面就介绍一下我所知道的一些简单的电路图：1.电源电路：我们知道单片机正常工作所需要的电压是+5V的电压，而我们不能直接得到，所以只能进行转换，用7805将+9V的电压转换成+5V的电压，焊接电路的时候注意C1,C2为极性电容，所以注意正负极。
还有那个+9V的电源，本来是很方便的，往电路上焊一个接口，直接插上电源就OK了。
但是考虑到经济问题，我给大家买的不是那种。
用的时候把线前面的接头剪了，里面应该有4条线，2根是+9V的，另两根是+24V的，我们用+9V的线就行了！电源电路图如下：2.单片机焊接电路：这个电路较为简单，而且用得是上电复位电路，所用到的元器件也很少，但是要特别注意单片机的接口，尤其是I/O接口，因为我们要用它们输出或者是进行数据传输，所以最好是能多有几个接口，所以用到双排插针或者是单排插针，用排线连接它们和外设。
3.串口焊接，也就是下载线！我们通过Keil软件编译一些程序，通过单片机实现一些功能，但是我们必须通过下载线将程序下载到单片机内部，也可以用烧写器，但是成本太高，而且利用率太低，所以我们选用下载线！本来是打算焊USB接口的，但是感觉难度很大，所以感觉还是用这个串口电路比较好，成功率较高！这个电路主要用到的就是74373锁存器。
最小系统的组成
3.单片机复位电路介绍
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复位电路：由电容串联电阻构成。 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。 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。
1.8051单片机的基本结构
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2.单片机最小系统的定义
4
单片机的最小系统 是指单片机能正常工作 所必须的基本电路，主 要是由单片机、复位电 路、晶振电路构成，如 果采用的是不带内部 ROM的单片机，还需要 有外部ROM扩展电路。
2.单片机最小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。
4.单片机晶振电路介绍
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晶振电路一般采用如图a的电容三端式(考毕兹) 交流等效振荡电路；实际的晶振 交流等效电路如图b，其中Cv是用来调节振荡频率，一般用变容二极管加上不同的反偏 电压来实现，这也是压控作用的机理；把晶体的等效电路代替晶体后如图c。其中Co， C1，L1，RR是晶体的等效电路。
单片机最小系统
什么是最小系统 什么是最小系统
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.
最小系统
单片机
晶振电路
复位电路
电源
晶振电路
• 单片机系统正常工作的保证，如果振荡器 不起振，系统将会不能工作；假如振荡器 运行不规律，系统执行程序的时候就会出 现时间上的误差，这在通信中会体现的很 明显：电路将无法通信。他是由一个晶振 和两个瓷片电容组成的，x1和x2分别接单 片机的x1和x2，晶振和瓷片电容是没有正 负的，注意两个瓷片电容相连的那端一定 要接地。
最小系统的应用
有了最小系统后，就能够自己做东西了， 可以利用P0,P1,P2,P3.等管脚对外围模块 进行控制，例如，液晶，数码管，键盘， 点击等等。
ห้องสมุดไป่ตู้
晶振
• 产生原始的时钟频率，放大或缩小后成为 总线频率。 • 机电器件，加电产生振动，加力产生电流。 • 性能稳定，热膨胀系数较小。
复位电路
• 给单片机一个复位信号（一个一定时间的 低电平）使程序从头开始执行；一般有两 种复位方式：上电复位，在系统一上电时 利用电容两端电压不能突变的原理给系统 一个短时的低电平；手动复位，通过按钮 接通低电平给系统复位，
单片机最小系统
单片机最小系统
单片机最小系统包含两部分：一是复位电路；二是晶振电路。
一、复位电路
复位电路的基本功能是：系统上电时提供复位信号，直至系统电源稳定后，撤销复位信号。
为可靠起见，电源稳定后还要经一定的延时才撤销复位信号，以防电源开关或电源插头分-合过程中引起的抖动而影响复位。
图1所示的RC复位电路可以实现上述基本功能，图3为其输入-输出特性。
但解决不了电源毛刺（A 点）和电源缓慢下降（电池电压不足）等问题而且调整 RC 常数改变延时会令驱动能力变差。
左边的电路为高电平复位有效右边为低电平 Sm为手动复位开关 Ch可避免高频谐波对电路的干扰。
二、晶振电路
单片机需要一定的运行速度，晶振电路就是提供单片机振荡频率从而来控制单片机的运行速度。
其电路图如图所示。
第六章_单片机最小系统
2. 键盘的查询与中断
3. 键盘管理中的键输入与键操作
7.2.3 并行I/O口扩展的LED显示电路 1. LED 显示器及显示原理 (1)LED显示器结构 (2) 显示器原理与显示段码 2. LED显示器显示方式
7.3 并行总线外围扩展技术 7.3.1 并行总线扩展基本问题 1. 并行总线扩展电路设计
80C51单片机最小系统
1、最小系统概念 最小系统概念
单片机最小系统,或者称为最小应用系统 是指用最少的元 单片机最小系统 或者称为最小应用系统,是指用最少的元 或者称为最小应用系统 件组成的单片机可以工作的系统.最小系统结构与单片机的 件组成的单片机可以工作的系统 最小系统结构与单片机的 类型有关。 类型有关。 对51系列单片机来说 最小系统一般应该包括 单片机、晶 系列单片机来说,最小系统一般应该包括 单片机、 系列单片机来说 最小系统一般应该包括:单片机 振电路、复位电路、按键输入、显示输出等。 振电路、复位电路、按键输入、显示输出等。
