最小的單片機系統設計

⑴ 51單片機最小系統的製作步驟

需要的工具如下：
1.指針萬用表
2.數字萬用表 現在用的最多的是蜂鳴檔
3.剪刀
4.斜口鉗(剪引腳)、鋼絲鉗（壓東西）、森海塞爾PX80（聽音樂必須的）
5.尖嘴鉗（拉東西）、剝線鉗（剝導線絕緣皮）
6.壓線鉗（壓排線用的）、美工刀（刮洞洞板最外圍電源線上的絕緣層）
搭建最小系統，主要是單片機能夠正常工作的最低配置，電路圖如下圖所示，其中紅線部分表示可以焊接在一塊。將各種元器件按照電路圖所示位置擺放好，就可以開始焊接了。電路圖上其他管腳沒有標注。

⑵ 51單片機最小系統原理圖

我是一名單片機工程師，下面的講解你參考一下.

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51單片機共有40隻引腳．下面這個就是最小系統原理圖，就是靠這四個部分，這個單片機就可以運行起來了．(看下面的數字標記，1234)

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這個腳是存儲器使用選擇腳，當這個腳接」地」時，那麼就是告訴單片機，選擇使用外部存儲器，當這個腳接」5V」時，說明單片機使用內部存儲器．

如果選擇外部的存儲器，太浪費單片機僅有的資源，所以這一腳永遠接電源5V(如上圖所示)，使用單片機的內部存儲器．

5 如果內部存儲器不夠容量，最多選擇更高級的容量，就可以解決容量不夠的問題了，就是這么簡單

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一天入門51單片機：點我學習

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我是歲月哥，願你學習愉快！

⑶ 單片機最小系統是什麼！！！！求詳解

單片機的最小系統的意思就是要讓單片機裡面的程序運行，需要的最小配置。主要包括三個方面：復位電路、電源、晶振。

⑷ 1.設計單片機最小系統（其具體到器件） 2.寫出硬體的工作原理 畫出軟體的流程圖

單片機最小系統,或者稱為最小應用系統,是指用最少的元件組成的單片機可以工作的系統.

對51系列單片機來說,最小系統一般應該包括:單片機、晶振電路、復位電路.

下面給出一個51單片機的最小系統電路圖.

說明

復位電路:由電容串聯電阻構成,由圖並結合"電容電壓不能突變"的性質,可以知道,當系統一上電,RST腳將會出現高電平,並且,這個高電平持續的時間由電路的RC值來決定.典型的51單片機當RST腳的高電平持續兩個機器周期以上就將復位,所以,適當組合RC的取值就可以保證可靠的復位.一般教科書推薦C取10u,R取8.2K.當然也有其他取法的,原則就是要讓RC組合可以在RST腳上產生不少於2個機周期的高電平.至於如何具體定量計算,可以參考電路分析相關書籍.

晶振電路:典型的晶振取11.0592MHz(因為可以准確地得到9600波特率和19200波特率,用於有串口通訊的場合)/12MHz(產生精確的uS級時歇,方便定時操作)

單片機:一片AT89S51/52或其他51系列兼容單片機

特別注意:對於31腳(EA/Vpp),當接高電平時,單片機在復位後從內部ROM的0000H開始執行;當接低電平時,復位後直接從外部ROM的0000H開始執行.這一點是初學者容易忽略的.

復位電路：

一、復位電路的用途

單片機復位電路就好比電腦的重啟部分，當電腦在使用中出現死機，按下重啟按鈕電腦內部的程序從頭開始執行。單片機也一樣，當單片機系統在運行中，受到環境干擾出現程序跑飛的時候，按下復位按鈕內部的程序自動從頭開始執行。

單片機復位電路如下圖：

二、復位電路的工作原理

在書本上有介紹，51單片機要復位只需要在第9引腳接個高電平持續2US就可以實現，那這個過程是如何實現的呢？

在單片機系統中，系統上電啟動的時候復位一次，當按鍵按下的時候系統再次復位，如果釋放後再按下，系統還會復位。所以可以通過按鍵的斷開和閉合在運行的系統中控制其復位。

開機的時候為什麼為復位

在電路圖中，電容的的大小是10uF，電阻的大小是10k。所以根據公式，可以算出電容充電到電源電壓的0.7倍（單片機的電源是5V，所以充電到0.7倍即為3.5V），需要的時間是10K*10UF=0.1S。

也就是說在電腦啟動的0.1S內，電容兩端的電壓時在0~3.5V增加。這個時候10K電阻兩端的電壓為從5~1.5V減少（串聯電路各處電壓之和為總電壓）。所以在0.1S內，RST引腳所接收到的電壓是5V~1.5V。在5V正常工作的51單片機中小於1.5V的電壓信號為低電平信號，而大於1.5V的電壓信號為高電平信號。所以在開機0.1S內，單片機系統自動復位（RST引腳接收到的高電平信號時間為0.1S左右）。

