单片机最小系统电路板设计
Protel-DXP最小单片机系统电路板设计
江西机电职业技术学院EDA课程设计报告班级：姓名：实训地点：指导教师：2013年 5月实训课题单片机最小系统电路设计一、实训目的1、熟悉Protel DXP的操作2、掌握用Protel DXP绘制原理图的方法3、掌握用Protel DXP制作PCB板的方法二、实训要求利用protel DXP软件完成单片机最小系统的PCB板的设计。
三、实训内容1、元件符号及封装编辑。
2、原理图绘制。
3、PCB板。
4、DRC报告。
四、报告内容、设计数据及附图1、电路原理基本分析2、电路模块功能的介绍。
（电源模块、单片机最小系统：复位电路、晶振电路（离X1，X2引脚近些，否则不易起振）、P1口LED电路）51单片机复位电路工作原理（网址：）1、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。
2、复位电路的工作原理在单片机系统中，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。
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）。
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。
51单片机最小系统电路板的设计
51单片机最小系统电路板的设计51单片机是常用的单片机之一，它具有速度快、功能强大、成本低廉等优点，被广泛应用于各种电子设备中。
为了使51单片机能够正常工作，我们需要设计一个最小系统电路板，下面就是其设计内容。
1.硬件设计1.1 电源部分51单片机的供电电压范围为2.7V~5.5V，一般使用稳压电源供电，以保证稳定、可靠的工作。
电源电路主要由稳压电路和滤波电路组成。
稳压电路通常选择7805稳压器，它能将输入的直流电压稳定在5V，并且输出电路中需要连接两个电容，一个是输入电容，一个是输出电容，以保证电路的稳定性。
1.2 时钟部分51单片机需要工作时钟才能正常运行，因此时钟电路是最小系统电路板中最关键的部分。
时钟电路的主要功能是为51单片机提供稳定、准确的时钟信号。
时钟电路通常包括晶体振荡器、电容、电阻和二极管等元器件。
晶体振荡器的选用要注意其磁耦合系数和负载能力等特性。
1.3 外围设备接口部分最小系统电路板除了提供基本的电源管理和时钟信号外，还需要提供一些需要控制的外围设备接口。
比如串口、I2C总线、SPI总线等接口，其需要连接外部被控设备才能起到作用。
2.软件设计51单片机的软件设计主要分为两部分，一部分是编写应用程序，一部分是编写系统初始化代码。
其中，应用程序主要根据用户需求编写。
而系统初始化代码则包括单片机时钟频率的初始化、外设中断的初始化等操作，以保证整个系统的功能正常运行。
3.最小系统电路板的布线设计最小系统电路板的布线设计应考虑以下因素：3.1 信号布线应保持短路，以保证电路的稳定性和抗干扰性；3.2 信号箱与高压箱应分离布置，以避免高压箱的辐射干扰影响到信号箱；3.3 信号箱内应将尽可能多的元器件与信号线层级分开，以便进行布线。
4.最小系统电路板制作在制作最小系统电路板时，应注意以下问题：4.1 电源和时钟部件应位于板的边缘部分，以方便使用者连接电源和时钟信号；4.2 布线过程中，应采用放大路线等技术来针对电路的高频特性进行优化布线，以保证系统的信号完整性。
51单片机最小系统学习板的设计与制作
课程设计任务书（指导教师填写）课程设计名称电路板设计与制作学生姓名专业班级设计题目51单片机最小系统学习板的设计与制作一、课程设计的任务和目的任务:设计并制作51单片机最小系统电路板，包括电路原理图设计、版图规划与设计、系统单面电路板制作。
要求：1)电路原理图准确、版图结构清晰、布局合理。
2)使用插针型元件，成品PCB板面布局合理，密度适当；3)板上资源包括LED灯、数码管、蜂鸣器、按钮、串行通讯及USB接口；4)电路板面积适中便于携带，长度15cm，宽8.5cm。
目的：1)掌握并完成基本PCB板的设计与制作工艺；2)学习并掌握实现单片机应用系统的软硬件设计、调试、实现的技能；3)了解单片机最小系统的工作原理与系统开发方法，锻炼动手能力，为毕业设计做准备。
二、设计内容、技术条件和要求1.设计并制作具有实际功能的单片机最小系统：可选择实现的功能⑴.流水灯⑵.电子时钟⑶.数字温度计⑷.交通灯控制器；2.根据所选电路功能，画出电路框图和原理总图。