外部时钟 XTAL1 XTAL2
XTAL2
15～45pf× 15～45pf×2
1～12MHz（MCS-51） 12MHz（MCS-51） 24MHz（Atmel-89C） 0～24MHz（Atmel-89C）
(1)片内时钟振荡器与外部谐振电路 片内振荡器与外部谐振叫路构成了一个并联谐振的时钟 振荡电路。PD端可由内部软件编程来控制振荡电路的 启停。
(4) 电源监测复位 4. 应用系统中多复位要求的处理
第7章
• 单片机的并行扩展技术
7.1 并行外围扩展方式 有I/O方式和总线方式 7.1.1 并行I/O口与并行扩展总线 1. 两种扩展方式
2. 扩展方式选择 主要由所选择的外围器件决定。 3. 并行总线的I/O虚拟 通过I/O口虚拟总线时序及操作控制方式来扩展并 行总线接口。 7.1.2 并行I/O的扩展特性 输出锁存、握手交互、指令控制实现的时序协议 7.1.3 并行总线扩展特性 三态输出、时序交互、总线协议的CPU的时序自 动运行
单片机最小系统
电路 244实现了输入数据的缓冲，273实现了输出数据的锁存。P2.0和WR接或门 后控制273输出，P2.0和RD接或门后控制244输入。 74LS244：8缓冲驱动器(三态输出)，低电平有效的使能端，当二者之一为高电 平时，输出为三态。 74LS273：8D锁存器，为低电平有效的清除端。当为0时，输出全为0且与其它 输入端无关；CP端是时钟信号，当CP由低电平向高电平跳变时刻，D端输入数 据传送到Q输出端。
单片机I/O接口扩展
I/O扩展接口的目的 扩展接口的目的 • 单片机与外设的速度匹配。 单片机与外设的速度匹配。 • 输出数据锁存（由于数据在数据总线上保留的时 输出数据锁存（ 间很短）。 间很短）。 • 输入数据三态缓冲（避免占用总线）。 输入数据三态缓冲（避免占用总线）。 I/O与片外 与片外RAM统一编址 与片外 统一编址 • 51单片机扩展I/O的时候，扩展的I/O口采用与片 外数据存储器统一编址。因此，扩展I/O的电路与 扩展存储器的电路与差别不大。而且对片外I/O口 的输入/输出指令就是访问片外RAM的指令。
片选端CE直接接地，也可以与P2口地址线的某位以线选法相连，也可以译码输 出
MCS-51单片机对外部存储器的扩展应考虑的问题： 单片机对外部存储器的扩展应考虑的问题： 单片机对外部存储器的扩展应考虑的问题 （1）选择合适类型的存储器芯片 只读存储器用于固化程序和常数。可分为掩膜ROM、可编程PROM、紫外线 可擦除EPROM和电可擦除E2PROM几种。若所设计的系统是小批量生产或开发 产品，则建议使用EPROM和E2PROM；若为成熟的大批量产品，则应采用 PROM或掩膜ROM 。 随机存取存储器常用来存取实时数据、变量和运算结果。可分为静态RAM （SRAM）和动态RAM（DRAM）两类。 此外，还可以选择OTP ROM、Flash存储器、FRAM、NVSRAM、用于多处 理机系统的DSRAM（双端口RAM）等。 （2）选择合适的存储容量 在MCS-51应用系统所需存储容量不变的前提下，若所选存储器本身存储容量 越大，则所用芯片数量就越少，所需的地址译码电路就越简单。 （3）合理分配存储器地址空间的分配 存储器的地址空间的分配必须满足存储器本身的存储容量，否则会造成存储 器硬件资源的浪费。 （4）合理选择地址译码方式 可根据实际应用系统的具体情况选择线选法、全地址译码法、部分地址译码 法等地址译码方式机有128或256字节的内部数据存储器，但是在实际 应用中这些数据存储器经常是不够，因此要扩展外部的数据存储器，扩展的最 大容量可以达到64K字节。在单片机应用系统中经常选用静态随机存储器 SRAM，也可以选用EEPROM或者FLASH存储器。常用的SRAM有：6116 （2K）、6264（8K）、62256（32K）等。 引脚功能如下： I/O0-I/O7： 数据线； A0-Ai（I=1-14）： 地址线； /OE： 输出允许； /CE： 片选端； /WE： 写允许； CS： 6264第二片选端高电平有效； VCC： 电源； GND： 接地线； NC： 未连接。
单片机最小系统定义及其组成部分
单片机最小系统定义及其组成部分单片机最小系统是指由单片机、外部晶体振荡器、复位电路和供电系统组成的一个基本的硬件电路。
它是单片机正常工作所必需的最基本的硬件环境，也是单片机应用开发的起点。
本文将对单片机最小系统的定义及其组成部分进行详细介绍。
一、单片机最小系统的定义单片机最小系统是指由单片机芯片、与之配套的外围器件及电路组成的一个基本硬件电路系统。
它是单片机正常工作所必需的最基本硬件环境。
单片机最小系统的设计合理与否，直接关系到单片机的正常工作以及应用的可靠性。
二、单片机最小系统的组成部分1.单片机芯片单片机芯片是单片机最基本的核心部件，其内部集成了中央处理器(CPU)、存储器(RAM和ROM)、输入输出口(IO口)、定时器/计数器、串行通信接口等功能模块。
根据具体的应用需求选择合适的单片机型号。
2.外部晶体振荡器外部晶体振荡器是单片机工作的时钟源，负责提供稳定的时钟信号，使单片机按照特定的频率工作。
一般情况下，选择常用的晶体振荡器频率，如11.0592MHz、12MHz等。
3.复位电路复位电路是为了保证单片机的正常启动而设计的。
当单片机上电或外部复位信号到来时，复位电路能够将单片机复位至初始状态。
复位电路通常由电容、电阻和稳压芯片等元件组成，能够提供稳定的复位脉冲。
4.供电系统供电系统是保证单片机供电的基本电路。
单片机通常需要提供3.3V 或5V的直流电源，供电系统需要具备稳压、滤波和过流保护等功能。
供电系统可以采用降压芯片、稳压模块或者电源管理芯片等进行设计搭建。
除了以上四个基本组成部分外，根据实际需求，单片机最小系统还可以包括外设电路、通信电路、显示电路等其他功能电路。
这些电路可根据具体需求进行选择和扩展，以满足应用的多样化需求。
