单片机最小系统介绍说明

1. 单片机的最小系统介绍

如果你对单片机型号没有要求，那么我就以51为例，画一个最简单的单片机系统板给你看看。
最小系统板，分三部分：外部晶振电路，给单片机提供工作时钟源；
外部复位电路，可以上电复位，还有当单片机在工作过程中，可以人为手动复位；
单片机，单片机就是一块微处理器，用来装载程序，实现程序功能。
大概就是这些，有问题咱们可以再交流。

2. 什么是单片机的最小系统

单片机的最小系统是指单片机、晶振电路、复位电路。

单片机不是完成某一个逻辑功能的芯片，单片机把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。

概括地讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。

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单片机技术在节能控制中的应用主要分为以下几个方面：智能电子设备在外出状态下，大部分是处于轻负载的模式，这时候就需要通过节能控制，确保其基础功能的前提下，进一步降低电量的消耗。

单片机通过对智能电子设备中数据的收集，可以大致推断当前设备处于较低的负载，这时可以降低电压及电流的输出，达到节能的目的。

单片机可以控制能耗的节奏，例如：在小米手环中，睡眠和运动步数等数字，这些数字收集后会在本地进行存储，然后以分钟级的频率进行上报。

3. 什么是单片机最小系统主要包括哪两部分电路

单片机最小系统是由芯片外部接上时钟电路、复位电路和电源构成的一个基本应用系统。主要包括时钟电路，复位电路。

单片机由中央处理器（含部分特殊功能寄存器）、内部RAM、程序存储器、各种外设（IO端口、定时器、串行接口、中断处理电路等等）及对应控制寄存器、时钟电路、复位电路等几部分组成。

单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。

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单片机运算器：

运算器由运算部件——算术逻辑单元（Arithmetic & Logical Unit，简称ALU）、累加器和寄存器等几部分组成。

ALU的作用是把传来的数据进行算术或逻辑运算，输入来源为两个8位数据，分别来自累加器和数据寄存器。ALU能完成对这两个数据进行加、减、与、或、比较大小等操作，最后将结果存入累加器。

单片机控制器：

控制器由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序发生器和操作控制器等组成，是发布命令的“决策机构”，即协调和指挥整个微机系统的操作。其主要功能有：

(1) 从内存中取出一条指令，并指出下一条指令在内存中的位置。

(2) 对指令进行译码和测试，并产生相应的操作控制信号，以便于执行规定的动作。

(3) 指挥并控制CPU、内存和输入输出设备之间数据流动的方向。

微处理器内通过内部总线把ALU、计数器、寄存器和控制部分互联，并通过外部总线与外部的存储器、输入输出接口电路联接。

外部总线又称为系统总线，分为数据总线DB、地址总线AB和控制总线CB。通过输入输出接口电路，实现与各种外围设备连接。

4. 单片机最小系统是什么

对51系列单片机来说，最小系统一般应该包括：单片机、晶振电路、复位电路。下面给出一个51单片机的最小系统电路图。
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。
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。

5. 51单片机系列：单片机最小系统

单片机是一种集成电路芯片。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。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。下面给大家介绍51单片机最小系统，一起学习。

工具/材料

单片机

• 01

  下图是最小系统原理图，就是靠这四个部分，单片机就可以运行起来了。第一部分电源组，习惯说负极为”地”，上面GND就是英文ground的缩写。第二部分晶振组，过滤掉晶振部分的高频信号，让晶振工作的时候更加稳定。

• 02

  第三部分复位组，单片机自动复位，从零开始执行程序，这个就是复位的概念。第四部分其它功能组，使用单片机的内部存储器，如果内部存储器不够容量，最多选择更高级容量的单片机型号，就可以解决问题。

• 03

  51单片机最小系统晶振的振荡频率直接影响单片机的处理速度，频率越大处理速度越快。

• 04

  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。

• 05

  复位电路由按键复位和上电复位两部分组成。
  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。
  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。

• 06

  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。

• 07

  P0口外接上拉电阻。
  51单片机的P0端口为开漏输出，内部无上拉电阻，如下图。所以在当做普通I/O输出数据时，由于V2截止，输出级是漏极开路电路，要使“1”信号（即高电平）正常输出，必须外接上拉电阻。

单片机的应用分类

• 01

  通用型。
  这是按单片机（Microcontrollers）适用范围来区分的。例如，80C51式通用型单片机，它不是为某种专门用途设计的；专用型单片机是针对一类产品甚至某一个产品设计生产的，例如为了满足电子体温计的要求，在片内集成ADC接口等功能的温度测量控制电路。

• 02

  总线型。
  这是按单片机（Microcontrollers）是否提供并行总线来区分的。总线型单片机普遍设置有并行地址总线、 数据总线、控制总线，这些引脚用以扩展并行外围器件都可通过串行口与单片机连接，另外，许多单片机已把所需要的外围器件及外设接口集成一片内，因此在许多情况下可以不要并行扩展总线，大大减省封装成本和芯片体积，这类单片机称为非总线型单片机。

• 03

  控制型。
  这是按照单片机（Microcontrollers）大致应用的领域进行区分的。一般而言，工控型寻址范围大，运算能力强；用于家电的单片机多为专用型，通常是小封装、低价格，外围器件和外设接口集成度高。 显然，上述分类并不是惟一的和严格的。例如，80C51类单片机既是通用型又是总线型，还可以作工控用。

6. 单片机的最小系统指的是什么

单片机最小系统，也叫做单片机最小应用系统，是指用最少的原件组成单片机可以工作的系统。单片机最小系统的三要素就是电源、晶振、复位电路。

拓展知识：

复位电路，接到了单片机的 9 脚 RST(Reset)复位引脚上，这个复位电路如何起作用我们后边再讲，现在着重讲一下复位对单片机的作用。单片机复位一般是 3种情况：上电复位、手动复位、程序自动复位。

假如我们的单片机程序有 100 行，当某一次运行到第 50 行的时候，突然停电了，这个时候单片机内部有的区域数据会丢失掉，有的区域数据可能还没丢失。那么下次打开设备的时候，我们希望单片机能正常运行，所以上电后，单片机要进行一个内部的初始化过程，这个过程就可以理解为上电复位，上电复位保证单片机每次都从一个固定的相同的状态开始工作。这个过程跟我们打开电脑电源开电脑的过程是一致的。

7. 单片机最小系统包含哪几部分

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。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。

单片机的概括

单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器，随机存储器，只读存储器，多种IO口和中断系统、定时器／计数器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统。

单片机诞生于1971年，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段，早期的SCM单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8051，此后在8051上发展出了MCS51系列MCU系统。单片机已经从20世纪80年代的4位、8位单片机，随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，发展到现在运行速度可以媲美电脑CPU的高速单片机。