单片机最小系统
什么是单片机最小系统_单片机的最小系统简述
什么是单片机最小系统_单片机的最小系统简述单片机简介单片机是一种集成电路芯片。
它采用超大规模技术将具有数据处理能力的微处理器（CPU）、存储器（含程序存储器ROM和数据存储器RAM）、输入、输出接口电路（I/O接口）集成在同一块芯片上，构成一个即小巧又很完善的计算机硬件系统，在单片机程序的控制下能准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规定的任务。
所以说，一片单片机芯片就具有了组成计算机的全部功能。
由此来看，单片机有着一般微处理器（CPU）芯片所不具备的功能，它可单独地完成现代工业控制所要求的智能化控制功能，这是单片机最大的特征。
然而单片机又不同于单板机（一种将微处理器芯片、存储器芯片、输入输出接口芯片安装在同一块印制电路板上的微型计算机），单片机芯片在没有开发前，它只是具备功能极强的超大规模集成电路，如果对它进行应用开发，它便是一个小型的微型计算机控制系统，但它与单板机或个人电脑（PC机）有着本质的区别。
单片机的应用属于芯片级应用，需要用户（单片机学习者与使用者）了解单片机芯片的结构和指令系统以及其它集成电路应用技术和系统设计所需要的理论和技术，用这样特定的芯片设计应用程序，从而使该芯片具备特定的功能。
不同的单片机有着不同的硬件特征和软件特征，即它们的技术特征均不尽相同，硬件特征取决于单片机芯片的内部结构，用户要使用某种单片机，必须了解该型产品是否满足需要的功能和应用系统所要求的特性指标。
这里的技术特征包括功能特性、控制特性和电气特性等等，这些信息需要从生产厂商的技术手册中得到。
软件特征是指指令系统特性和开发支持环境，指令特性即我们熟悉的单片机的寻址方式，数据处理和逻辑处理方式，输入输出特性及对电源的要求等等。
开发支持的环境包括指令的兼容及可移植性，支持软件（包含可支持开发应用程序的软件资源）及硬件资源。
要利用某型号单片机开发自己的应用系统，掌握其结构特征和技术特征是必须的。
单片机控制系统能够取代以前利用复杂电子线路或数字电路构成的控制系统，可以以软件控制来实现，并能够实现智能化，现在单片机控制范畴无所不在，例如通信产品、家用电。
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，
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
1.4单片机最小系统设计单片机加上适当的外围器件和应用程序，构成的应用系统称为最小系统；是组成单片机系统最基本的部分。
最小系统硬件组成：单片机芯片、电源电路、时钟电路、复位电路。
1）单片机芯片AT89S51/52系列单片机是比较流行的51单片机之一，它支持ISP在线编程功能（改写单片机存储器内的程序不需要把芯片从工作环境中脱离）。
AT89S52单片机芯片及IC座如图1-4所示。
实验过程中，单片机芯片最好插在IC座上，注意芯片的方向。
焊接的时候单片机不要插在IC座上，先焊好IC 座，当电路全部完成后再上芯片。
图1-4 单片机芯片及IC座2）电源电路Vcc（40脚）, GND（20脚）AT89S* 系列单片机工作电源范围宽达4～5.5V。
单片机的供电有两种方式：①集成稳压电源方式；②USB供电。
①集成稳压电源方式；利用变压器、整流、滤波、稳压自制电源，如图1-5所示。
图1-5 稳压电源电路图1-8 电源适配器稳压电路焊接效果图2）时钟电路产生一个工作时序，其工作需要时钟电路提供一个工作频率。
时钟电路原理图如图1-10所示。
1）振荡频率范围：1.2MHz～12MHz。
2）电容C1和C2选择：10～30pF图1-10时钟电路原理图注意：晶体和电容应尽可能安装在单片机芯片附近，以减少寄生电容，保证振荡器稳定和可靠工作。
电容是为了更好地提高晶振电路的时钟精度。
3）复位电路复位使单片机进入某种确定的初始状态。
退出处于节电工作方式的停顿状态、退出一切程序进程、退出程序的死循环，从头开始。
上电+按钮复位电路如图1-11所示。
注意：电解电容器的极性，长脚为正。
图1-11 复位电路根据上面原理设计的单片机最小系统如图1-12所示。
图1-12单片机最小系统注意：①如果不扩展外部ROM，使用单片机内部的ROM，31脚/EA需接电源（+5V）。
3.1单片机最小系统设计3.1.1 AT89S52简介本设计采用ATMEL公司的8位单片机AT89S52，AT89S52片内含8k字节的可反复擦写的只读Flash程序存储器和256字节的随机存取数据存储器（RAM）。
单片机最小系统制作
单片机最小系统制作单片机（Microcontroller）最小系统是指单片机与其必要外围电路的集成，能够实现单片机的正常工作。
单片机最小系统一般包括单片机芯片、时钟电路、复位电路和电源电路等。
1.选购单片机芯片：选择适合自己需求的单片机芯片，有多种型号和规格可以选择。