总结单片机最小系统是单片机正常工作的基础，也是单片机应用开发的起点。
它由单片机芯片、外部晶体振荡器、复位电路和供电系统组成。
单片机最小系统的设计需要合理选择电路元件，确保单片机的正常工作和应用的可靠性。
单片机最小系统原理图
单片机最小系统原理图一、引言单片机（Microcontroller）是一种集成了微处理器、存储器和各种外围设备的集成电路芯片。
它广泛应用于计算机系统控制、家电控制、工业自动化等领域。
在设计和应用单片机系统时，我们需要使用单片机最小系统原理图作为基础。
单片机最小系统原理图是指单片机与外围元件（如晶振、电源、复位电路等）之间的连接关系图。
本文将介绍单片机最小系统原理图的基本构成和原理，以及如何根据具体的单片机型号绘制最小系统原理图。
二、单片机最小系统原理图的基本构成单片机最小系统原理图的基本构成包括以下几个主要部分：1. 单片机芯片单片机芯片是整个系统的核心，它包含了微处理器、存储器、外围设备和输入/输出接口等功能单元。
根据具体的应用需求，选择合适的单片机型号并将其引脚连接到其他外围元件。
2. 晶振电路晶振电路是单片机工作的时钟源，它为单片机提供稳定的时钟信号。
晶振电路主要包括晶振、电容和电阻等元件。
根据单片机的规格要求选择合适的晶振频率和电气参数。
3. 电源电路电源电路为单片机提供工作电压，保证它能够正常运行。
电源电路主要包括电源滤波电容、正负电源稳压芯片等元件。
根据单片机的工作电压和电流需求选择合适的电源电压和额定电流。
4. 复位电路复位电路用于单片机的初始化，将其引脚复位到初始状态。
复位电路主要包括复位电路芯片、电阻、电容等元件。
根据单片机的复位特性和要求选择合适的复位电路。
5. 外围元件外围元件根据具体的应用需求而定，包括输入/输出设备、传感器、继电器等。
根据单片机的引脚和功能选择合适的外围元件，并将其连接到单片机上。
三、绘制单片机最小系统原理图的步骤根据具体的单片机型号和外围元件的选择，绘制单片机最小系统原理图的步骤如下：1. 确定单片机型号根据具体的应用需求和单片机的性能要求选择合适的单片机型号。
2. 确定外围元件根据单片机的引脚和功能需求选择合适的外围元件，并将其连接到单片机上。
3. 连接晶振电路根据晶振的频率和电气参数选择合适的晶振和电容，并将其连接到单片机的晶振引脚上。
单片机最小系统电路
未来展望与挑战
01
人工智能应用
随着人工智能技术的不断发展，未来单片机最小系统电路将更多地应用
于人工智能领域。通过集成神经网络算法和深度学习技术，可以实现更
加智能化的控制和应用。
02
安全性挑战
随着单片机最小系统电路应用的不断扩大，安全性问题也日益突出。未
来需要加强对单片机最小系统电路的安全防护和加密技术研究，确保系
分析最小系统电路在 单片机应用中的重要 性。
最小系统电路概述
最小系统电路的定义
是指能够使单片机正常工作的最基本 的电路，包括电源电路、时钟电路和 复位电路。
最小系统电路的作用
为单片机提供稳定的工作电压、准确 的时钟信号和可靠的复位信号，确保 单片机的正常运行。
02 单片机最小系统电路组成
电源电路
可靠性优化
提高抗干扰能力
通过增加滤波电容、采用差分信号传输等方式，提高系统的抗干 扰能力。
加强ESD保护
在关键信号线上增加ESD保护器件，提高系统的静电放电防护能 力。
优化布局布线
合理规划PCB布局布线，减小信号传输延迟和串扰，提高系统稳 定性。
06 单片机最小系统电路应用 与展望
应用领域介绍
设计调试接口电路，包括接口芯 片或模块与单片机的连接和参数 配置。
通过调试工具与调试接口连接， 实现对单片机的在线编程和调试 功能。
04 单片机最小系统电路测试 与验证
测试方案制定
确定测试目标
明确要测试的单片机型号、功能及性能指标，以及最小系统电路的 基本构成和预期功能。
设计测试用例
根据测试目标，设计针对不同功能模块和性能指标的测试用例，包 括正常情况下的操作测试和异常情况下的容错测试。
单片机最小系统及应用系统
单片机最小系统及应用系统单片机最小系统是指由单片机、外部时钟电路和复位电路等基本元件构成的最小可工作的电路系统。
它是单片机正常工作所必需的基本电路，同时也是扩展各种应用系统的基础。
单片机最小系统通常由以下几个主要组成部分构成：1. 单片机芯片：单片机芯片是整个最小系统的核心部分。
常见的单片机芯片有51系列、AVR系列、STM32系列等，具有不同的性能和功能特点。
单片机芯片内部具有处理器核心、存储器、IO口、计时器和控制器等基本模块，用于实现各种功能。
2. 外部时钟电路：单片机需要外部时钟信号来提供时序参考，以便进行操作和计时。
外部时钟电路通常由晶振和相关无源元件（电容、电阻等）组成。
晶振的频率决定了单片机的工作时钟频率，常见的频率有4MHz、8MHz、16MHz等。
3. 复位电路：单片机在上电或复位时需要进行初始化操作以恢复到初始状态。
复位电路通常由复位按钮、电阻和电容等组成。
当按下复位按钮时，通过电阻和电容可以实现一定的延迟，保证单片机在复位完成前不会受到不稳定的外部信号影响。
单片机最小系统的作用是保证单片机能够正常工作，提供所需的时钟信号和复位操作。
但是单片机最小系统本身并没有特定的功能，需要根据具体的应用场景进行扩展和功能拓展。
单片机最小系统在各种应用系统中具有广泛的应用。
以下是一些常见的单片机应用系统：1. 嵌入式系统：单片机最小系统是实现嵌入式系统的基础。
通过将外部电路与单片机芯片连接，可以实现各种嵌入式系统的功能，如家电控制、汽车电子系统、工业控制等。
2. 家居自动化系统：通过单片机最小系统可以实现家居自动化系统的各种功能，如智能灯光控制、温湿度监测与控制、安防监控等。
3. 医疗仪器：单片机最小系统也可以应用于医疗仪器中，如血压计、血糖仪等。
通过单片机的数据处理和控制功能，可以实现仪器的各种功能和精确性。
