51单片机最小系统介绍

Baekhyn0506 2022-08-05 20972

控制/MCU

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描述

文章目录

前言
一、51单片机最小系统模块构成
二、电源电路
1.电源引脚
三、时钟电路
1.时钟引脚
2.晶振(时钟电路)
3.时钟电路小tips
四、复位电路
1. 按键复位
2. 上电复位
总结

前言

在学习51单片机的时候我们最先接触到的就是单片机最小系统，单片机最小系统又叫最小应用系统，顾名思义就是能够使单片机实现简单运行的最小元件的组合。

提示：以下将以51单片机最小系统为例进行介绍

一、51单片机最小系统模块构成

最小系统

二、电源电路

一个系统的正常工作离不开电源，单片机常见的电源电压分为5V 和低功耗的3.3V。本文介绍的是STC89C51这款芯片，该芯片是在5V电压下正常工作。

1.电源引脚

VCC(VDD)：第40脚，电源端，接+5V电源，用于给整个系统供电。

VSS(GND)：第20脚，接地端，接GND端。

EA ：第31引脚，EA为片外程序存储器选用端，该引脚低电平时，选用片外程序存储器，高电平或悬空时选用片内程序存储器。

最小系统

三、时钟电路

1.时钟引脚

XTAL1(Pin18)：片内振荡电路的输出端

XTAL2(Pin19)：片内振荡电路的输入端

最小系统

2.晶振(时钟电路)

晶振通常分为无源晶振和有源晶振两种类型，无源晶振一般称之为 crystal(晶体)，而有源晶振则叫做 oscillator(振荡器)。

我们现在常见的都是无源晶振，无源晶振价格低且没用特定的工作电压限制，但是无源晶振不能自己起振，需要借助外围电路的力量才能工作。而有源晶振是一个完整的谐振振荡器，不需要外接其他器件，只要给它供电即可。

3.时钟电路小tips

51单片机最小系统复位电路的极性电容C1 的大小直接影响单片机的复位时间，一般采用10~30uF，51单片机最小系统容值越大需要的复位时间越短。

在硬件电路设计时，把电容离晶振越近的位置摆放越好且晶振离单片机越近越好。

四、复位电路

1. 按键复位

当单片机启动后，电容C3两端的电压持续充电为5V，这时R210k电阻两端电压为0V，RST处于低电平状态所以系统正常工作。当按键按下时，开关导通，这时电容两端形成回路，电容短路，开始释放电量，这时电压从5V降到1.5V甚至更少，此时10k电阻两端电压为3.5V甚至更大，所以RST引脚又接到高电平，单片机系统自动复位。

单片机中默认5V为高电平即1 ，1.5V为低电平即0

最小系统

2. 上电复位

如图所示，该电路是由一个10uf的极性电容和一个10k的电阻构成。

在单片机上电的瞬间，电容两端电压从0-3.5V不断增加，电阻两端电压从5V-1.5V不断减少，所以RST引脚所接收到的电压是5V-1.5V的过程，也就是从从高电平(1)到低电平(0)的过程所以单片机实现了自动复位。

最小系统

在51单片机中，只需要给RST(9引脚)加上两个周期的高电平即可复位，当单片机上电那一刻起，默认复位一次。单片机复位相当于电脑的重启。

总结

51单片机最小系统大概就如上所诉，在硬件电路设计的时候只需要注意电阻电容选型和参数，以及摆放位置即可。作为一个系统，在PCB设计时，应摆放紧凑尤其是时钟电路，作为单片机的“心脏电路”。

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