比较常见的单片机芯片有PIC、AVR、STM32等。
2.设计电源电路：为单片机提供正常工作的电源电压，一般为5V。
可以使用直流电源供电，也可以通过电池供电。
电源电路一般包括电源滤波和稳压电路。
3.设计时钟电路：单片机需要时钟信号来进行计时和同步操作。
时钟电路一般由晶体振荡器和相关电容电阻组成。
选择合适的晶体频率，一般常见的为4MHz或8MHz。
4.设计复位电路：复位电路用于在单片机上电时将其状态清零，进入一个初始状态。
一般采用电容与电阻并联的方式制作，保证在上电时产生足够的复位时间。
5.焊接和布线：将选购的单片机芯片和其他电子元件进行焊接和布线，连接相应的引脚。
注意焊接时要确保焊接点牢固，布线时要避免引起短路和接触不良等问题。
6.测试和调试：将制作好的单片机最小系统连接到计算机或开发板上，通过编程工具对单片机进行测试和调试。
可以使用编程工具（如IDE）编写简单的程序，通过编程上传到单片机进行验证。
7.功能扩展：根据需求可以对单片机最小系统进行功能扩展，如添加输入输出接口、外部存储器、显示屏等。
制作单片机最小系统的过程比较简单，但在实际操作中要细心和耐心，避免出现焊接不良、接触不良等问题。
制作好的最小系统可以为后续的单片机应用提供基础，可以用于各种项目的开发和实现。
总结起来，制作单片机最小系统需要选购单片机芯片，设计电源、时钟和复位电路，进行焊接和布线，并进行测试和调试。
掌握这些基本步骤可以帮助初学者更好地了解和掌握单片机的使用和应用。
单片机最小系统板的原理
单片机最小系统板的原理
单片机最小系统板的工作原理如下:
1. 核心部件是单片机芯片,内含CPU、存储器、输入输出接口等系统所需的基本单元。
2. 电源部分通常包含稳压器芯片、过滤电容,为单片机提供稳定的工作电压。
3. 时钟发生器提供时钟信号,使单片机能够按时序运行程序。
常用晶体或谐振腔体。
4. 复位电路在上电时产生一个复位脉冲,将单片机各部件置于初始状态。
5. 输入单元常用按键、轻触开关等,根据需要也可以使用传感器。
6. 输出单元有LED指示灯、蜂鸣器等,根据应用连接LCD、继电器等。
7. 编程接口用于烧录程序代码进单片机存储器中。
通常为ISP或UART接口。
8. 板载编程电路实现编程接口与单片机的连接。
9. 配合一些少量的焊盘、电阻、电容等基本电子元件,就构成了简单的单片机最
小系统。
10. 通过编写程序代码,可以实现单片机的各种控制功能。
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。
单片机最小系统工作电路
单片机最小系统工作电路
单片机最小系统工作电路是指由单片机、晶体振荡器、电源、复位电路以及必要的外围元件组成的最基本的单片机系统。
在这个系统中，单片机是核心部件，晶体振荡器提供时钟信号，电源为系统提供电能，复位电路保证系统正常启动，外围元件则为单片机提供必要的输入输出接口、时序控制、信号转换等功能。
具体来说，单片机最小系统工作电路一般由以下几部分组成： 1. 单片机：选择适合应用的单片机，根据需求选择不同的外设接口、存储器容量和计算能力等参数。
2. 晶体振荡器：提供系统所需的时钟信号，常用的晶振频率为4MHz或8MHz。
3. 电源：为系统提供稳定的电能，可以采用直流电源或电池供电。
4. 复位电路：当系统上电或者复位时，复位电路可以将单片机的所有寄存器和状态清零，使系统正常启动。
5. 外围元件：根据应用需求选择不同的外围元件，如LED、按键、LCD等，可以通过外围元件为单片机提供输入输出接口、时序控制、信号转换等功能。
单片机最小系统工作电路是单片机应用的基础，不同的应用场景需要不同的单片机最小系统工作电路，具体的设计要根据应用需求进行调整。
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单片机最小系统简介
单片机最小系统
输入/输出
P0.0~P0.7（引脚号32~39）：双向输入/输出端口。
P1.0~P1.7（引脚号1~8）：双向输入/输出端口。
P2.0~P2.7（引脚号21~28）：双向输入/输出端口。
P3.0~P3.7（引脚号10~17）：双向输入/输出端口，当该端口不作为
单片机以晶振的振荡周期为最小的时序单位，单片机内部的所 有操作都以此周期为时序基准。单片机指令的基本执行时间为 一个机器周期，一个机器周期由6个状态周期组成，每个状态 周期又分成2个振荡周期。
Single-Chip microcomputer
单片机最小系统
复位及复位电路的设计
在单片机系统中，复位电路是不可缺少的。单片机在正常工 作（即执行指令）前，必须要进行复位操作，这样做的目的 是将CPU以及系统中其它部件都处于一个明确的初始状态， 便于系统启动。
输入/输出端口使用时，每一个引脚也可以有第二功能，如：
P3.0/RXD：串行输入口；