4. 工控系统：单片机最小系统在工业控制系统中也有较为广泛的应用。
通过单片机的IO口和数据处理能力，可以实现各种工控设备的自动控制和监测功能。
单片机最小系统
单片机最小系统STC89C52单片机简介概述STC89C5是51系列单片机的一个型号，它是STCME公司生产的。
STC89C5是一个低电压，高性能CMOS 位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash 只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM,器件采用STCMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的STC89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。
STC89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O ）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，STC89C52 可以按照常规方法进行编程，但不可以在线编程（S系列的才支持在线编程）。
其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。
STC89C52有PDIP、PQFP/TQF及PLCC 等三种封装形式，以适应不同产品的需求。
主要功能特性兼容MCS5指令系统8k可反复擦写（＞1000次）Flash ROM32 个双向I/O 口？ 256x8bit 内部RAM3个16位可编程定时/计数器中断？时钟频率0-24MHZ2个串行中断可编程UART串行通道2个外部中断源共8个中断源2个读写中断口线3级加密位低功耗空闲和掉电模式软件设置睡眠和唤醒功能8051单片机的引脚功能MCS-51系列单片机一般采用40个引脚，双 列直插式封装，用HMO 工艺制造，其外部 引脚排列如图所示。
其中，各引脚的功能为: （a ） DIP 引脚图（b ） 逻辑符号8051单片机的引脚⑴主电源引脚Vcc （40脚）：接+ 5V 电源正端Vss （20脚）：接+ 5V 电源地端一般Vcc 和Vss 间应接高频去耦电容和低频 滤波电容。
⑵外接晶体或外部振荡器引脚F1.0 Vcc F1.1 FO.O Pl.2 PD.l Pl.3 P0.2 P] J P0.3 Pl.S P0.4 Pl.6 9051 PQ.5 Pl.7 P66 KST/V FD PCI] P3.0/RxD E£/T FF F3.1；TsD ALE/PROG P3.27IKT0 PSEW F3,3/IIII1 F2.7 F3.4/T0 F2.S P3.5u/Tl F2.5 P3.fi/TC P2.4 F3.7/RP F2.3 XIAL2 F2.2 STAL1 F2J Vss P2.0 XT2L1 XTAL2EA/Vpr PSEII — ALE/PROG * RST/VPD - 「 K K D -----* T K D — INTO —K) 8051 （地址/■数据总枝）口3 P3(I T1TO I1WED II] 40 237 6 36 357 34 3 33 11 13 28 14 27 15 16 17 24 19 23 22 19 20 21 _1 10 32 31 39 33 FD 口 P1口 门用P2 （地址 总线）XTAL1（ 19脚）：接外部晶振的一个引脚。
单片机最小系统
单片机最小系统单片机最小系统是指以单片机为核心，配以必要的外围电路，实现一定功能的电路系统。
它通常包含单片机、电源、时钟电路、复位电路和程序存储器等部分。
下面将详细介绍单片机最小系统的构成和特点。
单片机：单片机是整个系统的核心，它负责数据处理和控制信号输出。
常用的单片机型号有AT89CPIC16F877A等。
电源：为单片机提供电能，一般采用直流电源，如5V、3V等。
时钟电路：为单片机提供时钟信号，常用的时钟芯片有0592MHz和4MHz等。
复位电路：当单片机出现程序跑飞或异常情况时，可以通过复位电路使单片机重新启动。
常用的复位芯片有MAX811等。
程序存储器：用于存储单片机程序，常用的存储器有EPROM、EEPROM 和Flash等。
结构简单：单片机最小系统以单片机为核心，配以外围电路，结构简单，易于实现。
功能灵活：通过编程，单片机可以实现各种不同的功能，如数据采集、控制输出、通信等。
可靠性高：由于单片机最小系统结构简单，所以其可靠性较高，适用于各种工业控制和智能家居等领域。
成本低廉：单片机最小系统的硬件成本较低，适用于各种低成本应用场景。
单片机最小系统是一种简单、灵活、可靠且低成本的电路系统，广泛应用于各种嵌入式系统开发中。
随着物联网、智能家居等领域的快速发展，单片机最小系统的应用前景也将更加广阔。
在嵌入式系统和智能硬件领域，单片机最小系统作为一种基本的控制器单元，具有广泛的应用价值。
本文将介绍单片机最小系统的设计与应用，包括系统设计、系统应用和系统优化等方面的内容。
单片机最小系统通常由微处理器（MCU）、电源电路、时钟电路和复位电路等组成。
在设计单片机最小系统时，需要根据具体的应用需求选择合适的微处理器，并搭建相应的电源电路、时钟电路和复位电路。
单片机最小系统的架构设计应考虑应用需求和系统可靠性。
一般而言，系统架构应包括以下几个部分：（1）微处理器：作为系统的核心，微处理器负责数据计算、处理和传输等任务。
单片机最小系统介绍及电路设计
一.什么是单片机最小系统常见的单片机最小系统为单片机能独立运行程序及控制外围电路的最简单电路，主要由单片机、晶振电路、复位电路三部分构成。
Stm32f103c8t6也不例外，构成最小的运行电路也需要以上三部分。
