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單片機最小系統的名詞解釋

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、複位電路 . 下面給出一個 51 單片機的最小系統電路圖 . 說明 複位電路 : 由電容串聯電阻構成 , 由圖并結合 " 電容電壓不能突變 " 的性質 , 可以知道 , 當系統一上電 ,RST 腳将會出現高電平 , 并且 , 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将複位 , 所以 , 适當組合 RC 的取值就可以保證可靠的複位 . 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 腳上産生不少于 2 個機周期的高電平 . 至于如何具體定量計算 , 可以參考電路分析相關書籍 . 晶振電路 : 典型的晶振取 11.0592MHz ( 因為可以準确地得到 9600 波特率和 19200 波特率 , 用于有串口通訊的場合 ) /12MHz ( 産生精确的 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 特别注意 : 對于 31 腳 ( EA/Vpp ) , 當接高電平時 , 單片機在複位後從内部 ROM 的 0000H 開始執行 ; 當接低電平時 , 複位後直接從外部 ROM 的 0000H 開始執行 . 這一點是初學者容易忽略的 . 複位電路 一、複位電路的用途 單片機複位電路就好比電腦的重啟部分，當電腦在使用中出現死機，按下重啟按鈕電腦内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，受到環境幹擾出現程序跑飛的時候，按下複位按鈕内部的程序自動從頭開始執行。 單片機複位電路如下圖： 二、複位電路的工作原理 在書本上有介紹，51 單片機要複位隻需要在第 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複位一次，當按鍵按下的時候系統再次複位，如果釋放後再按下，系統還會複位。所以可以通過按鍵的斷開和閉合在運行的系統中控制其複位。 開機的時候為什麼為複位 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 内，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 内，RST 引腳所接收到的電壓是 5V~1.5V。在 5V 正常工作的 51 單片機中小于 1.5V 的電壓信号為低電平信号，而大于 1.5V 的電壓信号為高電平信号。所以在開機 0.1S 内，單片機系統自動複位（RST 引腳接收到的高電平信号時間為 0.1S 左右）。 按鍵按下的時候為什麼會複位 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于 0V，RST 處于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回路，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。随着時間的推移，電容的電壓在 0.1S 内，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。單片機系統自動複位。 總 結 1、複位電路的原理是單片機 RST 引腳接收到 2US 以上的電平信号，隻要保證電容的充放電時間大于 2US，即可實現複位，所以電路中的電容值是可以改變的。2、按鍵按下系統複位，是電容處于一個短路電路中，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 單片機最小系統複位電路的極性電容 C1 的大小直接影響單片機的複位時間，一般采用 10~30uF，51 單片機最小系統容值越大需要的複位時間越短。2.51 單片機最小系統晶振 Y1 也可以采用 6MHz 或者 11.0592MHz，在正常工作的情況下可以采用更高頻率的晶振，51 單片機最小系統晶振的振蕩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 一般采用 15~33pF，并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 計數器是對内部機器周期計數（1 個機器周期等于 12 個振蕩周期，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。由于檢測一個從 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于 2 ms。,