P3.1/TXD：串行输出口；
P3.2/INT0：外部中断0输入口；
P3.3/INT1：外部中断1输入口；
P3.4/T0：定时器/计数器0外部事件脉冲输入口；
P3.5/T1：定时器/计数器1外部 microcomputer
单片机最小系统
8051单片机的基本结构如图1-3所示，一个单片机芯片内包 括：
·中央处理器CPU； ·内部数据存储器RAM； ·内部程序存储器ROM（有的型号没有）； ·4个8位并行I/O接口（P0、P1、P2、P3）； ·2~3个可编程定时器/计数器； ·一个可编程串行接口； ·内部中断具有5个中断源，2个优先级的嵌套中断结构，可 实现二级中断嵌套； ·一个片内振荡器及时钟电路，振荡时钟频率可以高达 40MHz。
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。
51单片机最小系统介绍
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.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。
单片机最小系统
单片机最小系统在电子世界中，单片机就像是一个小巧而强大的大脑，控制着各种设备的运行。
而单片机最小系统，则是这个大脑能够正常工作的最基本配置。
单片机最小系统通常包括单片机芯片、电源电路、时钟电路和复位电路这几个关键部分。
首先来说说单片机芯片。
这是整个系统的核心，它负责处理和执行各种指令。
不同型号的单片机具有不同的性能和特点，选择合适的单片机芯片要根据具体的应用需求来决定。
比如，如果需要处理大量的数据和复杂的运算，可能就需要选择性能较强的单片机；而对于一些简单的控制任务，性能稍低的单片机就能满足要求。
电源电路为单片机提供稳定的工作电压。
单片机通常需要一个特定的直流电压，一般常见的是 5V 或者 33V 。
电源电路的设计要保证电压的稳定性和纯净度，避免电压波动和杂波干扰对单片机工作造成影响。
这就好像是给人提供稳定的能量，才能保证身体的正常运转。
时钟电路就像是单片机的“心跳”节拍器。
它为单片机提供精确的时钟信号，决定了单片机执行指令的速度和时序。
时钟信号的频率越高，单片机的处理速度就越快，但同时也可能带来功耗增加和电磁干扰等问题。
因此，在选择时钟频率时，需要综合考虑系统的性能要求和实际应用场景。
复位电路则用于在系统启动时或者出现异常情况时，将单片机恢复到初始状态。
就好比我们在电脑死机的时候按下重启键，让系统重新开始正常工作。
为了让单片机能够与外部设备进行通信和交互，还需要一些扩展接口。
这些接口可以连接传感器、显示屏、按键等外部设备，实现丰富的功能。
在实际搭建单片机最小系统时，硬件电路的设计和布线非常重要。
要注意电路板的布局合理性，尽量减少线路之间的干扰和信号衰减。
同时，电子元件的选择也要保证质量可靠，以确保系统的稳定性和可靠性。
对于初学者来说，搭建单片机最小系统可能会遇到一些挑战。
比如，焊接技术不熟练可能导致虚焊、短路等问题；对电路原理理解不够深入可能会导致电路设计错误。
但只要有耐心，多学习，多实践，逐渐积累经验，就能成功搭建出一个稳定可靠的单片机最小系统。
单片机的最小系统及其外围电路
第2章单片机的最小系统及其外围电路
2.1最小系统
单片机最小系统只要接上晶体振荡器和复位电路就可以构成一个完整的最小应用系统。
该电路可提供P1口、P3口作为用户的输入、输出口（I/O）。
2.1.1时钟电路
在XTAL1和XTAL2引脚两端跨接石英晶体振荡器和两个微调电容构成振荡电路，通常C1和C2一般取30pF，晶振的频率取值在1.2-33MHZ。
对于外接时钟电路，要求XTAL1接地，XTAL2接外部时钟。
2.1.2复位电路
单片机的复位电路如1.6.2节各图。
在RST输入端出现高电平时实现复位和初始化。
下图复位电路选用按键电平复位。
2.2 外围电路
2.2.1电源电路
用一个9V的变压器，在用一个电桥降交流9V整为直流，再加几个滤波电容和一个7805、一个7905出来后的电源就是所要的正负5V，电路还是比较简单的如下图所示：
2.2.2单片机USB接口电路
下为应用USB接口芯片CH375与单片机连接图
CH375具有8位数据总线和读、写、片选控制线以及中断输出，可以方便地挂接到单片机/DSP/MCU等控制器的系统总线上。
第3章单片机的应用软件
3.1编程软件
3.1.1Keil C51 软件
可用汇编语言和C语言编写单片机程序
3.1.2 8051汇编语言软件
3.2安装USB_Driver 驱动程序3.3安装烧录程序。
51单片机最小系统原理
51单片机最小系统原理
51单片机最小系统是指由51单片机芯片、时钟电路、复位电路和电
源电路等组成的最基本的硬件系统。
它是进行51单片机软件开发和运行
的基础，对于学习和应用51单片机技术来说非常重要。
下面将详细介绍
51单片机最小系统的原理。