Stm32f103最小系统板原理图如下：二.最小系统电路Stm32单片机最小系统电路有单片机、晶振电路、复位电路。
1. 单片机Stm32f103系列单片机主要资源如图：Stm32f103c8t6工作电压为2-3.6V(一般采用3.3V)，内置64-128KBytes Flash，20KBytesSRAM，带有37个通用GPIO口(含特殊功能IO)。
在最小系统板上主要连接晶振电路、复位电路、工作电源、以及配置BOOT启动方式。
BOOT启动方式主要有三种，主闪存存储器启动、系统存储器启动、内置SRAM 启动，对应的BOOT引脚状态如下图：最常用的模式为主闪存存储器启动，即内部Flash启动，BOOT1=0，BOOT1=x(x 表示0或1均可)。
(注意三种模式的对应启动地址均不一样，内部Flash启动的地址为0x0800000)2. 晶振电路(1)主时钟晶振Stm32单片机内部自带一个8MHz的RC时钟，在符合设计需求的情况下，可通过程序在初始化时钟函数内，选择采用内部时钟。
外部主时钟晶振主要作为供单片机内核的时钟源，官方推荐晶振电路主要参数如下：Stm32单片机外部晶振为4-16MHz，常用8MHz，电路图如下：(2)RTC时钟晶振同样，RTC时钟在符合设计需求的情况下，可选用内部自带的40kHz RTC时钟。
外部晶振32.768KHz主要作为单片机内部RTC时钟的时钟源，电路图如下：3. 复位电路复位电路由RC电路及按键构成，10k电阻及1uF电容组成的RC电路;stm32单片机复位引脚为低电平有效，复位电路的作用是使单片机复位引脚在上电时，确保复位引脚至少有1ms以上的低电平状态。
复位按键的作用是当按键按下，复位引脚的被拉至低电平，单片机触发复位。
单片机最小系统讲解
单片机最小系统讲解单片机（Microcontroller Unit，简称MCU）是指在一个芯片上集成了微处理器核心、存储器、输入输出接口和定时器等功能模块的专用集成电路。
单片机由于体积小、功耗低、成本低等优势，广泛应用于各种电子设备中。
而单片机的最小系统是指将单片机与必要的外部电路组合在一起，以实现单片机的基本功能。
本文将对单片机最小系统进行详细讲解。
一、单片机最小系统的组成单片机最小系统主要由单片机芯片、晶振、电源电路和复位电路等组成。
1. 单片机芯片单片机芯片是单片机最核心的部分，它集成了微处理器核心、存储器和各种外设接口等功能单元。
单片机芯片根据不同的应用需求，有不同的型号和规格可供选择。
2. 晶振晶振是单片机最小系统中的重要组成部分，它提供了单片机系统的时钟信号。
单片机通过时钟信号来同步各种操作，保证系统的正常运行。
3. 电源电路电源电路为单片机提供稳定的电源供电，保证单片机系统的正常工作。
一般情况下，单片机最小系统采用直流电源供电，可以是电池或者是稳压电源。
4. 复位电路复位电路是单片机最小系统中的另一个重要组成部分，它用于保证单片机系统在上电或者复位时，能够正常启动和初始化。
复位电路通常由电源复位电路和外部复位电路组成。
二、单片机最小系统的工作原理单片机最小系统的工作原理主要分为以下几个步骤：1. 上电初始化当单片机系统上电或者复位时，复位电路将在系统满足工作电压条件后，发送复位信号给单片机芯片。
单片机芯片接收到复位信号后，将会执行初始化动作，包括清除寄存器和设置初始值等。
2. 系统时钟初始化在上电初始化完成后，单片机系统将会初始化系统时钟。
系统时钟一般由晶振提供，并通过时钟分频器对时钟信号进行分频处理，以产生单片机内部各个模块需要的时钟信号。
3. 程序执行经过上电初始化和系统时钟初始化后，单片机系统就进入了正常的工作状态。
此时，单片机将开始按照程序内存中的指令顺序执行各种操作。
程序由程序员编写，并存储在单片机的闪存或者RAM中。
单片机最小系统介绍 (2)
单片机最小系统介绍什么是单片机最小系统单片机最小系统是指单片机芯片以及其必要的周边电路组成的一个完整的系统。
单片机芯片是一种集成电路，其中包含了处理器核心、存储器、I/O接口等基本功能。
而单片机最小系统则包含了单片机芯片外所需的电源、晶振、复位电路等必要的辅助元件。
单片机最小系统在嵌入式系统开发中起着至关重要的作用。
它可以提供稳定可靠的电源供应，为单片机芯片提供工作所需的电压和电流；晶振则提供了系统的时钟信号，为单片机的运行提供时序基准；复位电路可以确保系统在上电时能够正确地初始化。
单片机最小系统的组成一个典型的单片机最小系统由以下几个方面的组件构成：1.单片机芯片：单片机最小系统的核心部件，通常由一块集成电路芯片组成，包含处理器核心和各种外设接口。
2.电源电路：用于为单片机芯片提供电源电压和电流的电路。
电源电路通常由稳压电路和滤波电路组成，保证单片机工作时的电源稳定性和可靠性。
3.晶振电路：用于提供单片机系统的时钟信号的电路。
晶振电路通常由振荡器和晶振组成，产生稳定的时钟信号，为单片机的运行提供精确的时序基准。
4.复位电路：用于在单片机上电时进行初始化的电路。
复位电路通常由复位电路芯片和复位电路电源组成，确保单片机在上电时可以正确地初始化。
5.外设接口电路：用于与外部设备进行通信的接口电路。
外设接口电路通常包括串口、并口、GPIO等接口，可以连接各种外部设备，如键盘、显示器、传感器等。
单片机最小系统的工作原理单片机最小系统工作的基本原理是：电源电路为单片机芯片提供稳定的电源电压和电流；晶振电路提供稳定精确的时钟信号；复位电路控制芯片在上电时进行初始化；外设接口电路与外部设备进行通信。
单片机芯片通过电源电路获得工作所需的电源，电源电路通过稳压电路和滤波电路来保证电源的稳定性和可靠性。
晶振电路通过振荡器和晶振来产生稳定的时钟信号，提供系统的时序基准。
复位电路在单片机上电时发送复位信号，使单片机处于初始状态。
单片机最小系统
单⽚机最⼩系统
1、概念定义
单⽚机的最⼩系统就是让单⽚机能正常⼯作并发挥其功能时所必须的组成部分，也可理解为是⽤最少的元件组成的单⽚机可以⼯作的系统。