按鍵按下的時候為什麼會復位

在單片機啟動0.1S後，電容C兩端的電壓持續充電為5V，這是時候10K電阻兩端的電壓接近於0V，RST處於低電平所以系統正常工作。當按鍵按下的時候，開關導通，這個時候電容兩端形成了一個迴路，電容被短路，所以在按鍵按下的這個過程中，電容開始釋放之前充的電量。隨著時間的推移，電容的電壓在0.1S內，從5V釋放到變為了1.5V，甚至更小。根據串聯電路電壓為各處之和，這個時候10K電阻兩端的電壓為3.5V，甚至更大，所以RST引腳又接收到高電平。單片機系統自動復位。

總結：

1、復位電路的原理是單片機RST引腳接收到2US以上的電平信號，只要保證電容的充放電時間大於2US，即可實現復位，所以電路中的電容值是可以改變的。

2、按鍵按下系統復位，是電容處於一個短路電路中，釋放了所有的電能，電阻兩端的電壓增加引起的。

51單片機最小系統電路介紹

1.51單片機最小系統復位電路的極性電容C1的大小直接影響單片機的復位時間，一般採用10~30uF，51單片機最小系統容值越大需要的復位時間越短。

2.51單片機最小系統晶振Y1也可以採用6MHz或者11.0592MHz，在正常工作的情況下可以採用更高頻率的晶振，51單片機最小系統晶振的振盪頻率直接影響單片機的處理速度，頻率越大處理速度越快。

3.51單片機最小系統起振電容C2、C3一般採用15~33pF，並且電容離晶振越近越好，晶振離單片機越近越好4.P0口為開漏輸出，作為輸出口時需加上拉電阻，阻值一般為10k。

設置為定時器模式時，加1計數器是對內部機器周期計數（1個機器周期等於12個振盪周期，即計數頻率為晶振頻率的1/12）。計數值N乘以機器周期Tcy就是定時時間t。

設置為計數器模式時，外部事件計數脈沖由T0或T1引腳輸入到計數器。在每個機器周期的S5P2期間采樣T0、T1引腳電平。當某周期采樣到一高電平輸入，而下一周期又采樣到一低電平時，則計數器加1，更新的計數值在下一個機器周期的S3P1期間裝入計數器。由於檢測一個從1到0的下降沿需要2個機器周期，因此要求被采樣的電平至少要維持一個機器周期。當晶振頻率為12MHz時，最高計數頻率不超過1/2MHz，即計數脈沖的周期要大於2ms。

⑸ 單片機最小系統設計背景意義

單片機最小系統是指：用最少的元件組成的單片機可以工作的系統。
單片機最小系統介紹
單片機最小系統是由晶元外部接上時鍾電路、復位電路和電源構成的一個基本應用系統。
單片機又稱單片微控制器，它不是完成某一個邏輯功能的晶元，而是把一個計算機系統集成到一個晶元上。相當於一個微型的計算機，和計算機相比，單片機只缺少了I/O設備。概括的講：一塊晶元就成了一台計算機。它的體積小、質量輕、價格便宜、為學習、應用和開發提供了便利條件。
單片機最小系統組成
單片機最小系統主要由電源、復位、振盪電路以及擴展部分等部分組成。
電源：對於一個完整的電子設計來講，首要問題就是為整個系統提供電源供電模塊，電源模塊的穩定可靠是系統平穩運行的前提和基礎。
復位：單片機的置位和復位，都是為了把電路初始化到一個確定的狀態。單片機復位電路原理是在單片機的復位引腳RST上外接電阻和電容，實現上電復位。當復位電平持續兩個機器周期以上時復位有效。復位電平的持續時間必須大於單片機的兩個機器周期。
振盪電路：單片機系統里都有晶振，在單片機系統里晶振作用非常大，全程叫晶體振盪器，他結合單片機內部電路產生單片機所需的時鍾頻率，單片機晶振提供的時鍾頻率越高，那麼單片機運行速度就越快，單片接的一切指令的執行都是建立在單片機晶振提供的時鍾頻率。

單片機最小系統特點
系統資源完全開放，配合其它模塊板或自行搭建用戶電路可實現任意實驗功能。介面設計靈活，使用方便（適合創新實踐活動）。
板上電路簡潔實用，除最小系統和在線下載電路外，還有1個LED、1個按鍵、1個蜂鳴器、1片EEPROM存儲器AT24C04（使用時只需設置相關調線），單片機引腳全部可引出使用，並留有專用LED顯示介面方便與串列靜態LED顯示板連接。
單片機介紹
單片機（Microcontrollers）又稱微控制器，由中央處理器、存儲器、輸入輸出埠(包括並行I/O、串列I/O、模數轉換器)、計時器和計數器等組成，具有完整數字處理功能的大規模集成電路。
微控制器是一種面向控制領域嵌入式應用的集成化計算機晶元，主要用於工業控制、數據處理、信號處理、智能儀器、通信產品及民用消費產品等自動控制產品與器件中。通常也把它簡稱為MCU或μC，MCU配以適當的外圍設備和軟體就可構成一個計算機應用系統，所以也稱之為單片微型計算機，簡稱為單片機。