1.51单片机芯片
51单片机是由英特尔公司推出的一种8位微控制器，是指基于哈佛
结构、具有复杂存储器结构和指令集的通用型单片机。
51单片机具有很
强的通用性，广泛应用于各种嵌入式系统和控制系统中。
常用的51单片
机芯片有AT89C51、AT89S52等。
2.时钟电路
时钟电路是指为51单片机提供稳定的时钟信号的电路。
由于51单片
机是以时序为基础进行工作的，因此时钟信号对于单片机的运行至关重要。
一般来说，时钟电路采用晶体振荡器作为时钟源，晶体振荡器的频率一般
为11.0592MHz。
时钟电路还包括电容和电阻等元件，用于保持晶体振荡
器的稳定性。
3.复位电路
复位电路是指对51单片机进行复位操作的电路。
当51单片机上电或
按下复位按钮时，复位电路会向单片机的复位引脚发送一个复位信号，使
单片机回到初始状态。
复位电路一般由电源滤波电路、复位电容和复位电
阻等元件组成。
4.电源电路
电源电路是指为51单片机提供稳定的电源电压的电路。
由于51单片机对电源电压的要求较高，一般在3.3V至5V之间，因此电源电路需要将输入的电源电压进行适当的处理，使其保持在合适的范围内。
电源电路一般由稳压电路、电容和电阻等元件组成。
单片机最小系统的原理
单片机最小系统的原理
单片机最小系统是指由单片机、晶振、复位电路和稳压电源组成的基本硬件系统。
其原理是通过晶振提供时钟信号，使单片机按照一定的频率工作，通过复位电路对单片机进行初始化，保证系统的正确启动。
稳压电源则为单片机提供稳定的工作电压，保证系统正常运行。
具体原理如下：
1. 晶振：晶振作为系统的时钟源，通过产生规律的振荡信号来控制单片机的工作节奏。
晶振一般由晶体振荡器和电容、电阻等元件组成。
当电压施加在晶体上时，晶体会因为压电效应而发生振荡，产生稳定的频率信号，供给给单片机使用。
2. 复位电路：复位电路用于保证系统正常启动和单片机在出现异常情况下的复位。
当电源接通时，复位电路会向单片机的复位引脚提供一个低电平信号，使单片机处于复位状态，进行初始化操作。
当复位信号解除后，单片机开始正常工作。
3. 稳压电源：稳压电源为单片机提供稳定的工作电压。
单片机在工作过程中需要一定的电压供应，而供电电压的稳定性对于单片机的正常工作至关重要。
稳压电源通常由变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路等组成，通过将输入的交流电转化为稳定的直流电供给单片机使用。
通过以上几个基本硬件组成，单片机最小系统可以实现对于输入输出的控制、数据处理和存储等功能。
它是单片机应用开发
的基础，提供了一个可靠的硬件平台，方便对单片机进行编程和开发各种应用。
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。
单片机最小系统原理
单片机最小系统原理
单片机最小系统原理是指由单片机芯片、外部时钟电路、复位电路和电源电路等核心元件组成的最基本的硬件系统。
其原理主要包括以下几个方面：
1.单片机芯片：单片机芯片是整个最小系统的核心，它包含了
处理器核心、存储器、输入输出接口以及各种外设控制器等功能模块。
根据不同的应用需求和性能要求，可以选择不同型号的单片机芯片。
2.外部时钟电路：单片机需要一个外部时钟信号来提供时钟脉冲，以驱动其内部的各种时序操作。
外部时钟电路一般由晶振、电容和电阻等元件组成，通过晶振产生一个稳定的时钟信号，并通过时钟引脚传递给单片机芯片。
3.复位电路：复位电路用于在单片机上电或者出现异常情况时
将单片机恢复到初始状态。
它包括一个复位电源和一个复位电路。
复位电路通过监测电源电压或者外部复位信号，当监测到复位条件满足时，会将复位电源信号提供给单片机芯片，从而实现复位操作。
4.电源电路：单片机需要一个稳定的电源电压来正常运行。
电
源电路主要包括直流电源的接入、稳压电路以及滤波电路等。
稳压电路和滤波电路可以保证单片机工作时的电源电压稳定，并且滤除电源中的噪声干扰。
通过以上几个元件的组合，单片机最小系统可以实现对单片机芯片进行编程和控制，以实现各种不同应用的功能需求。
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桂林电子科技大学单片机最小应用系统设计报告指导老师：吴兆华学生：杨宝业学号：082011122机电工程学院2009年5月单片机最小应用系统设计报告一、设计题目 (1)二、设计目的 (1)三、系统硬件图 (1)四、程序流程图 (2)五、系统说明与分析5.1系统主要组成部分 (6)5.2 74LS244介绍部分 (6)5.3 74LS244连接部分 (9)5.4单片机最小系统部分 (9)5.5数码显示部分 (13)5.6电路板的制作 (15)5.7系统连线说明分析 (16)六、源程序 (18)七、总结 (19)八、参考文献 (19)一、设计题目用at89s51的P1口作为输入、P0口作为输出，通过74LS244接8路LED模拟分支控制。