2、系统组成
对 51 系列单⽚机来说，单⽚机最⼩系统⼀般应该包括：单⽚机芯⽚、电源电路、时钟 / 晶振电路、复位电路⼏个部分。
注：⼀个可以⼯作的嵌⼊式最⼩系统其硬件还应包括：嵌⼊式微处理器、存储器、与 I / O 接⼝。
之所以单⽚机最⼩系统中没有提到，是因为这三者已经集成在 51 单⽚机芯⽚上。
2.1 电源
传统 51 单⽚机的供电电压在 4.7V - 5.2V 之间，超出此范围会烧毁单⽚机或者单⽚机不⼯作，⼀般是采⽤ 5V 供电。
2.2 晶振
晶振是⽯英晶体谐振器（quartz crystal oscillator）的简称，也称有源晶振，它能够产⽣中央处理器（CPU）执⾏指令所必须的时钟频率信号，
CPU ⼀切指令的执⾏都是建⽴在这个基础上的，时钟信号频率越⾼，通常 CPU 的运⾏速度也就越快。
只要是包含 CPU 的电⼦产品，都⾄少包含⼀个时钟源，就算外⾯看不到实际的振荡电路，也是在芯⽚内部被集成，它被称为电路系统的⼼脏。
2.3 复位电路
复位电路⽤于将单⽚机内部各电路的状态恢复到⼀个确定的初始值，并从这个状态开始⼯作。
单⽚机的复位条件：必须使其 RST 引脚上持续出现两个（或以上）机器周期的⾼电平。
2.4 传统 51 单⽚机最⼩系统。
单片机最小系统的设计
真值表如下：
五、单片机系统的基本外设 RS232串行接口
术语解释：RS232接口是1970年由美国电子工业协 会（EIA）联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机 终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。它 的全名是“数据终端设备（DTE）和数据通讯设备 （DCE）之间串行二进制数据交换接口技术标准”。
了解了锁存器的功能以后，就知道如何操 作板载LED了，首先将JP1用跳线器短路， 确保为LED提供工作电压。其次将锁存器 的LE端设置为低电平，最后往锁存器数据 输入端口D1-D8输入电平数据就可以了。 由于本电路采用的是共阳结构，只有当锁 存器输出为低电平的时候LED方可点亮， 反之高电平熄灭，设计程序的时候需注意 这点。
我们使用的51单片机需要在+5V的直流电的坏境下，才能够 稳定的工作（并不是所有的单片机都是工作在+5V，有的低 电压单片机的工作电压为3.3V，有的甚至更低）。而在直流 电源中，一般会有正电源和地两根线。单片机的接+5V的引
脚为40引脚VCC，而接地引脚为20引脚GND。
二、单片机系统的基本外设 键盘电路
本系统板采用动态显示的原理设计，电路如下： 其中JP2为数码管电源跳线，使用数码管时，必 须用跳线帽将其短路。Q2-Q9为PNP型扩流三 极管，为每位数码管公共端提供约80mA的电源。 R4-R11为三极管的基极偏流电阻，当B0-B7 端电压低于4.3V时，PNP管导通，为数码管提 供公共电压。74HC573为锁存器，功能在上一 章已经说明，在此不再赘述。74HC138为3-8 译码器，当一个选通端（E3）为高电平，另两个 选通端（E1)和/(E2)）为低电平时，可将地址 端（A0、A1、A2）的二进制编码在一个对应的 输出端以低电平译出。
单片机最小系统介绍
单片机最小系统介绍什么是单片机最小系统单片机（Microcontroller Unit，简称MCU），是一种集成了微处理器核心、存储器、输入/输出接口和时钟等主要部件的微型计算机系统。
在单片机中，最小系统是指最基本的电路配置，能够使单片机正常工作所需的最简单电路。
单片机最小系统的组成单片机最小系统主要由以下几个部分组成：1. 单片机单片机是整个系统的核心，它负责接收输入信号、进行数据处理并控制输出。
2. 晶振与时钟电路晶振和时钟电路为单片机提供稳定的时钟信号，使得单片机能够按照一定的时间间隔执行指令。
3. 复位电路复位电路用于对单片机进行复位操作，使其恢复到初始状态。
复位电路通常由电容、电阻和复位按钮等元件组成。
4. 电源电路电源电路提供单片机所需的电源电压，保证其稳定工作。
一般情况下，单片机最小系统采用直流电源供电。
5. 外部扩展电路外部扩展电路包括与单片机相连的输入/输出接口以及其他外设。
这些外设可以是LED灯、继电器、传感器等，用于与外界进行交互。
单片机最小系统的工作原理单片机最小系统的工作原理如下：1.当系统上电或复位时，复位电路会将单片机复位到初始状态。
2.外部晶振和时钟电路提供稳定的时钟信号，单片机根据时钟信号执行指令。
3.单片机根据输入信号对数据进行处理，并控制输出信号。
4.单片机通过输出接口与外部扩展电路连接，完成与外界的交互。
单片机最小系统的应用单片机最小系统广泛应用于各个领域，包括家电、汽车、工业自动化等。
以下是一些常见的应用场景：•家电控制：单片机最小系统可以用于家电产品的控制，例如智能灯控系统、空调控制系统等。
•汽车电子：单片机最小系统在汽车电子领域应用广泛，例如车载娱乐系统、车载导航系统等。
•工业控制：单片机最小系统在工业自动化中起着重要作用，例如工厂控制系统、自动化生产线等。
•仪器仪表：单片机最小系统可以用于各种仪器仪表的控制与数据处理，例如温度计、压力计等。
总结单片机最小系统是单片机正常工作所需的最简单电路配置。
单片机最小系统
最小系统具有结构简单、功能完 善、易于扩展等特点，能够满足 单片机的基本应用需求。
最小系统的组成
电源电路
为单片机提供稳定的电 源，确保单片机正常工
作。
时钟电路
为单片机提供时钟信号 ，控制单片机的运行速
度。
复位电路
用于将单片机恢复到初 始状态，保证程序的正
确执行。
存储器电路
用于存储程序和数据， 提高单片机的运算速度
和远程控制。
02
单片机最小系统的硬件设计
单片机型号选择
01
02
03
通用型单片机
如AT89C51、AT89C52等 ，适用于简单的控制电路 。
专用型单片机
如PIC、AVR等，具有特 定的功能和优点，适用于 特定应用。
嵌入式系统单片机
如ARM、MIPS等，具有 强大的处理能力和丰富的 外设接口，适用于复杂的 控制系统。
和存储容3
04
智能家居
最小系统可以作为智能家居的 控制核心，实现家居设备的智
能化控制。
工业自动化
最小系统可以应用于工业自动 化领域，实现生产过程的自动
化控制。
医疗设备
最小系统可以应用于医疗设备 中，实现医疗设备的智能化和
远程控制。
智能仪表
最小系统可以作为智能仪表的 控制核心，实现仪表的智能化
单片机最小系统
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目录
• 单片机最小系统概述 • 单片机最小系统的硬件设计 • 单片机最小系统的软件设计 • 单片机最小系统的调试与测试 • 单片机最小系统的优化与改进 • 单片机最小系统的应用案例分
析
01
单片机最小系统概述
定义与特点
定义
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- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
成绩评定表学生姓名班级学号专业通信工程课程设计题目单片机最小系统评语组长签字：成绩20 年月日日期课程设计任务书学院信息科学与工程专业通信工程学生姓名班级学号课程设计题目单片机最小系统实践教学要求与任务:1. 认真完成protel软件学习，熟练掌握基本操作。
2.绘制单片机最小系统电路原理图，要求布局符合电器规范、制图美观、可读性好。
3.绘制单片机最小系统电路原理图相应的双面印刷版图。
4. 提交课程设计报告，要求条理清楚、图文并茂，体现制图的必要过程。
工作计划与进度安排:1月6日-7日布置设计任务、查阅资料、学习protel基础知识，1月8日-10日绘制电路原理图及相应的双面印刷版图，1月11日-12日撰写课程设计报告及答辩。
指导教师：201 年月日专业负责人：201 年月日学院教学副院长：201 年月日单片机最小系统，无论对单片机初学人员还是开发人员都具有十分重要的意义，初学人员可以利用最小系统逐渐了解单片机的设计原理与功能，开发人员可以进行编程实现工业控制。
单片机最小系统电路板在单片机开发市场和大学生电子设计方面十分流行，设计单片机最小系统电路板，能够让设计者迅速掌握单片机应用的技术特点与实际要求。
印制电路板技术正在飞速发展，在各个领域得到了广泛应用。
本次设计以此为出发点，结合单片机最小系统的基本原理，以STC89C51为核心，在Protel 99SE平台下从对电路进行设计，并在Protel 99 SE平台下对单片机最小系统进行了详细的原理图设计以及PCB 设计。
首先根据电路原理从AD、DA、复位、晶振几个模块对电路进行设计，最后综合所有模块进行PCB设计，并介绍了PCB设计的参数设置，布线规则。
利用PROTEL电路设计软件进行原理图设计，PCB布线，借此巩固单片机应用、模拟电路、数字电路课程及学会工程软件PROTEL的使用。
关键字：PROTEL 99SE；印制电路板；最小系统；STC89C511 绪论 (2)1.1 简单原理介绍 (2)1.2 电路结构介绍 (3)1.3 Protel简介 (3)1.3.1 Protel 99SE概述 (3)2 使用Protel制作电路原理图 (5)2.1 建立原理图文件 (5)2.1.1 创建本次课程设计数据库文件 (5)2.1.2 启动原理图编辑器 (5)2.1.3 绘制各模块电路原理图 (5)2.1.4 51单片机最小系统电路的总电路原理图绘制 (9)2.2 ERC电气规则检查 (9)2.2.1 电气规则检查的设置 (9)2.2.2 进行ERC检查，生成ERC报表 (10)2.3 生成网络报表 (11)2.4 生成电路原理图的交叉参考元件列表 (12)3使用Protel制作电路PCB图 (13)3.1元器件的封装 (13)3.2 生成PCB图 (14)3.2.1 PCB检错 (14)3.2.2 PCB图的布局和布线 (15)4 总结 (17)5参考文献 (18)1 绪论1.1简单原理介绍51单片机是对目前所有兼容Intel 8031指令系统的单片机的统称。
该系列单片机的始祖是Intel的8031单片机，后来随着Flash rom技术的发展，8031单片机取得了长足的进展，成为目前应用最广泛的8位单片机之一，其代表型号是ATMEL公司的AT89系列，它广泛应用于工业测控系统之中。
目前很多公司都有51系列的兼容机型推出，在目前乃至今后很长的一段时间内将占有大量市场。
51单片机是基础入门的一个单片机，还是应用最广泛的一种。
需要注意的是52系列的单片机一般不具备自编程能力。
目前，国产宏晶STC单片机以其低功耗、廉价、稳定性能，占据着国内51单片机较大市场。
STC89C52RC是采用8051核的ISP（In System Programming）在系统可编程芯片，最高工作时钟频率为80MHz，片内含8K Bytes的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，具有在系统可编程（ISP）特性，配合PC端的控制程序即可将用户的程序代码下载进单片机内部，省去了购买通用编程器，而且速度更快。
STC89C52RC 系列单片机是单时钟/ 机器周期(1T)的兼容8051 内核单片机，是高速/ 低功耗的新一代8051 单片机，全新的流水线/ 精简指令集结构,内部集成MAX810 专用复位电路。
1.2电路结构介绍本课程设计所采用的51单片机最小系统由单片机核心电路、复位电路、电源电路、晶体振荡电路、串行通信电路（ISP下载电路）、独立按键（中断）电路以及LCD1602电路组成。