3.根据电路所需元件及周边设备规划和设计电路板版图，描画版图。
4.根据版图生成gerber工艺文件，进行电路板制作，包括刻板，钻孔，覆铜等。
5.撰写设计总结报告。
三、时间进度安排本课程设计共两周时间。
第一周：功能设计与理论学习周一上午：布置设计任务；提出课程设计的目的和要求；明确对撰写总结报告、手工绘制原理图和电路板版图的要求；安排答疑、实验室开放时间。
讲解印制电路板的制板流程，介绍PCB刻板机等制板设备的软硬件操作方法以及注意事项。
周一下午：讲解电路原理图与PCB版图设计方法。
周二至周五：学生查阅资料，确定设计题目；进行功能设计，在实验室完成电路原理图与PCB 版图的设计和绘制，导出电路总原理图及版图文件。
期间安排两次答疑，指导学生设计。
周五，交设计草图-原理图和版图供老师审阅。
第二周：电路板制作、撰写设计总结报告周一至周四：分组在电子系统加工及评测实验室(225)操作刻板工具和设备进行电路板成品的加工和制作，成品需通过老师验收。
单片机最小系统电路板设计
单片机最小系统电路板设计Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】《E D A技术项目教程》实训计划实训安排表：一、实训目的1、进一步熟悉Protel DXP的操作；2、绘制原理图，对PCB板布局布线二、实训内容任务一：单片机最小系统电路原理图的绘制此系统包含了最简单的电源及保护电路、振荡电路、复位电路、发光二极管指示电路、ISP在线编程电路及一个40针插座。
其中40针插座将单片机的各信号引出，可以扩展各种应用电路。
1、电路图要求：根据电路样稿，使用Protel DXP绘制原理图；找准元件，用导线将它们连接起来，并修改元件相关属性。
注意 ：U1元器件（DS83C520-MCL ）需要自己绘制元器件外形和对应的封装。
如图所示：元器件符元器件封装2、元件清单表一单片机最小系统电路元器件一览表任务二：原理图编译，生成PCB板要求制作大小为3200mil×2800mil的双面板。
电源、地线的线宽为40mil，其它线宽为20mil。
极可能手工布局布线。
在布线过程中，尽可能先使用底层走线。
注意：C1、C5、VD1的封装需要手工制作。
C2、C3、C4、R1、R2、JP3的封装与系统默认值不同，需要修改。
任务三：完成实训报告，格式如下江西机电职业技术学院电子CAD实训报告班级姓名实训地点：实验楼电气系专业机房指导教师：2015年 5月实训课题单片机最小系统PCB电路板设计一、实训目的1、熟悉Protel DXP的操作2、掌握用Protel DXP绘制原理图的方法3、掌握用Protel DXP制作PCB板的方法二、实训要求利用protel DXP软件完成单片机最小系统的PCB板的设计。
三、实训内容1、元件符号及封装编辑。
(1)建立“File”/“New”/“Schematic library”。
（2）建立“File”/“New”/“PCB libraies”。
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。
51单片机最小系统原理图
接触过单片机的朋友们都时常会听到别人提"最小系统"这个词.那到底什么是最小系统,有怎样设计称上"最小"呢?下面让依依电子来告诉大家: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,单片机+晶振电路+复位电路,便组成了一个最小系统.但是一般我们在设计中总是喜欢把按键输入、显示输出等加到上述电路中,成为小系统。
应用89C51〔52〕单片机设计并制作一个单片机最小系统，到达如下根本要求：1、具有上电复位和手动复位功能。
2、使用单片机片内程序存储器。
3、具有根本的人机交互接口。
按键输入、LED显示功能。
4、具有一定的可扩展性，单片机I/O口可方便地与其他电路板连接。
51单片机学习想学单片机，有一段时间了，自己根底不好，在网上提了许多弱智的问题，有一些问题网友答复了，还有一些为题许多人不屑一顾。
学来学去，一年多过去了，可是还是没有入门，现在我就把我学习中遇到的一些问题和大家分享一下，希望在大虾的帮助下能快速的入门：〕在学习之前我在网上打听了一下atmel公司的单片机用的人比拟多，avr 系列这几年在国内比拟流行，但是考虑到avr还是没有51系列用的人多，51系列的许多技术在实践中都已经的到了前人的解决，遇到问题后，有许多高人可以帮助解决，所以这次学习，选用了atmel公司的at89s52，来进行学习。