P1.0为低电平时，点亮一LED；P1.0为高电平、P1.1为低电平时点亮全部LED；当P1.0、P1.1都为高电平时，LED按四个一组，轮流反复点亮。
二、设计目的1、进一步熟悉和掌握单片机的结构及工作原理。
2、掌握单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性，控制方法。
3、通过课程设计，掌握以单片机核心的电路设计的基本方法和技术，了解表关电路参数的计算方法。
4、通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。
5、通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，使学生了解开发一单片机应用系统全过程，为今后的从事打基础。
三、系统硬件图1、模拟分支控制系统的硬件电路原理图如下：图1 电路原理图2、PCB图如下：图2 PCB图四、程序流程图模拟分支控制系统程序框图如下：图3 程序流程图五、系统说明与分析5.1系统主要组成部分模拟分支控制系统主要分为三个部分：单片机最小系统，74LS244分支部分，数码管显示部分。
所用主要元件有：AT89S51，74LS244，8个LED数码管。
5.2介绍74LS244部分74LS244是ttl 八同相三态缓冲器/线驱动器，其coms器件对应为74hc244,常用在单片机mcu系统中，作为单片机的输入输出数据缓冲器，在选通时输入数据送到总线上，在非选通时对总线呈高阻态。
74LS244的管脚图下图所示：图4 74LS244管脚图74LS244内部电路：图5 74LS244内部结构图电路分析：1、74ls244/54ls244三态八缓冲器/线驱动器/线接收器(3S,两组控制)。
图6逻辑引脚功能图引脚功能：1A1~1A4,2A1~2A4 输入端/1G, /2G 三态允许端(低电平有效)1Y1~1Y4,2Y1~2Y4 输出端真值表：L =低逻辑电平H =高逻辑电平X =高或低的逻辑电平ž =高阻抗2、推荐工作参数：3、电气参数：5.3 74LS244连接部分74LS244是三态输出的八缓冲器，由2组、每组四路输入、输出构成。
每组有一个控制端，由控制端的高或低电平决定该组数据被接通还是断开。
(1)74LS244的内部逻辑结构图7 74LS244的内部逻辑结构(2)74LS244应用说明MCS-51外部扩展空间很大，但数据总线口和控制信号线的负载能力是有限的。
若需要扩展的芯片较多，则MCS-51 总线口的负载过重，74LS244 是一个扩展输入口，同时也是一个单向驱动器，以减轻总线口的负担。
程序中可以加一段延时程序，以减少总线口读写的频繁程度。
延时时间约为0.01 秒，不会影响显示的稳定。
5.4单片机最小系统部分AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k BytesISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，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，功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。
AT89S51具有如下特点：40个引脚，4k Bytes Flash片内程序存储器，128 bytes 的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。
此外，AT89S51设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。
空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。
同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。
1．主要特性：• 8031 CPU与MCS-51 兼容• 4K字节可编程FLASH存储器(寿命：1000写/擦循环)• 全静态工作：0Hz-24KHz• 三级程序存储器保密锁定• 128*8位内部RAM• 32条可编程I/O线• 两个16位定时器/计数器• 6个中断源•可编程串行通道• 低功耗的闲置和掉电模式• 片内振荡器和时钟电路2．管脚说明：VCC：供电电压。
GND：接地。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。
并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2口在FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL 门电流。