1）、复位电路由10K电阻与10uf电容和微动开关组成；2）、电源部分由电源插座、开关和led指示灯及限流电阻组成；3）、晶体振荡电路由无源11.0592MHz晶体，与两个30pF电容组成；4）、串行通信电路（ISP下载电路）由MAX232芯片以及相关电容组成5）、独立按键（中断）部分由两个按键开关分别与两个4.7K的电阻组成，可用作单片机独立按键或者外部中断。
6）、lcd1602电路可连接通用接口的1602液晶屏，由排座和可调电阻组成。
1.3Protel简介1.3.1 Protel 99SE概述Protel是Protel公司在80年代末推出的一款功能强大的电路CAD软件。
其所设计的电子电路的产品，涵盖了从小型的电子产品，一直到复杂的电子计算机是目前国内电子行业使用最为广泛的电路设计软件。
我所应用的PROTEL 99SE是Protel公司推出的最新版本应用于电路原理图设计，电路板设计等，是EDA行业的主流产品。
它不仅在绘制原理图，PCB版布局布线等方面功能更加完善，而且为用户提供了功能强大，使用方便的仿真器，它可以对所画的电路原理图进行即时仿真，因此在电路的整个设计周期都可以仿真查看和分析其性能指标，以及便时的发现设计中存在的问题并加以修正，从而更好的完成电路设计。
Protel基于Windows环境，功能强大，人机界面友好，能让人们在具有在完整的功能环境下，提升设计上的品质和效率。
Protel 99 SE主要内容包括原理图设计环境、用工具画原理图、画元件图、原理图画图练习、电路板设计环境、人工画电路板、画元件封装图、自动布线画电路板、设计规则与信号分析、电路仿真、仿真练习、人工布线画电路板练习、自动布线画电路板图练习、电路设计导引、完成电路板设计后的工作等。
开放式集成化的设计管理体系、超强功能的、修改与编辑功能和强大的设计自动化功能。
表1.1 Protel 99 SE的文件类型及其说明文件扩展名类型说明.abk 自动备份文件.ddb 设计数据库文件.pcb 印刷电路板图文件.sch 原理图文件.lib 元件库文件.net 网络表文件.txt 文本文件.rep 生成的报告文件2使用Protel制作电路原理图2.1建立原理图文件2.1.1 创建本次课程设计数据库文件步骤：1)【File】｜【New】2)单击Browse按钮，选择文件的存储位置，Protel 99 SE默认文件名为“2FSK Modulator.ddb”。
3)单击【OK】们就创建了一个新的设计数据库文件。
2.1.2 启动原理图编辑器步骤：1)【File】｜【New】2)单击Schematic Document【OK】或直接双击3)单击Explore下的Sheet1或直接双击工作窗口中的Sheet12.1.3 绘制各模块电路原理图（1）复位电路和晶体振荡电路的绘制，如图2.1.3（1）图2.1.3（1）复位电路和晶体振荡（2）电源和独立按键电路绘制，如图2.1.3（3）图2.1.3（2）电源和独立按键（3）单片机核心电路绘制，如图2.1.3（2）图2.1.3（3）单片机核心电路（4）串行通信（ISP下载）电路绘制，如下图所示：图2.1.3（4）串行通信（5）lcd1602液晶屏电路绘制，如下所示：图2.1.3（5）液晶屏2.1.4 51单片机最小系统电路的总电路原理图绘制图2.1.4 51单片机最小系统电路总电路图2.2ERC电气规则检查在绘制完电路原理图后，设计者还需要对电路原理图进行电气检查，看他是否存在违反电气规则的地方。
电气规则检查是电路设计中很重要的一步。
2.2.1 电气规则检查的设置执行菜单命令【Tools】/【ERC】,打开如图2.2.1所示的“Setup Electrical Rule Check”对话框，设置用于电气规则检查的各选项、范围和参数。
图2.2.1（1）“Setup Electrical Rule Check”对话框2.2.2 进行ERC检查，生成ERC报表点击OK进行ERC电气规则检查，出现如图2.2.2，表示该电路无电气规则方面的错误。
图2.2.2 电气规则检查结果2.3生成网络报表Protel 99se系统具有丰富的报表功能，设计者可以利用Protel 99se各种不同类型的报表文件。
在电路原理图所产生的各种报表中，以网络表最为重要。
绘制电路图最主要的目的就是将设计电路转换成一个有效地网络表。
综合起来，网络表有两个重要的作用：一是可以用于印制电路板的自动布局、自动布线和电路模拟程序；另一方面可以将由电路原理图产生的网络表文件与印刷电路板得到的表进行比较，以检查原理图与印刷电路板之间是否一致。
执行菜单命令【Design】/【Creat Netlist】,在弹出的对话框中点击OK，生成本次课程设计电路原理图的网络表，如图2.3图2.3 51单片机最小系统电路原理图网络表（部分）2.4生成电路原理图的交叉参考元件列表交叉参考元件列表用于列出项目设计电路原理图的各个元件的标号、标注（规格）及其所属的原理图文件。
执行菜单命令【Report】/【Cross Reference】，生成交叉参考元件列表，如图2.4。
如图2.4 51单片机最小系统交叉参考元件列表3使用Protel制作电路PCB图3.1 元器件的封装元器件的封装的目的是为了将电路原理图上的元件和实际电路元件对应起来，从而制成实际的电路。
本次课程设计电路各元器件的封装如下表所示：3.2 生成PCB图3.2.1 PCB检错执行菜单命令【design】/【Update PCB】，在弹出对话框中点击Preview changes，出现对话框如图3.2.1所示，确定没有错误后，点击Execute，生成PCB图。
图3.2.1 PCB检错对话框3.2.2 PCB图的布局和布线Protel 99se有自动布线功能，对于简单电路，我们可以使用自动布线代替手动布线，从而使工作更有效率。
将生成的PCB图中各元件排列整齐，设置好物理边界和电气边界，执行命令菜单【Auto route】/【All】,可以看到软件自动将各元件用导线连接上。