单片机最小系统
单片机最小系统原理
单片机最小系统原理引言单片机最小系统是指单片机与外部器件连接形成的系统，其包括单片机、晶振、复位电路等基本组成部分。
了解单片机最小系统的原理对于学习和应用单片机具有重要意义，本文将介绍单片机最小系统的原理及其相关内容。
单片机简介单片机（Microcontroller）是一种在单一芯片上集成了中央处理器、存储器、输入输出设备和各种外围设备接口的微型计算机系统。
单片机广泛应用于控制系统、嵌入式系统等领域，具有体积小、功耗低、成本低、灵活性高等特点。
单片机最小系统的组成单片机最小系统主要由以下几个基本组成部分构成：1.单片机：单片机是整个系统的核心，负责控制运算和执行程序。
2.晶振：晶振是提供时钟信号的器件，单片机需要时钟信号来同步操作。
3.复位电路：复位电路用于在系统上电时将单片机的内部寄存器和相关电路初始化为初始状态。
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.系统上电后，晶振开始振荡，产生时钟信号。
2.复位电路将单片机的内部寄存器和相关电路初始化为初始状态。
3.单片机开始运行程序，根据时钟信号进行指令执行和数据处理。
单片机与晶振的连接为了使单片机能够正常工作，需要将晶振连接到单片机的时钟输入引脚上。
具体连接方式如下：1.将晶振的一个引脚连接到单片机的时钟输入引脚。
2.将晶振的另一个引脚连接到单片机的地引脚。
单片机与复位电路的连接为了在系统上电时将单片机的内部寄存器和相关电路初始化为初始状态，需要将复位电路连接到单片机的复位引脚上。
具体连接方式如下：1.将复位电路的一个引脚连接到单片机的复位引脚。
2.将复位电路的另一个引脚连接到系统的电源引脚。
单片机最小系统的搭建步骤按照以下步骤可以搭建一个单片机最小系统：1.准备单片机、晶振、电容、电阻等器件。
2.连接晶振的引脚到单片机的时钟输入引脚，并连接晶振的另一个引脚到单片机的地引脚。
3.连接复位电路的引脚到单片机的复位引脚，并连接复位电路的另一个引脚到系统的电源引脚。
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。
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
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
三、系统调试
用万用表检测电源是否供电,即检测单片机的
（1） 40）和 VSS（引脚20）之间是否有6 V的电压。
VCC（引脚
（2）
检测单片机 EA（引脚31）是否有5 程序运行时使用的是片内存储器。
V的电源,目的是确保
（3）
检测单片机的P3口或P2口的空闲电压是否为5 不为5 V,则说明单片机最小系统没有工作。
处犯错误。
知识拓展
一 单片机的 I/O 端口 二 如何点亮一个 LED 三 实现 LED 的闪烁
一、单片机的 I/O 端口
单片机内有一项主要内 容就是I/O端口。 STC89C52RC单片机共有4个8 位的并行 I/O端口,分别记作 P0、P1、P2和P3。每个I/O端 口都包含一个锁存器、一个输 出驱动 器和一个输入缓冲器。
RS-232 接口连接图
4.复位电路
复位就是使CPU与单片机最小系统中其他部 件都处于一个确定的初始状态,并从这个状态开始 工作。复位是单片机的初始化操作,而复位电路 就是实现复位功能的电路。元器件 二 电路连接 三 系统调试
一、准备元器件
单片机最小系统元器件列表
二、单片机最小系统的组成
电源电路
晶振电路
单片机
程序下载电路
复位电路
单片机最小系统结构示意图
单片机最小系统电路图
1.电源电路 电池盒实物图
2.晶振电路
1）外部 CMOS 时钟
外部CMOS时钟连接
2）外部晶体
外部晶体连接
3）外部电容
外部电容连接电路图
注意！
知识拓展
在这种方式下电容不能大 于100 pF,由于印刷电路板寄 生电容的影响,采用的电容也 不能太小,如小于20 pF,将增 加频率偏差。
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。
单片机最小系统的设计
单片机最小系统的设计
单片机最小系统是指由单片机芯片、电源、复位电路、时钟电路和最小外围电路组成的基本系统。
它是单片机应用的基础,是进行单片机学习和开发的起点。
设计单片机最小系统需要考虑以下几个方面: 1. 选择合适的单片机芯片
根据应用需求选择合适的单片机型号,考虑存储空间、/接口数量、功耗等因素。
常用的单片机芯片有51系列、系列、 -系列等。
2. 设计电源电路
为单片机提供稳定的工作电压,通常使用线性稳压器或开关电源模块。
需要注意电源滤波、防反接等设计。