当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。
作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 /INT0（外部中断0）P3.3 /INT1（外部中断1）P3.4 T0（记时器0外部输入）P3.5 T1（记时器1外部输入）P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
I/O口作为输入口时有两种工作方式即所谓的读端口与读引脚读端口时实际上并不从外部读入数据而是把端口锁存器的内容读入到内部总线经过某种运算或变换后再写回到端口锁存器只有读端口时才真正地把外部的数据读入到内部总线上面图中的两个三角形表示的就是输入缓冲器CPU将根据不同的指令分别发出读端口或读引脚信号以完成不同的操作这是由硬件自动完成的不需要我们操心1然后再实行读引脚操作否则就可能读入出错为什么看上面的图如果不对端口置1端口锁存器原来的状态有可能为0Q端为0Q^为1加到场效应管栅极的信号为1该场效应管就导通对地呈现低阻抗,此时即使引脚上输入的信号为1也会因端口的低阻抗而使信号变低使得外加的1信号读入后不一定是1若先执行置1操作则可以使场效应管截止引脚信号直接加到三态缓冲器中实现正确的读入由于在输入操作时还必须附加一个准备动作所以这类I/O口被称为准双向口89C51的P0/P1/P2/P3口作为输入时都是准双向口接下来让我们再看另一个问题从图中可以看出这四个端口还有一个差别除了P1口外P0P2P3口都还有其他的功能RST：复位输入。
当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。
在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。
在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。
因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。
然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。
如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。
此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。
另外，该引脚被略微拉高。
如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
/PSEN：外部程序存储器的选通信号。
在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。
但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。
/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。
注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA 端保持高电平时，此间内部程序存储器。
在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。
XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2：来自反向振荡器的输出。
图8 AT89S51引脚图MCS-51系列单片机的并行I/O口接口电路是微机必不可少的组成部分，并行输入确出接口是CPU和外部进行信息交换的主要通道。
MSC－51系列单片有4个8位并行双向I/O口P0～P3，共32根I/O线。
每一根线能独立用作输入或输出。
单片机可以外接键盘、显示器等外围设备．还可以进行系统扩展，以解决硬件资源不足问题。
4个并行口都是双向口，既可以输入又可以输出。
P0、P2口经常作外部扩展存储器时的数据、地址线，P3口除作I/O口外，每一根都有第二功能。
这4个I/O口结构基本相同，但仍存在差别。
(1) P1口是最常用的I/O口如图所示，因为不作数据地址线，其结构中没有数据地址线，也没有多路开关MUX，输出驱动电路接有上拉电阻。
P1口输入输出时与P0作I/O时相似，输出数据时．先写入锁存器，经Q端反相，再经场效应管反相输出到引脚。
输入时，先向锁存器写l，使v管截止．外部引脚信号由下方读缓冲器送入内部总线，完成读引脚操作。
P1口也可以读锁存器。
外部提升电阻将引脚拉升至高电平，但输人的低电平信号能将其拉低，不会影响低电平的输入。
图9 P1口一位结构(2) P2口的位结构比P1多了一个控制转换部分如图5所示，结构与P0口基本相似，如下图所示。