普通的PC電腦一般由這幾部分構成:CPU(負責運算控制)、RAM(負責數據存儲)、ROM(負責程序存儲)、輸入輸出設備(比如串行口、USB、音頻接口等)。在PC電腦把這些分成若幹個芯片,安裝在一塊PCB闆上。而在單片機中這些部分都集成在一塊集成芯片中(Microcontrollers),它是采用超大規模集成電路技術把具有數據處理能力的中央處理器CPU、随機存儲器RAM、隻讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統、定時器/計數器等功能集成到一塊矽片上構成的一個小而完善的微型計算機系統。
一個完整的可以工作單片機系統一般由一下幾部分組成:
1、 複位系統:
複位電路,分高電平複位和低電平複位,又分手動複位和上電自動複位。單片機複位類似PC電腦的重新啟動,當電腦使用過程中由于不可控原因導緻死機,就可以按下重啟按鍵,内部的引導程序重新從頭開始啟動。單片機也是一樣,當程序跑飛時候就可以按下複位鍵,或者開啟看門狗程序出錯時自動複位重啟。
2、 時鐘系統:
單片機工作的節拍,單片機就是根據這個節拍内部的電路才能協調工作,一般由晶振提供,通常晶振分為有源晶振和無源晶振,無源晶振自身無法振蕩起來,它需要芯片内部電路一起工作,無源晶振要比有源晶振便宜的多,精度也差一點,通常無源晶振兩側需要兩個電容配合一起工作。取值10pf~40pf之間。
3、 電源系統:
單片機工作的必要條件一般工作電壓:5.5~3.4V之間。隻要電壓在5.5V~3.4V之間都可以正常工作,超過就有可能燒壞單片機。
下面根據單片機圖具體分析一下
電源VCC接5v電壓,對于EA引腳要注意,當該引腳接高電平時從内部的ROM中讀取程序,當接低電平時需要從外部ROM中讀取程序(可以外接ROM)。
複位電路當上電後5v電壓經過電容C1和電阻R2到地,給電容充電這時候電容相當于導線,這時電阻R2上就有5V電壓給9腳提供高電平開始複位,經過一段時間後電容C1充滿電,電阻R2上壓降為0這時候9腳沒有電壓複位結束,按鍵K1提供手動複位當按下K1後5v電壓經過限流電阻R1給9腳提供高電平複位。
單片機上電後,RST 9 引腳要保持一段時間的高電平後變成低電平,才能完成上電複位的過程。那要保持多久才可以呢?每種單片機不完全一樣,51 單片機的持續時間不少于 2 個機器周期的時間。這個機器周期是如何得來呢,都知道51單片機的晶振是12M(一般用11.059200M)的,單片機的一個機器周期等于12個時鐘周期,這也就是說一個機器周期它的工作頻率隻有1Mhz,所以說一個機器周期是1us。那麼需要2us以上的時間才能完成複位工作。
單片機晶振Y1一般采用 11.0592MHz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)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。兩側的電容C2、C3一般采用10~40pF,并且電容和晶振盡可能的靠近單片機。
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