3. 设计复位电路
复位电路用于在上电或异常情况下将单片机重新复位,常用电阻-电容复位电路或监视电路。
4. 设计时钟电路
为单片机提供稳定的时钟信号,可使用外部晶振电路或内部振荡器。
晶振电路需要根据单片机要求选择合适的晶振频率。
5. 设计最小外围电路
根据应用需求设计最小外围电路,如显示电路、按键输入电路、串行通信电路等。
6. 设计程序下载电路
为了将程序下载到单片机,需要设计相应的下载电路,如下载电路或下载电路。
7. 设计布局
将上述电路合理布局在印制电路板上,注意走线布局、元器件摆放、电磁兼容性等因素。
设计单片机最小系统需要掌握单片机原理、电路设计和布局知识。
通过搭建最小系统,可以熟悉单片机的工作原理和编程方法,为后续的应用开发奠定基础。
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。
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。
单片机最小系统原理
单片机最小系统原理单片机最小系统是指单片机芯片与外围器件组成的最基本的工作系统。
它包括单片机芯片、时钟电路、复位电路、电源电路和外围器件等几个部分。
下面我们将逐一介绍单片机最小系统的原理。
首先，单片机芯片是整个最小系统的核心部分。
单片机芯片是一种集成了微处理器、存储器、定时器、串行通信接口等功能于一体的芯片，它是整个系统的控制中心。
单片机芯片的选择应根据具体的应用需求来确定，不同的单片机芯片有着不同的指令集、存储容量和外设接口，因此在选择单片机芯片时需要充分考虑系统的功能需求和性能要求。
其次，时钟电路是单片机最小系统中不可或缺的部分。
时钟电路为单片机提供了基本的时序信号，使单片机能够按照一定的时序工作。
时钟电路一般由晶体振荡器和放大器组成，晶体振荡器产生稳定的振荡信号，放大器将振荡信号放大后送入单片机芯片，从而使单片机能够按照指定的时钟频率工作。
另外，复位电路也是单片机最小系统中至关重要的组成部分。
复位电路能够在系统上电或者复位信号出现时将单片机初始化，使其进入工作状态。
复位电路一般由复位芯片和相关的外围元器件组成，它能够确保单片机在上电或者复位时能够正常工作，避免因为系统状态不确定而导致的错误操作。
此外，电源电路是单片机最小系统中不可或缺的一部分。
电源电路为单片机提供稳定的工作电压，保证单片机能够正常工作。
电源电路一般由稳压芯片、滤波电容和电感等组成，它能够将输入的不稳定电压转换为稳定的工作电压，从而保证单片机的正常工作。
最后，外围器件也是单片机最小系统中必不可少的一部分。
外围器件包括与单片机芯片相连的外部元器件，如LED、按键、显示器、传感器等。
这些外围器件能够为单片机系统提供输入输出接口，使单片机能够与外部环境进行交互，实现具体的功能。
总的来说，单片机最小系统是由单片机芯片、时钟电路、复位电路、电源电路和外围器件等几个部分组成的。
它是单片机系统中最基本的工作系统，为单片机的正常工作提供了必要的支持。
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
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
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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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 ROM
32 个双向I/O 口？ 256x8bit 内部RAM
3个16位可编程定时/计数器中断？时钟频率0-24MHZ
2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 XTAL2
EA/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 2
37 6 36 35
7 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。
在单片机内部，它是一个反相放大器的输入端，这个放大器构成了片内振荡器OSC当采用外部振荡器时，此引脚应接地。
XTAL2（18脚）：接外部晶振的另一个引脚。
在片内接至反相放大器的输出端和内部时钟电路的输入端。
当采用外部振荡器时，此脚接外部振荡器的输出端。
⑶控制信号线
RST/VPD（ 9脚）：复位信号输入端，复位/ 掉电时内部RAM的备用电源输入端
ALE/ （30脚）：地址锁存允许/编程脉冲输入。
用ALE锁存从P0 口输出的低8位地址；在对片内EPRO编程时，编程脉冲由此输入。
