51单片机最小系统
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2017年，建筑节能与科技司则重点抓好提升建筑节能与绿色建筑发展水平、全面推进装配式建筑、积极推动重大科技创新以及应对气候变化、务实推进智慧城建等工作；工程质量安全监管司将围绕“落实主体责任”和“强化政府监管”两个重点，着力构建质量安全管理长效机制。
日前，河南省发改委对外宣布，河南将建设一批省级大数据领域创新平台，提升大数据领域自主创新能力，加快推动该省去年获批的国家大数据综合试验区建设。
据中国信息通信研究院发布的《大数据白皮书（2016）》分析，未来五年，全球数据量将呈指数级增长。但庞大的总量却并不意味着完全有效的开发利用。记者采访了解到，开放和合作的障碍正在让大量数据陷入“沉睡”。数据原材料的缺乏与信息“孤岛”的形成，严重制约着大数据产业的发展。
3月26日，2016中国设计年度人物大会暨行业G4春季论坛在全国政协礼堂落下帷幕。论坛由中国建筑装饰协会主办，中国建筑装饰协会信息与科技委员会、中国设计年度人物评价办公室承办，杭州诺贝尔陶瓷有限公司协办。
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　　昨天讲解了，也就是最小系统。单片机的最小系统包括：复位电路、晶振电路、电源电路、下载电路。从今天开始讲解每个电路，并结合实际设计，展示实际电路。
　　1. 什么是单片机的复位电路
　　单片机的复位电路就是在单片机的复位引脚产生一个复位信号，使单片机处于复位状态，使单片机的程序从头执行，从而避免了单片机程序的跑飞。
　　2. 单片机复位电路的作用是什么
　　单片机复位的主要作用是把特殊功能寄存器的数值加载为默认值，由于单片机在运算过程中受外界干扰造成寄存器中数据混乱不能使其正常继续执行程序(称死机）或单片机的指令不按照程序执行而指向了未知位置(俗称跑飞)，这时候就需要单片机复位一下，以使程序重新开始运行。
　　3. 单片机复位有哪几种方式
　　单片机的复位一般有三种方式：上电复位，看门狗复位，手动复位等。
　　上电复位：单片机在上电瞬间，给复位引脚一个复位信号(一定时间的高电平或者低电平)，以实现单片机的复位，待稳定后，单片机开始执行程序。
　　看门狗复位：看门狗复位不同于上电复位，上电复位是单片机从头开始执行程序；而看门狗复位时当某一个程序块不受控制时，将程序计数器清零，使该段程序从头执行，为了使单片机系统正常运行要在程序中定时喂狗。
　　手动复位：在单片机的复位引脚接一个按键，手动按下该按键使单片机复位。
　　4. 单片机的复位电平
　　不同的单片机其复位电平不同，有的单片机是高电平复位，有的单片机是低电平复位。下面就看复位电路。
　　单片机上电高电平复位电路：
　　上电高电平复位电路
　　上电瞬间，由于电容两端的电压不能发生突变，所以电容两端的电位都是VCC(此时充电电流最大，电容相当于短路)，即RST是高电平，而随着VCC通过RC电路对电容充电，当电容两端的电压达到VCC时，电容相当于断路(此时电容充电电流为0，即隔直流)，RST的电平为低电平，单片机正常工作。
　　单片机上电低电平复位电路：
　　上电低电平复位电路
　　上电瞬间，由于电容两端的电压不能发生突变，所以电容两端的电位都是GND，即RST是低电平，而随着VCC通过RC电路对电容充电，当电容两端的电压达到VCC时，RST的电平为高电平，单片机正常工作。
　　手动复位电路：
　　手动平复位电路
　　该电路同时也是一个上电高电平复位电路。单片机正常工作时，如果按下按键S1，复位引脚RST得到高电平，从而实现复位。
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　　这一节的复位电路有没有讲清楚，明天讲解晶振电路。
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单片机最小系统组成电路及其作用
下面我们首先来简单介绍下51单片机各个管脚的具体作用，然后再重点给大家介绍单片机最小系统的概念、组成及其各部分电路原理图的实际用途。
按照集成电路的管脚识别方法，缺口朝上，逆时针转一圈，单片机的引脚编号从1到40，如图所示。图中同时给出了各个管脚的名称。我们完全不需要刻意去记这些管脚顺序和名称，在需要的时候查一下就好了，如果用的比较多，后来自然就记住了。
按照图中的大括号的提示，我们把P0.0~P0.7这样八个管脚称为一组IO口，叫做P0，同样有P1、P2和P3。IO口(IO = Input /
Output)，顾名思义，就是输入输出接口，它是单片机与外界进行信息交流的途径。之后我们主要的学习内容，也是围绕IO口进行的。另外这32个IO口又有一些在括号中标注的管脚名称，叫做第二功能;第二功能在特定的情况下会被启用，没有启用第二功能时，它们就只是起到IO口的作用。例如P3.0和
P3.1又叫做RXD和TXD，它们有串口的作用，可以用来给单片机下载程序，也可以用来和电脑进行数据的收发，即串口通信。除32个IO口外，还有八个管脚：其中29~31号脚一般用得不多，暂不做介绍;40脚VCC、20脚GND、9号脚RST以及18、19号脚XTAL1、XTAL2很快就会在下面的单片机最小系统中进行详细讲解。
什么是单片机最小系统呢?最小系统，就是指单片机能正常工作最简单的电路。对51单片机来说，最小系统一般包括：电源、单片机、时钟电路和复位电路。其电路图如下：
现在向大家介绍下这些电路的作用。
电源电路：作为电子器件，51单片机当然少不了电源供电，它一般使用5V电源，我们可以从大家所熟悉的USB接口获取5V电源。在图中，每个VCC符号都是共同连接在5V电源正极的;而所有的GND符号连接在一起，共同接到电源负极。图中之所以没有把它们连接到一起，而是使用多个VCC和GND符号，是为了让电路图看起来更清晰简洁(VCC
= Volt Current Condenser，表示供电电压;GND =
Ground，接地的意思，可以简单理解为连接到电源负极，并且我们以GND作为参考电压，GND的电压值始终为0V)。
特别注意，一定不要把单片机接到过高的电压上，或者将电源正负极接反，很可能烧坏单片机，甚至发生爆炸。如果单片机是插在芯片插座上的，由于VCC和GND刚好在对称的位置，插反了刚好会出现电源接反的情况，一定要注意避免。
这里补充一点，如果需要知道一种芯片使用的电源电压，通常可以查官方给出的芯片手册，后面会对芯片手册进行介绍。
时钟电路：连接在引脚XTAL1、XTAL2和GND间的电路是时钟电路(XTAL = External Crystal
Oscillator，表示外接晶振)。前面的电源比较好理解，但是什么是时钟电路呢?它有什么用处呢?时钟电路就像是人的心脏一样，每时每刻不断跳动着，对于单片机来说是至关重要的。如同心脏给我们的身体不断运输血液和氧气，让身体各种器官正常工作，而时钟电路则是单片机内部各部分电路正常工作的驱动力。
时钟电路由晶振和电容器组成。晶振是一种由石英制造的电子元件，在通电时，其表面会产生特定频率的振荡，最后通过电路可以输出一个频率很稳定的时钟信号，驱动单片机工作。我们人的心脏每分钟跳动几十到上百次，而对于单片机来说，这实在太慢了。图中的晶振频率是
12MHz(1MHz=1,000,000Hz)，正常工作起来，每秒钟振荡12,000,000次!实际上，时钟电路的晶振并非必须是12M，也可以是其他的，但是要注意STC89C51这款单片机最高工作频率不能超过80M(这个同样可以通过芯片手册查找)。实际上我们使用更多的是11.0592M的晶振，为什么是这样奇怪的频率呢?后面讲到串口的时候相信读者就能明白了。
时钟电路还用到C2和C3两个电容，如果不了解电容，可以找找常用电子元器件介绍的相关资料，这里不做介绍。这两个电容通常用瓷片电容，容量一般取30pF即可。
顺便说一下，如果自己设计时钟电路，晶振和单片机之间的连线不要过长，这样可能会导致电路不能正常工作(不能起振)。
时钟每产生一次振荡的时间，叫做一个时钟周期;对于我们用的这款51单片机，每12个时钟周期，单片机执行一步操作，称为一个机器周期(STC也推出了
1T单片机，每1个时钟周期就执行一步操作)。如果是12M晶振，时钟周期就是1/12 us，机器周期刚好是1 us。
大家应该还记得前面说的上世纪古老庞大的计算机埃尼阿克吧，埃尼阿克一秒钟能进行5000次加法运算，那在当时已经是相当高的水平了。但是和我们的 51
单片机比起来，实在是小巫见大巫。51单片机可以在一个机器周期里进行一次加法运算(即汇编指令ADD)，用12M晶振，1秒钟最多可以进行一百万次加法运算，是埃尼阿克的200倍(不考虑数据在寄存器和内存之间的移动)。看到这里，大家是不是在为自己能用上这么高科技的东西而窃喜呢?^_^
复位电路：图中连接到RST引脚的那部分电路就是复位电路，由电阻和电容组成。复位电路的作用，就是在刚通电的时候给单片机发出一个信号(对于51单片机，是连续至少两个机器周期的高电平)，告诉单片机现在可以开始工作了。于是单片机就从初始状态开始，不厌其烦的执行特定的程序，直到断电，或者出现特殊情况导致程序终止。一般情况下，单片机正常工作时是不应该出现程序执行终止的情况的，有关这个问题，后文讲单片机程序特点时会说明。
复位电路的原理，是上电时通过电阻给电容充电，让电容连接到RST管脚的电压，从5V变为0V，也就是高电平变为低电平。电阻和电容的取值，按照图中给出的参考值即可，如果对模拟电路有了解，也可以自行计算确定其取值。
另外，图中的EA/VPP管脚，是访问内部或外部程序存储器选择信号和提供编程电压的，一般用的不多。直接连接VCC就可以了。
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51单片机最小系统是什么？
提问者：蒋品韵|
时间： 17:42:01
已有3条答案
回答数：121405|被采纳数：208
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所有回答：&121405
单片机最小系统按书上搭就好，无非就是复位电路、下载口电路、晶振电路，这些电路搭好基本就差不多了，至于外设当然也要按相应的电路搭了，6v电压是有点高了，你可以买个电源芯片做个电源降压电路，当然也可以用电阻串联分压的方式，不推荐，一个是电源效率比较低，二是单片机输入电压不稳定，会随着你的负载值变动而变动……
回答数：1413|被采纳数：4
所有回答：&1413
电阻电容都系组成电路葛最基本元件之二，系统里面和系统外面葛元件共同购成一个完整葛硬件系统，我个人认为系统里面集成的那些电阻电容和平时见的电阻电容都是一样的功能，只是集成在里面了而已，得闲去睇睇有关模拟电路葛书，
回答数：169|被采纳数：0
所有回答：&169
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.
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.
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