51单片机最小系统的讲解和制作

单片机最小系统介绍单片机最小系统主要由电源、复位、振荡电路以及扩展部分等部分组成。

最小系统原理图如图4.1所示。

图4.1最小系统电路图电源供电模块图4.1.1 电源模块电路图对于一个完整的电子设计来讲，首要问题就是为整个系统提供电源供电模块，电源模块的稳定可靠是系统平稳运行的前提和基础。

51单片机虽然使用时间最早、应用范围最广，但是在实际使用过程中，一个和典型的问题就是相比其他系列的单片机，51单片机更容易受到干扰而出现程序跑飞的现象，克服这种现象出现的一个重要手段就是为单片机系统配置一个稳定可靠的电源供电模块。

此最小系统中的电源供电模块的电源可以通过计算机的USB口供给，也可使用外部稳定的5V电源供电模块供给。

电源电路中接入了电源指示LED，图中R11为LED的限流电阻。

S1为电源开关。

复位电路图4.1.2 复位电路图单片机的置位和复位，都是为了把电路初始化到一个确定的状态，一般来说，单片机复位电路作用是把一个例如状态机初始化到空状态，而在单片机内部，复位的时候单片机是把一些寄存器以及存储设备装入厂商预设的一个值。

单片机复位电路原理是在单片机的复位引脚RST上外接电阻和电容，实现上电复位。

当复位电平持续两个机器周期以上时复位有效。

复位电平的持续时间必须大于单片机的两个机器周期。

具体数值可以由RC电路计算出时间常数。

复位电路由按键复位和上电复位两部分组成。

(1)上电复位：STC89系列单片及为高电平复位，通常在复位引脚RST上连接一个电容到VCC，再连接一个电阻到GND，由此形成一个RC充放电回路保证单片机在上电时RST脚上有足够时间的高电平进行复位，随后回归到低电平进入正常工作状态，这个电阻和电容的典型值为10K和10uF。

(2)按键复位：按键复位就是在复位电容上并联一个开关，当开关按下时电容被放电、RST也被拉到高电平，而且由于电容的充电，会保持一段时间的高电平来使单片机复位。

振荡电路图4.1.3 振荡电路图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，单片接的一切指令的执行都是建立在单片机晶振提供的时钟频率。

在通常工作条件下，普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十。

高级的精度更高。

有些晶振还可以由外加电压在一定范围内调整频率，称为压控振荡器(VCO)。

晶振用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作，以提供稳定，精确的单频振荡。

单片机晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。

通常一个系统共用一个晶振，便于各部分保持同步。

有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振，而通过电子调整频率的方法保持同步。

晶振通常与锁相环电路配合使用，以提供系统所需的时钟频率。

如果不同子系统需要不同频率的时钟信号，可以用与同一个晶振相连的不同锁相环来提供。

STC89C51使用11.0592MHz的晶体振荡器作为振荡源，由于单片机内部带有振荡电路，所以外部只要连接一个晶振和两个电容即可，电容容量一般在15pF至50pF之间。

51单片机是对所有兼容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。

很多公司都有51系列的兼容机型推出，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。

简介当前常用的51系列单片机主要产品有：*Intel的：80C31、80C51、87C51，80C32、80C52、87C52等；*ATMEL的：89C51、89C52、89C2051等；*Philips、华邦、Dallas、Siemens(Infineon)等公司的许多产品国产宏晶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。

基础51单片机。

[1]2功能·8位CPU·4kbytes程序存储器(ROM) (52为8K)·128bytes的数据存储器(RAM) （52有256bytes的RAM）·32条I/O口线·111条指令，大部分为单字节指令·21个专用寄存器·2个可编程定时/计数器·5个中断源，2个优先级（52有6个）·一个全双工串行通信口·外部数据存储器寻址空间为64kB·外部程序存储器寻址空间为64kB·逻辑操作位寻址功能·双列直插40PinDIP封装·单一+5V电源供电CPU：由运算和控制逻辑组成，同时还包括中断系统和部分外部特殊功能寄存器；RAM：用以存放可以读写的数据，如运算的中间结果、最终结果以及欲显示的数据；ROM：用以存放程序、一些原始数据和表格；I/O口：四个8位并行I/O口，既可用作输入，也可用作输出T/C：两个定时/记数器，既可以工作在定时模式，也可以工作在记数模式；五个中断源的中断控制系统；一个全双工UART（通用异步接收发送器）的串行I/O口，用于实现单片机之间或单片机与微机之间的串行通信；片内振荡器和时钟产生电路，石英晶体和微调电容需要外接。

最佳振荡频率为6M—12M。

3学习作为一个初学者，如何单片机入门？知识上，其实不需要多少东西，会简单的C语言，知道51单片机的基本结构就可以了。

一般的大学毕业生都可以了，自学过这2门课程的高中生也够条件。

设备上，一般是建议购买一个仿真器，例如，的“双功能下载线”就具有良好的稳定性和较快的下载速度，上位机可扩展，可以下载更多的单片机及嵌入式芯片。

通过实验，这样才可以进行实际的，全面的学习。

日后在工作上，仿真器也大有用处。

还有，一般光有仿真器是不行，还得有一个实际的电路，即学习板，如图，即为，单片机最小系统。

学习板以强大的接口为主，单片机的学习分两方面，一方面是单片机的原理及内部结构，另一方面是单片机的接口技术。

这些都是需要平时多积累，多动手，多思考，这样才能学好单片机技术。

注：“双功能下载线”在百度文库里有详细的使用说明，并且上位机会定期更新以支持更多的单片机。

单片机学习的4个阶段一、整体了解要知道单片机是什么？单片机有何用？如何系统学习单片机？单片机系统设计的流程是怎样的，需要掌握哪些辅助软件？了解这些之后，我们的学习就有了目标和方向。