⑹ 單片機最小系統為例子，用層次原理圖設計出來

層次原理圖的概念 層次原理圖主要包括兩大部分：主電路圖和子電路圖。其中主電路圖與子電路圖的關系是父電路與子電路的關系，在子電路圖中仍可包含下一級子電路。（

1．主電路圖主電路圖文件的擴展名是.prj。主電路圖相當於整機電路圖中的方框圖，一個方塊圖相當於一個模塊。圖中的每一個模塊都對應著一個具體的子電路圖。

2．子電路圖 子電路圖文件的擴展名是.sch。 一般地子電路圖都是一些具體的電路原理圖。子電路圖與主電路圖的連接是通過方塊圖中的埠實現的。

⑺ 單片機最小系統原理圖解析 看完新手也能自己動手製作

單片機最小系統就是能夠運行的最少元件組合，雖然這樣過的單片機看起來非常簡單，但實際操作並沒有那麼容易，特別是對於一些新手來說，沒有手把手來教，確實還是有點小為難，不過沒關系，這里提供單片機最小系統原理圖，讓你理解每一個步驟，就可以自己動手操作了。
一、單片機最小系統的特點
單片機最小系統是用最少的元件組成的單片機可以工作的系統，最大的特點局勢系統資源完全開放，能夠配合其他模塊板或自行搭建用戶電路可實現任意實驗功能。單片機最小系統的借口設計靈活，使用起來就會非常方便，所以適合創新實踐活動，下面來看看單片機最小系統原理圖。
二、單片機最小系統原理圖解析
上圖就是單片機最小系統原理圖，對於一個完整的電子設計，首先就要搞定供電模塊，電源模塊的穩定可靠是系統平穩運行的前提和基礎，51單片機雖然應用范圍最廣，但實際上還有個弊端，那就是容易受到干擾而出現程序跑飛的現象，克服這個現象的重要手段就是為單片機最小系統配置一個穩定而可靠的電源供電模塊。

單片機最小系統的電源供電模塊可以通過計算機的USB介面供給，也可以用外部穩定的5V電源，電源電路中接入電源指示LED。圖中R11為LED的限流電阻。S1 為電源開關。 上一頁 0 /3 下一頁

⑻ 51單片機最小系統

下面就圖2 所示的單片機最小系統各部分電路進行詳細說明。
1. 時鍾電路
在設計時鍾電路之前，讓我們先了解下51 單片機上的時鍾管腳：
XTAL1（19 腳） ：晶元內部振盪電路輸入端。
XTAL2（18 腳） ：晶元內部振盪電路輸出端。
XTAL1 和XTAL2 是獨立的輸入和輸出反相放大器，它們可以被配置為使用石英晶振的片內振盪器，或者是器件直接由外部時鍾驅動。圖2 中採用的是內時鍾模式，即採用利用晶元內部的振盪電路，在XTAL1、XTAL2 的引腳上外接定時元件（一個石英晶體和兩個電容），內部振盪器便能產生自激振盪。一般來說晶振可以在1.2 ～ 12MHz 之間任選，甚至可以達到24MHz 或者更高，但是頻率越高功耗也就越大。在本實驗套件中採用的11.0592M 的石英晶振。和晶振並聯的兩個電容的大小對振盪頻率有微小影響，可以起到頻率微調作用。當採用石英晶振時，電容可以在20 ～ 40pF 之間選擇（本實驗套件使用30pF）；當採用陶瓷諧振器件時，電容要適當地增大一些，在30 ～ 50pF 之間。通常選取33pF 的陶瓷電容就可以了。
另外值得一提的是如果讀者自己在設計單片機系統的印刷電路板（PCB） 時，晶體和電容應盡可能與單片機晶元靠近，以減少引線的寄生電容，保證振盪器可靠工作。檢測晶振是否起振的方法可以用示波器可以觀察到XTAL2 輸出的十分漂亮的正弦波，也可以使用萬用表測量（ 把擋位打到直流擋，這個時候測得的是有效值）XTAL2 和地之間的電壓時，可以看到2V 左右一點的電壓。
2. 復位電路
在單片機系統中，復位電路是非常關鍵的，當程序跑飛（運行不正常）或死機（停止運行）時，就需要進行復位。
MCS-5l 系列單片機的復位引腳RST（ 第9 管腳） 出現2個機器周期以上的高電平時，單片機就執行復位操作。如果RST 持續為高電平，單片機就處於循環復位狀態。
復位操作通常有兩種基本形式：上電自動復位和開關復位。圖2 中所示的復位電路就包括了這兩種復位方式。上電瞬間，電容兩端電壓不能突變，此時電容的負極和RESET 相連，電壓全部加在了電阻上，RESET 的輸入為高，晶元被復位。隨之+5V電源給電容充電，電阻上的電壓逐漸減小，最後約等於0，晶元正常工作。並聯在電容的兩端為復位按鍵，當復位按鍵沒有被按下的時候電路實現上電復位，在晶元正常工作後，通過按下按鍵使RST管腳出現高電平達到手動復位的效果。一般來說，只要RST 管腳上保持10ms 以上的高電平，就能使單片機有效的復位。圖中所示的復位電阻和電容為經典值，實際製作是可以用同一數量級的電阻和電容代替，讀者也可自行計算RC 充電時間或在工作環境實際測量，以確保單片機的復位電路可靠。
3. EA/VPP（31 腳） 的功能和接法
51 單片機的EA/VPP（31 腳） 是內部和外部程序存儲器的選擇管腳。當EA 保持高電平時，單片機訪問內部程序存儲器；當EA 保持低電平時，則不管是否有內部程序存儲器，只訪問外部存儲器。
對於現今的絕大部分單片機來說，其內部的程序存儲器（一般為flash）容量都很大，因此基本上不需要外接程序存儲器，而是直接使用內部的存儲器。
在本實驗套件中，EA 管腳接到了VCC 上，只使用內部的程序存儲器。這一點一定要注意，很多初學者常常將EA 管腳懸空，從而導致程序執行不正常。
4. P0 口外接上拉電阻
51 單片機的P0 埠為開漏輸出，內部無上拉電阻。所以在當做普通I/O 輸出數據時，由於V2 截止，輸出級是漏極開路電路，要使「1」信號（即高電平）正常輸出，必須外接上拉電阻。
另外，避免輸入時讀取數據出錯，也需外接上拉電阻。在這里簡要的說下其原因：在輸入狀態下，從鎖存器和從引腳上讀來的信號一般是一致的，但也有例外。例如，當從內部匯流排輸出低電平後，鎖存器Q ＝ 0， Q ＝ 1，場效應管V1 開通，埠線呈低電平狀態。此時無論埠線上外接的信號是低電平還是高電平，從引腳讀入單片機的信號都是低電平，因而不能正確地讀入埠引腳上的信號。又如，當從內部匯流排輸出高電平後，鎖存器Q ＝ 1， Q ＝ 0，場效應管V1 截止。如外接引腳信號為低電平， 從引腳上讀入的信號就與從鎖存器讀入的信號不同。所以當P0 口作為通用I/O 介面輸入使用時，在輸入數據前，應先向P0 口寫「1」，此時鎖存器的Q 端為「0」，使輸出級的兩個場效應管V1、V2 均截止，引腳處於懸浮狀態，才可作高阻輸入。
總結來說：為了能使P0 口在輸出時能驅動NMOS 電路和避免輸入時讀取數據出錯，需外接上拉電阻。在本實驗套件中採用的是外加一個10K 排阻。此外，51 單片機在對埠P0—P3 的輸入操作上，為避免讀錯，應先向電路中的鎖存器寫入「1」，使場效應管截止，以避免鎖存器為「0」狀態時對引腳讀入的干擾。
5. LED 驅動電路
細心的讀者可能已經發現，在最小系統中，發光二極體（LED）的接法是採取了電源接到二極體正極再經過1K 電阻接到單片機I/O 口上的（見圖4 中的接法1）。為什麼這么接呢？首先我們要知道LED 的發光工作條件，不同的LED 其額定電壓和額定電流不同，一般而言，紅或綠顏色的LED 的工作電壓為1.7V~2.4V，藍或白顏色的LED 工作電壓為2.7~4.2V， 直徑為3mm LED 的工作電流2mA~10mA。在這里採用紅色的3mm 的LED。其次，51 單片機（如本實驗板中所使用的STC89C52單片機）的I/O 口作為輸出口時，拉電流（向外輸出電流）的能力是μA 級別，是不足以點亮一個發光二極體的。而灌電流（往內輸入電流）的方式可高達20mA，故採用灌電流的方式驅動發光二極體。當然，現今的一些增強型單片機，是採用拉電流輸出（接法2）的，只要單片機的輸出電流能力足夠強即可。另外，圖2中的電阻R1為1K 阻值，是為了限制電流，讓發光二極體的工作電流限定在2mA~10mA。