学习单片机是需要花费时间实践的；学之前我们先准备好所需的东西一、所需硬件at89s52一片；8m晶振一个，30pf的瓷片电容两个；10uf电解电容一个，10k的电阻一个；万用板〔多孔板〕一块；其他的器件如电烙铁一把30w的，松香，焊锡假设干，如果是第一次学习，不知道这些东西，没关系，以下是它们的照片：Atmel公司生产的at89s528m晶振22pf瓷片电容电解电容图1/4 w 10k 的电阻普通的电木万用板好了，有了这些东西，我们就可以把它们组合到一起做成我们的最小系统了：〕有了这些东西我们怎么焊接丫？不用着急，过一会我们把原理图给大家画出来大家就会了。
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。
(完整)Altium Designer设计STM32F103最小系统
《电路设计与PCB制板》设计报告题目：STM32F103最小系统学院:专业：班级：姓名：学号：引言：Altium Designer基于一个软件集成平台，把为电子产品开发提供完整环境所需工具全部整合在一个应用软件中。
Altium Designer 包含所有设计任务所需工具:原理图和PCB设计、基于FPGA的嵌入式系统设计和开发。
目前我们使用到的功能特点主要有以下几点：1、提供了丰富的原理图组件和PCB封装库并且为设计新的器件提供了封装，简化了封装设计过程。
2、提供了层次原理图设计方法，支持“自上向下”的设计思想,使大型电路设计的工作组开发方式称为可能。
3、提供了强大的查错功能，原理图中的ERC(电气规则检查）工具和PCB的DRC（设计规则检查）工具能帮助设计者更快的查出和改正错误。
4、全面兼容Protel系列以前的版本,并提供orcad格式文件的转换。
一、课程设计目的1、培养学生掌握、使用实用电子线路、计算机系统设计、制板的能力;2.提高学生读图、分析线路和正确绘制设计线路、系统的能力；3.了解原理图设计基础、了解设计环境设置、学习Altium Designer 软件的功能及使用方法;4。
掌握绘制原理图的各种工具、利用软件绘制原理图；5。
掌握编辑元器件的方法构造原理图元件库；6。
熟练掌握手工绘制电路版的方法,并掌握绘制编辑元件封装图的方法，自己构造印制板元件库；7.了解电路板设计的一般规则、利用软件绘制原理图并自动生成印制板图。
二、设计过程规划1、根据实物板设计方案；2、制作原理图组件;3、绘制原理图；4、选择或绘制元器件的封装;5、导入PCB图进行绘制及布线；6、进入DRC检查；三、原理图绘制✧新建工程:1。
在菜单栏选择File →New →Project →PCB Project2.Projects面板出现。
3。
重新命名项目文件。
✧新建原理图纸1。
单击File →New→Schematic，或者在Files面板的New单元选择:Schematic Sheet.2.通过选择File →Save As来将新原理图文件重命名（扩展名为STM32最小系统。
STC51单片机最小系统实验报告
3、2个独立按键，可配置为中断模式和一般按键
4、双复位电路，可插拔晶振，能同时使用51和avr系列单片机
5、usb及外接电源双供电，带电源指示。
6、带10针ISP下载接口，方便AT89系列单片机下载程序。
7、板载红外接收管，配合程序遥控电视、风扇。
三、原件
部分图片
5.打印电路板安装图，按图安装元器件。
6.焊接元器件
（1）将各元器件按照电路图插在刚做好的板子上；
（2）用电烙铁把元器件焊接牢固，并检查是否有漏焊和虚焊的部分
经过以上步骤一个单片机最小系统就基本上做好了，经过调试之后就可以投入使用了。
四、成果展示
五、实验体会
自从我接触单片机，到现在能够用以单片机为控制核心设计出我的课程设计——单片机最小系统设计。通过本次课程设计，我获得了丰富的理论知识，极大地提高了实践能力，单片机领域这对我今后进一步学习电学方面的知识有极大的帮助。在此，忠心感谢学校老师提供这个机会。
【3】：STC51单片机系统电路板的制作
3.1学习目标
1.掌握原理图和PCB图输出打印
2.了解单面印制电路板的制造工艺和流程3.学会手工制作单面印制电路板的方法
3.2任务要求
手工制作STC51单片机系统电路板，在电路板上安装元器件，并进行功能测试。
3.3技能训练
1.按1∶1的比例打印PCB图到热转印纸,并热转印到覆铜板2.腐蚀已转印有PCB图的覆铜板3.涂敷松香溶液4.钻焊盘孔
实验报告
实验名称：STC51单片机最小系统
所在专业：测控技术与仪器
学生姓名：陈****
班级学号：B1*******
任课教师：陆婷
2013 /2014 学年第 二 学期
单片机最小系统PPT课件
﹡掩膜ROM（Mask ROM）型，用户程序由芯片生产厂写入； ﹡ EPROM（Erasable Programmable ROM）型，用户程序通过写 入装置写入，通过紫外线照射擦除；
精选PPT课件
37
3、MCS-51单片机的内部结构
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该系列生产工艺有两种：
一是HMOS工艺（高密度短沟道MOS工艺）。 二是CMOS工艺（互补金属氧化物的MOS工艺）， 具有低功耗的特点。
在产品型号中凡带有字母“C”的即为CMOS芯片，不带 有字母“C”的即为HMOS芯片。
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在片内程序存储器的配置上，该系列单片机有三种形式：
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8位单片机
• 是目前应用最广泛的单片机。 • 用于工业控制、智能接口、仪器仪表等各个领域。 • 1980年，美国Intel公司推出MCS-51系列单片机。 • MCS-51系列及其兼容机型
ATMEL公司融入Flash存储器技术的AT89系列 Philips公司的80C51、80C552系列 华邦公司的W78C51、W77C51高速低价系列 ADI公司的ADμC8xx高精度ADC系列 LG公司的GMS90/97低压高速系列 Maxim公司的DS89C420高速（50MIPS）系列 Cygnal公司的C8051F系列高速SOC单片机
单 硅
一块芯片就成了一台计算机
单片机有体积小、功耗低、 价格低、控制功能强、性能价 格比高、易于推广应用等显著 优点。
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8
• 组成： • 性能: • 价格:
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stm32单片机最小系统复位电路
stm32单片机最小系统复位电路下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢！本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注！Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!STM32单片机最小系统复位电路单片机作为现代电子产品中不可或缺的一部分，其复位电路是保证系统正常工作的关键部分。
51单片机最小系统原理图
51单片机最小系统原理图51单片机是一种常用的微控制器，它具有体积小、功耗低、性能稳定等特点，因此在嵌入式系统中得到了广泛的应用。
而要搭建一个完整的嵌入式系统，首先需要设计并搭建一个最小系统，本文将介绍51单片机最小系统的原理图设计。
首先，我们需要明确51单片机最小系统的组成部分。
一个完整的最小系统包括51单片机、晶振、复位电路、电源电路、下载电路等几个基本部分。
其中，晶振是单片机工作的时钟信号源，复位电路用于单片机的复位控制，电源电路提供单片机所需的电源，下载电路用于单片机的程序下载。
其次，我们需要根据这几个基本部分设计出相应的原理图。
首先是晶振电路，一般使用的是12MHz的晶振，其原理图是将晶振的两端分别连接到单片机的晶振输入引脚和晶振输出引脚。
接下来是复位电路，复位电路一般由一个电阻和一个电容组成，其原理是通过电容的充放电来实现单片机的复位控制。
然后是电源电路，电源电路一般包括稳压电路和滤波电路，其原理是通过稳压电路将输入的电压稳定在单片机所需的工作电压范围内，并通过滤波电路去除电源中的杂波。
最后是下载电路，下载电路一般由一个串口电平转换芯片和一个串口接口组成，其原理是通过串口电平转换芯片将电脑串口的TTL电平转换成单片机所需的电平，并通过串口接口与单片机相连接。
最后，我们需要将这几个部分的原理图进行整合，设计出完整的51单片机最小系统原理图。
在设计原理图时，需要注意各个部分之间的连接关系，以及引脚的连接方式。