二、揭秘单片机很难学，是因为其内部结构、编程语言抽象，且实际应用中与其他电子技术和元器件知识相互关联，需结合起来一起设计开发产品。

所以，第二阶段要了解单片机的内部结构是怎样的？单片机开发经常会用到哪些电子技术和元器件知识？如何将一条条编程指令组合成一段段有效的程序？三、解密之所以单片机能成为控制核心，设计出包罗万象的应用系统来，是因为开发者利用了单片机提供的种种功能及各种外设。

所以，第三阶段我们要掌握单片机的各种功能，再加上诸如传感器、模数转换、扫描显示、串行、中断的应用思维，结合更多的元器件、电子电路知识，逐个学习、体会实际的单片机系统的秘密。

四、远航通过以上三个阶段，读者基本就可掌握单片机的应用了。

但要设计出丰富的单片机系统，解决复杂的实际问题，还需要了解更多的外设知识及其与单片机的联系（如电动机、各类存储器、继电器、红外管等）。

这些需要不断的学习和积累。

有时候，接到一些开发任务，就需要你针对这个任务自觉地去搜集、学习相关知识，在实践中不断载学习和提高。

最后推荐两本经典图书：《实例解读51单片机完全学习与应用（配教学视频）》，杨欣编著（他写过多本很有口碑的电子读物，风格独特），电子工业出版社出版。

《爱上单片机》，杜洋著，全新风格，使用面包板入门，人民邮电出版社。

4仿真电脑仿真Proteus 自从有了单片机也就有了开发系统，随着单片机的发展开发系统也在不断发展。

keil是一种先进的单片机集成开发系统。

它代表着汇编语言单片机开发系统的最新发展，首创多项便利技术，将开发的编程/仿真/调试/写入/加密等所有过程一气呵成，中间不须任何编译或汇编。

功能特性1，可以仿真63K程序空间,接近64K 的16位地址空间；2，可以仿真64Kxdata 空间,全部64K 的16位地址空间；3，可以真实仿真全部32 条IO脚；4，完全兼容keil C51 UV2 调试环境,可以通过UV2 环境进行单步,断点, 全速等操作；5，可以使用C51语言或者ASM汇编语言进行调试；6，可以非常方便地进行所有变量观察,包括鼠标取值观察,即鼠标放在某变量上就会立即显示出它此的值；7，可选使用用户晶振，支持0－40MHZ晶振频率；8，片上带有768字节的xdata,您可以在仿真时选使用他们,进行xdata 的仿真；9，可以仿真双DPTR 指针；10，可以仿真去除ALE 信号输出. ；11，自适应300-38400bps 的所有波特率通讯；12，体积非常细小,非常方便插入到用户板中.插入时紧贴用户板,没有连接电缆,这样可以有效地减少运行中的干扰,避免仿真时出现莫名其妙的故障；13，仿真插针采用优质镀金插针,可以有效地防止日久生锈,选择优质园脚IC 插座，保护仿真插针，同时不会损坏目标板上的插座. ；14，仿真时监控和用户代码分离,不可能产生不能仿真的软故障；15，RS-232接口不计成本采用MAX202集成电路,串行通讯稳定可靠,绝非一般三极管的简易电路可比。

功能限制仿真器占用单片机串口及定时器2，与Keil C(PC)通讯，故不支持串口及定时器2 的仿真功能。

全速运行时单片机串口及定时器2 可供用户使用。

使用方法1．将仿真器插入需仿真的用户板的CPU插座中，仿真器由用户板供电；2．将仿真器的串行电缆和PC机接好，打开用户板电源；3．通过Keil C 的IDE开发仿真环境UV2 下载用户程序进行仿真、调试。

硬件说明1、使用用户板的晶振：仿真器晶振旁有两组跳线用来切换内部晶振和用户板晶振，当两个短路块位于仿真器晶振一侧时，默认使用仿真板上的晶振（11.0592MHz）, 当两个短路块位于电容一侧时，使用用户板的晶振。

2、为便于调试带看门狗的用户板，仿真器的复位端未与用户板复位端相连；故仿真器的复位按钮只复位仿真器，不复位用户板；若要复位用户板，请使用用户板复位按钮。

5区别同样的一段程序，在各个单片机厂家的硬件上运行的结果都是一样的，如ATMEL的89C51（已经停产）、89S51，PHILIPS，和WINBOND等，我们常说的已经停产的89C51指的是ATMEL公司的AT89C51单片机，同时是在原基础上增强了许多特性，如时钟，更优秀的是由Flash（程序存储器的内容至少可以改写1000次）存储器取带了原来的ROM（一次性写入），AT89C51的性能相对于8051已经算是非常优越的了。