（29脚）：外部程序存储器读选通信号，低电平有效。
/VPP（31脚）：访问外部存储器允许/编程电压输入。
EA为高电平时，访问内部存储器；低电平时，访问外部存储器。
对片内EPROM 编程时，此脚接21V编程电压。
⑷多功能I/O 口引脚
8051单片机设有4个双向I/O 口（P0 P1、
P2、P3）,每一组I/O 口线都可以独立地用作输入或输出口，其中：
①P0 口（32〜39脚）——双向口（三态），可作为输入/输出口，可驱动8个LSTTL门电路。
实际应用中常作为分时使用的地址/ 数据总线口，对外部程序或数据存储器寻址时低8位地址与数据总线分时使用P0 口：先送低8位地址信号到P0 口，由地址锁存信号ALE的下降沿将地址信号锁存到地址锁存器后，再作为数据总线的口线对数据进行输入或输出。
②P1 口（1〜8脚）——准双向口（三态），可驱动4个LSTTL门电路。
用作输入线时，口锁存器必须由单片机先写入“ T,每一位都可编程为输入或输出线。
③P2 口（21〜28）——准双向口（三态），可驱动4个LSTTL门电路。
可作为输入/输出口，实际应用中一般作为地址总线的高8 位，与P0 口一起组成16位地址总线，用于对外部存储器的接口电路进行寻址。
④P3 口（10〜17脚）——准双向口（三态），可驱动4个LSTTL门电路。
双功能口，
作为第一功能使用时，与P1 口一样；作为第二功能使用时，每一位都有特定用途，其特殊用途如表所示：
3.1.2 单片机最小系统
所谓单片机的最小系统是指使单片机能运行程序、正常工作的最简单电路系统，是保证单片正常启动、开始工作的必须电路，缺一不可。
单片机最小系统一般由单片机、程序存储器、时钟电路和复位电路组成。
对于8051单片机，由于片内有4K的程序存储器, 所以其最小系统除了单片机本身外，只需外接时钟电路与复位电路即可。
复位及复位电路
8051单片机的复位
复位是使CPU和系统中其他功能部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。
8051单片机在RST输入端（9脚）出现高电平时实现系统的复位和初始化。
在振荡器运行的情况下，要实现复位操作，必须使RST端的高电平至少保持两个机器周期（24 个振荡周期）。
CPU S第二个机器周期内执行复位操作，以后每一个机器周期重复一次，直到RST降为低电平。
复位期间不产生ALE及/PSEN信号。
复位的内部操作使SP为07H,各端口（P0〜P3）都为0FFH特殊功能寄存器都为0,但不影响RAM勺状态。
当复位结束（RS倭为低电平）后，CPU从0000H 开始执行程序。
值得注意的是：8051单片机通电后并不运行ROh里的程序，只有正常复位后，才能开始工作。
复位电路
单片机的复位分为上电自动复位、按键手动复位两种和看门狗强制复位三种等。
上电复位通
常利用电容的充放电来实现，按键复位则可分为按键脉冲复位和按键电平复位两种，看门狗复位则通过外接看门狗电路或软件看门狗程序实现。
常见的上电复位和按键复位电路如图所示。
（a）上电复位（b）按
键脉冲复位（c）按键电平复位
图中，（a）为最简单的单片机复位电路。
当系统上电时，由于电容C两端的电压不会瞬间改变，所以8051的第9脚复位端会得到短暂的高电平，随后，电容通过电阻R进行充电，经过一段时间后，RST端变为低电平。
当电容的充放电时间常数RC足够大，能保
证在RST端得到超过两个机器周期的咼电平时，单片机完成复位操作，开始正常运行ROM 里的程序。
(b)为按键脉冲复位电路。
当系统上电时，
单片机并不复位，不能运行ROh里的程序，只有当系统上电后，按一下复位按键(图中未画出)，反相器输出超过两个机器周期的高电平，才能完成系统复位。
(c)为包括上电复位功能的按键电平复位电路，是最常见的单片机复位电路之一。
当系统上电时，单片机的RST端得到两个以上机器周期的高电平，随后电容C经电阻R充电，变为低电平，完成单片机的上最复位。
在单片机的运行过程中，如果由于外界干扰等因素的影响，使单片机的程序跑飞，则可以通过按下按键K,使单片机完成复位操作。
当按下K键时，电容两端短路，RST接到电源VCC变为高电平，同时电容迅速放电，使电容的两个极板电位一致。
释放按键K后，电容C通过电阻R充电，经过两个以上机器周期的时间后，RST端变为低电平，完成单片机的复位。
时钟电路
时钟电路用于产生单片机的基本时钟信号。
8051的时钟信号可由内部振荡器产生，也可由外部电路直接提供。
内部振荡器的输入和输出
脚分别为XTAL1和XSTCL2由XTAL2 给单片机内部电路提供时钟信号。
当时钟信号由外部电路提供时，夕卜部时钟引入XTAL2 而XTAL1脚接地。
两种时钟信号的连接电路如图所示。