同时，还需要考虑到原理图的布局和美观性，尽量使得原理图清晰易懂，方便后续的调试和维护工作。
总的来说，设计51单片机最小系统原理图是搭建一个完整嵌入式系统的第一步，它直接关系到后续系统的稳定性和可靠性。
因此，在设计原理图时需要认真对待，确保各个部分的连接正确，电路设计合理，从而为后续的系统开发奠定良好的基础。
希望本文的介绍能够对大家有所帮助，谢谢阅读。
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。
基于STC89C52单片机最小系统的设计
基于STC89C52单片机最小系统的设计在现代电子技术领域，单片机的应用无处不在，从家用电器到工业自动化，从智能仪器仪表到航空航天设备，都能看到单片机的身影。
STC89C52 单片机作为一款经典的 8 位单片机，以其高性能、低功耗、易于开发等优点，被广泛应用于各种电子系统中。
而要让 STC89C52 单片机正常工作，就需要设计一个可靠的最小系统。
一、STC89C52 单片机简介STC89C52 单片机是由宏晶科技生产的一款增强型 8051 单片机，它具有 8K 字节的 Flash 程序存储器、512 字节的 RAM、4 个 8 位并行I/O 口（P0、P1、P2、P3）、3 个 16 位定时器/计数器、1 个全双工串行通信口等资源。
其工作电压为 5V，工作频率可达 35MHz，能够满足大多数应用场景的需求。
二、最小系统的组成一个完整的 STC89C52 单片机最小系统通常包括以下几个部分：1、电源电路电源是整个系统的动力源泉，STC89C52 单片机的工作电压为 5V，因此需要一个稳定的 5V 电源为其供电。
可以使用线性稳压器（如7805）将输入的电压（如 9V 或 12V）转换为 5V 输出，也可以使用USB 接口直接提供 5V 电源。
2、复位电路复位电路的作用是在系统上电或出现异常时，将单片机的内部状态恢复到初始状态，使其能够正常工作。
常见的复位电路有上电复位和手动复位两种。
上电复位电路通过电容充电实现，手动复位电路则通过按键实现。
3、时钟电路时钟电路为单片机提供工作所需的时钟信号，决定了单片机的运行速度。
STC89C52 单片机可以使用内部时钟，也可以使用外部时钟。
内部时钟通过在单片机的 XTAL1 和 XTAL2 引脚之间连接一个晶振和两个电容来实现，晶振的频率通常为 110592MHz 或 12MHz。
4、下载电路为了将编写好的程序下载到单片机中，需要设计一个下载电路。
STC89C52 单片机支持通过串口下载程序，可以使用 MAX232 芯片将单片机的 TTL 电平转换为 RS232 电平，然后通过串口线与计算机连接进行程序下载。
经典的51单片机最小系统电路原理图：国产STC系列（51内核）
什么是51单片机？1980年，Intel推出了首款单片机8051，之后又陆续推出了与8051指令完全相 同的8031、8032、8052等系列的单片机，初步形成了MCS-51系列。 1984年，Intel出售了51 核，此后，世界上出现了上千种51单片机，如爱特梅尔、飞利浦，华邦，还有国内的宏晶 （STC micro）等。51单片机泛指所有兼容 8051指令的单片机。
有个问题，单片机的工作时钟从哪里来？之前8051那时候的单片机一般都需要外部晶振电路提 供工作时钟，然而现在单片机一般在芯片内部都集成了RC振荡电路，通过软件可以启用单片机 内部的RC振荡器脉冲作为单片机的内部工作时钟，这样不仅电路简单，而且还节省了产品的成 本。不过在一些精度要求比较高的应用场合，例如对外异步串口通讯、电子钟等，对时钟精度 要求比较高，这时候就必须用外部晶振电路了。
该单片机在VCC引脚上给它5V电，这就够了，不需要其它ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ加电路。
该单片机的程序下载是通过P3.0和P3.1两个引脚实现的，利用的是这两个引脚的串口功能。因 此这两个引脚在实际应用时一般用作串口功能，不做其它用途。当然，如果引脚数量比较紧 张，必须启用这两个引脚，也不是不可以，但尽量用作输入口。
图中框框部分是程序下载器电路，可以直接设计到产品电路板上，以后就可以直接用USB口下 载软件；也可以将其省略，只是在下载软件时必须通过一个下载器进行。实际上下载器内部电 路就是这个图框里面的电路。如果你把这个框框里面的电路做成电路板，就可以自己做一个程 序下载器。
结束语：单片机起源于51，世界上最经典的单片机非51莫属，至今我还有很多项目都是用51单 片机做的，除了成本考虑之外，现在很多芯片厂家已经在51内核基础上扩展了很多非常实用的 外设（例如LIN和CAN通讯模块，增强型PWM模块，电机控制和驱动模块等等），这用起来其 实很方便
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江西机电职业技术学院电子CAD实训报告班级姓名实训地点：实验楼电气系专业机房指导教师：2013年5月实训课题单片机最小系统电路设计一、实训目的1、熟悉Protel DXP的操作2、掌握用Protel DXP绘制原理图的方法3、掌握用Protel DXP制作PCB板的方法二、实训要求利用protel DXP软件完成单片机最小系统的PCB板的设计。
三、实训内容1、元件符号及封装编辑。
2、原理图绘制。
3、PCB板。
4、DRC报告。
四、报告内容、设计数据及附图1、电路原理基本分析。
2、电路模块功能的介绍。
（电源模块、单片机最小系统：复位电路、晶振电路（离X1，X2引脚近些，否则不易起振）、P1口LED电路）（1）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。
单片机虽然使用时间最早、应用范围最广，但是在实际用过程中，一个和典型的问题就是相比其他系列的单片机，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。
来源：/view/88152227192e45361066f53d.html（2）复位电路图4.1.2 复位电路图复位电路: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.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。
复位电路的工作原理：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。
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）。
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，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。
来源：/view/0579449d51e79b8968022616.html（3）单片机晶振电路原理及作用在设计时钟电路之前，让我们先了解下单片机上的时钟管脚：XTAL1（19 脚）：芯片内部振荡电路输入端。
XTAL2（18 脚）：芯片内部振荡电路输出端。
XTAL1 和XTAL2 是独立的输入和输出反相放大器，它们可以被配置为使用石英晶振的片内振荡器，或者是器件直接由外部时钟驱动。
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。
下面我就具体的介绍一下晶振的作用以及原理，晶振一般采用如图1a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1b，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1c。
其中Co，C1，L1，RR是晶体的等效电路。
<晶振电路图>分析整个振荡槽路可知，利用Cv来改变频率是有限的：决定振荡频率的整个槽路电容C=Cbe,Cce,Cv三个电容串联后和Co并联再和C1串联。
可以看出：C1越小，Co越大，Cv 变化时对整个槽路电容的作用就越小。
因而能“压控”的频率范围也越小。
实际上，由于C1很小(1E-15量级)，Co不能忽略(1E-12量级，几PF)。
所以，Cv变大时，降低槽路频率的作用越来越小，Cv变小时，升高槽路频率的作用却越来越大。
这一方面引起压控特性的非线性，压控范围越大，非线性就越厉害；另一方面，分给振荡的反馈电压(Cbe上的电压)却越来越小，最后导致停振。
通过晶振的原理图你应该大致了解了晶振的作用以及工作过程了吧。
采用泛音次数越高的晶振，其等效电容C1就越小；因此频率的变化范围也就越小。
微控制器的时钟源可以分为两类：基于机械谐振器件的时钟源，如晶振、陶瓷谐振槽路；RC （电阻、电容）振荡器。
一种是皮尔斯振荡器配置，适用于晶振和陶瓷谐振槽路。
另一种为简单的分立RC振荡器。
用万用表测量晶体振荡器是否工作的方法：测量两个引脚电压是否是芯片工作电压的一半，比如工作电压是51单片机的+5V则是否是2.5V左右。
另外如果用镊子碰晶体另外一个脚，这个电压有明显变化，证明是起振了的。
晶振的类型有SMD和DIP型，即贴片和插脚型。
来源：/view/b649962ccfc789eb172dc84a.html（4）发光二极管指示电路在最小系统中，发光二极管（LED）的接法是采取了电源接到二极管正极再经过1K 电阻接到单片机I/O 口上的（见图4 中的接法1）。
为什么这么接呢？首先我们要知道LED 的发光工作条件，不同的LED 其额定电压和额定电流不同，一般而言，红或绿颜色的LED 的工作电压为1.7V~2.4V，蓝或白颜色的LED 工作电压为2.7~4.2V，直径为3mm LED 的工作电流2mA~10mA。
在这里采用红色的3mm 的LED。
其次，51 单片机（如本实验板中所使用的STC89C52单片机）的I/O 口作为输出口时，拉电流（向外输出电流）的能力是μA 级别，是不足以点亮一个发光二极管的。
而灌电流（往内输入电流）的方式可高达20mA，故采用灌电流的方式驱动发光二极管。
当然，现今的一些增强型单片机，是采用拉电流输出（接法2）的，只要单片机的输出电流能力足够强即可。
另外，图4 中的电阻为1K 阻值，是为了限制电流，让发光二极管的工作电流限定在2mA~10mA。
（5）ISP在线编程电路ISP（In-System Programming）在系统可编程，指电路板上的空白器件可以编程写入最终用户代码，而不需要从电路板上取下器件，已经编程的器件也可以用ISP方式擦除或再编程。
无论在单片机上，还是在CPLD/FPGA上都得到了广泛的应用，ISP技术是未来发展方向！传统的编程方式，以单片机应用系统开发为例，如果想要对单片机进行写入程序，必须要先把单片机从电路板上取下来，然后用编程器进行编程烧写，写入程序后再次插入电路板调试，如果产品的单片机已经焊接到电路板上，想要进行程序升级，那么要拆单片机下来就很困难了。
可以看出，这种传统的开发方式有以下缺点：1）需要频繁地拔插单片机芯片，很容易造成芯片引脚折断，损坏芯片（当然采用了零拔插力ZIF插座的实验板除外）2）如果单片机学习开发，那么需要频繁的刷新程序，就必须重复地拔插芯片，大大降低了开发效率3）开发产品的可维护性低ISP在系统可编程技术彻底地改变了传统的开发模式，它只要在设计时电路板上预留一个标准的ISP接口，配合ISP下载电缆，就可以不用拔出芯片，在电路板上就可以对芯片进行编程配置，对比传统的开发系统，有以下优势：1）工程师在开发产品时彻底告别频繁拔插芯片的烦恼，避免频繁拔插损坏芯片的引脚2）ISP技术可以加速产品的上市并降低开发成本3）ISP技术帮助工程师缩短从设计、生产到现场调试、简化生产流程并采用经证实更有效的方式进行现场升级和产品维护，大大提高了工作效率4）在试验新品或学习试验等经常需要用不同的程序调试芯片的场合中，在线编程技术尤为重要，实用。
3、电路图4、元件清单Report Generated From DXPDesignat or LibRef Description FootptC1 Cap Pol1 Polarized Capacitor(Radial)RB.1/C2 Cap CapacitorRAD-0 C3 Cap CapacitorRAD-0C4 Cap CapacitorRAD-0 C5 Cap Pol1 Polarized Capacitor(Radial)RB.2/JP1 Header 6 Header, 6-Pin HDR1X JP2 Header 2 Header, 2-Pin HDR1X JP3 Connector 40 Plug Assembly, 40-PinConnectorHDR2X R1 Res2 Resistor AXIAL3R2 Res2 Resistor AXIAL3S1 SW-PB Switch SPST-U1 DS83C520-MCL DIP40 VD1 LED1 Typical RED GaAs LED LED1 VD2 Diode Default Diode AXIAL3Y1 XTAL Crystal Oscillator BCY-W 五月 14, 2013 10:11:31 PM5、PCB电路板元器件布局的一般原则:设计人员在PCB电路板布局过程中需要遵循的一般原则如下。