最小系统的三要素
我们知道51单片机需要工作,光靠一个芯片是不够的,必须搭配相应的外围电路。我们把最简单、最基础的电路统称为51单片机最小的系统。
51单片机最小的系统的构成
①晶振电路
②复位电路
③电源电路
④下载电路
①晶振电路,提供时钟给51单片机。
晶体振荡器可分为并联谐振和串联谐振两大类。一类是晶体在回路中作为等效电感元件来使用,这类振荡器称之为并联谐振型晶体振荡器,比如让这个等效电感与外部的电容结合,就构成了电容三点式振荡器。大多数的晶体振荡器都是采用电容三点式并联谐振的结构。
在并联型晶体振荡电路中应用最广泛的是Pierce(皮尔斯)振荡电路。
18,19可以选取晶振12m或者11.0592m。为了消除电感,我们在晶振并联C12、C13。
②复位电路,复位引脚9rst。
“复位电路是一种用来使电路恢复到起始状态的电路设备,它的操作原理与计算器有着异曲同工之妙,只是启动原理和手段有所不同。复位电路,就是利用它把电路恢复到起始状态。就像计算器的清零按钮的作用一样,以便回到原始状态,重新进行计算。”
下面电路实现了上位复位,也可以通过复位按钮实现复位。
③电源电路,单片机对电压的要求是3.3-5.5V,通常都是5V供电,P3可以作为电源的输入口,也可以将电源引出去,供其他使用。
包括输入保护电路,具有滤波作用的电源噪声滤波器,第一恒压电源变换器,第二恒压电源变换器,恒压恒流电源变换器,输出滤波器,低压差线性稳压器,充放电管理电路
④下载电路,将软件生成的的hex的程序烧到开发板上。
1.电源
任何电子设备都需要供电,目前主流单片机的电源分别为5V和3.3V这两个标准。
选用STC89C52,它需要5V的供电系统,上图是使用USB口输出的5V直流直接供电的,从图中可以看出,供电电路在40引脚和20引脚的位置上,40引脚接的是+5V,通常也称为VCC或VDD,代表电源正极,20引脚接GND,代表电源负极。
2.晶振
晶振,又叫晶体振荡器,从这个名字上就可以看出,它注定一生都要不停的振荡。它起到的作用是为单片机系统提供基准时钟信号,类似于部队训练喊口号的人,单片机内部所有的工作都是以这个时钟信号为步调基准来进行工作的,可以说晶振就是单片机的“心脏”。STC89C52单片机的18引脚和19引脚是晶振引脚,上图接了一个11.0592MHz的晶振(即每秒振荡11059200次),外加两个30pF的电容,电容的作用是帮助晶振起振,并维持振荡信号的稳定。
3.复位电路
单片机的复位一般分为四种:外部RST复位,软件复位,掉电复位/上电复位,看门狗复位。
3.1.外部RST引脚复位
在的图中我们可以看到在图的左边是一个复位电路,接到了单片机的9引脚RST(Reset)复位引脚上。这个复位电路是从外部向RST引脚施加一定宽度的复位脉冲,从而实现单片机的复位。将RST复位引脚拉高并维持24个时钟加10us后,单片机会进入复位状态,将RST复位引脚拉回低电平后,单片机结束复位状态并从用户程序区的0000H处重新开始工作。
3.2.软件复位
用户的应用程序在运行过程当中,有时会有特殊需求,需要实现单片机系统软复位(热启动之一),传统的8051单片机由于硬件上未支持此功能,用户必须用软件模拟实现,实现起来较麻烦。现STC新推出的增强型8051根据客户的要求增加了ISP CONTR特殊功能寄存器,实现了此功能。用户只需简单的控制ISP_CONTR特殊功能寄存器的其中两位SWBS/SWRST就可以系统复位了。
3.3.单片机引脚简介及电路原理图
电路原理图是为了表达这个电路的工作原理而存在的,很多器件在绘制的时候更多的考虑是方便原理图分析,而不是表达各个器件实际位置。比如原理图中的单片机引脚图,引脚的位置是可以随意改变的,但是每个引脚上有一个数字标号,这个数字标号才是单片机真正的引脚位置。一般情况下,双列自插封装的芯片,左上角是1引脚,逆时针旋转引脚号依次增加,一直到右上角是最大引脚号,例如:STC89C52单片机芯片一共有40个引脚,因此右上角就是40引脚。如图所示: