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求51单片机最小系统原理图的功能详解？
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单片机的最小系统是由组成单片机系统必需的一些元件构成的，除了单片机之外，还需要包括电源供电电路、时钟电路、复位电路。单片机最小系统电路（单片机电源和地没有标出）如图2-7所示。图2-7&单片机最小系统下面着重介绍时钟电路和复位电路。1）时钟电路单片机工作时，从取指令到译码再进行微操作，必须在时钟信号控制下才能有序地进行，时钟电路就是为单片机工作提供基本时钟的。单片机的时钟信号通常有两种产生方式：内部时钟方式和外部时钟方式。内部时钟方式的原理电路如图2-8所示。在单片机XTAL1和XTAL2引脚上跨接上一个晶振和两个稳频电容，可以与单片机片内的电路构成一个稳定的自激振荡器。晶振的取值范围一般为0~24MHz，常用的晶振频率有6MHz、12&MHz、11.0592&MHz、24&MHz等。一些新型的单片机还可以选择更高的频率。外接电容的作用是对振荡器进行频率微调，使振荡信号频率与晶振频率一致，同时起到稳定频率的作用，一般选用20~30pF的瓷片电容。外部时钟方式则是在单片机XTAL1引脚上外接一个稳定的时钟信号源，它一般适用于多片单片机同时工作的情况，使用同一时钟信号可以保证单片机的工作同步。时序是单片机在执行指令时CPU发出的控制信号在时间上的先后顺序。AT89C51单片机的时序概念有4个，可用定时单位来说明，包括振荡周期、时钟周期、机器周期和指令周期。振荡周期：是片内振荡电路或片外为单片机提供的脉冲信号的周期。时序中1个振荡周期定义为1个节拍，用P表示。时钟周期：振荡脉冲送入内部时钟电路，由时钟电路对其二分频后输出的时钟脉冲周期称为时钟周期。时钟周期为振荡周期的2倍。时序中1个时钟周期定义为1个状态，用S表示。每个状态包括2个节拍，用P1、P2表示。机器周期：机器周期是单片机完成一个基本操作所需要的时间。一条指令的执行需要一个或几个机器周期。一个机器周期固定的由6个状态S1~S6组成。指令周期：执行一条指令所需要的时间称为指令周期。一般用指令执行所需机器周期数表示。AT89C51单片机多数指令的执行需要1个或2个机器周期，只有乘除两条指令的执行需要4个机器周期。了解了以上几个时序的概念后，我们就可以很快的计算出执行一条指令所需要的时间。例如：若单片机使用12MHz的晶振频率，则振荡周期=1/（12MHz）=1/12us，时钟周期=1/6us，机器周期=1us，执行一条单周期指令只需要1us，执行一条双周期指令则需要2us。2）复位电路无论是在单片机刚开始接上电源时，还是运行过程中发生故障都需要复位。复位电路用于将单片机内部各电路的状态恢复到一个确定的初始值，并从这个状态开始工作。单片机的复位条件：必须使其RST引脚上持续出现两个（或以上）机器周期的高电平。单片机的复位形式：上电复位、按键复位。上电复位和按键复位电路如下。图2-9&单片机复位电路上电复位电路中，利用电容充电来实现复位。在电源接通瞬间，RST引脚上的电位是高电平（Vcc），电源接通后对电容进行快速充电，随着充电的进行，RST引脚上的电位也会逐渐下降为低电平。只要保证RST引脚上高电平出现的时间大于两个机器周期，便可以实现正常复位。按键复位电路中，当按键没有按下时，电路同上电复位电路。如在单片机运行过程中，按下RESET键，已经充好电的电容会快速通过200&O电阻的回路放电，从而使得RST引脚上的电位快速变为高电平，此高电平会维持到按键释放，从而满足单片机复位的条件实现按键复位。单片机复位后各特殊功能寄存器的复位值见表2-11。表2-11&单片机特殊功能寄存器复位值寄存器&复位值&寄存器&复位值&寄存器&复位值PC&0000H&SBUF&不确定&TMOD&00HB&00H&SCON&00H&TCON&00HACC&00H&TH1&00H&PCON&0***0000BPSW&00H&TH0&00H&DPTR&0000HIP&***00000B&TL1&00H&SP&07HIE&0**00000B&TL0&00H&P0~P3&FFH注：*表示无关位。
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> 单片机最小系统概述
单片机最小系统概述
时间：作者：华清远见
摘要: 单片机作为一种数字逻辑控制器件，它的正常工作需要满足一些条件，最小系统就是保证单片机运行做需要的最基本条件，主要包含电源、时钟电路以及上电复位电路。
单片机最小系统概述
单片机也叫微控制器(MCU)，是一种数字逻辑控制器件，内部有复杂的电路组成。根据单片机的原理，单片机的正常工作需要一些条件，我们把满足单片机工作的最基本电路组成称为单片机最小系统。
LPC11C14单片机简介
基于 ARM Cortex-M0 的 LPC111x/LPC11Cxx 系列微控制器是低功耗，32 位微控制器家族中 的一员，面向 8、16 位微处理应用，具有高性能，低功耗，简单指令集，统一编址寻址等 优点，而且，相对于现在市场上存在的 8/16 位架构来说，它有效的降低了代码长度。
LPC111x/LPC11Cxx 系列微控制器的工作频率可高达 50MHZ。
LPC111x/LPC11Cxx 系列微控制器加入的外围组件包括：高达 32KB 的 flash 存储器，8KB 的数据存储器 , 一个增强快速模式 (FM+)I2C 接口， 一个 RS-485/EIA-485 标准的通用异 步串行收发器，两个具有 SSP 特性的 SPI 接口，四个通用定时器，一个 10 位 ADC 和 42 个 GPIO 引脚。
片上 C_CAN 驱动器和闪存的系统编程工具通过 C_CAN 连接在 LPC11Cxx 里，此外 LPC11C2x 还包含一个一个片上 CAN 收发器。
最小系统基本组成
单片机的种类有很多，不同公司不同型号的单片机在电路设计上也不尽相同，所以在使用一款单片机时，一定要先获取单片机的数据手册(datasheet)以及用户使用手册(User Manual)。本文使用的单品机是NXP(恩智浦)公司设计开发的LPC11C14单片机，该单片机属于LPC11xx系列，是在LPC1114的基础上增加了CAN总线功能单元，基本的引脚排布以及其他内部功能基本保持一致。 ![ ]
根据芯片的数据手册和用户使用手册可以知道，LPC11C14单片机的最小系统组成如下：
单片机是一种数字逻辑器件，工作时需要进行电源供电。在众多单片机中，不同单片机有不同的供电电压，如传统的51单片机多为5V或3.3V，但是大多数单片机的都可以在一定的电压范围内正常工作，例如宏晶公司2008年11月发布的STC12系列单片机数据手册中，STC12C系列的单片机电压范围是3.3~5.5V;STC12L系列的单片机电压范围是2.2~3.6V。
对于LPC11C14，根据芯片手册，可以了解到，LPC11C14的工作电压范围：1.8V~3.6V
在芯片手册中可以看到，芯片的8、44两个引脚是电源的正极输入引脚，这两个引脚分别连接到了芯片内部的稳压器、芯片内的外设以及ADC功能单元，用于给芯片供电。
5、41两个引脚是芯片的接地引脚，也就是电源的负极。
在芯片工作的时候，首先要确保电源的这4个引脚被正确的连接在电源的正负极上。
外部时钟电路
时钟电路就是一个振荡器，给单片机提供一个节拍，单片机执行各种操作必须在这个节拍的控制下才能进行，包括程序的运行。
LPC111x/LPC11Cxx 包含三个独立的振荡器。分别是系统振荡器、内部 RC 振荡器 (IRC) 和 看门狗振荡器。 在具体应用中，每一个振荡器都可以有不止一个用途。
复位之后，LPC111x/LPC11Cxx 会在内部 RC 振荡器下工作，直到通过软件进行切换。这就使得系统 bootloader 工作在一个已知的频率下而不会受任何外部晶振的影响。
如果作为最小电路，在电路上可以什么都不用做，单片机内部集成了一个频率为12MHz的RC振荡器，频率误差1%，但是如果想要提高单片机的时钟精度，就需要在单片机外部提供更加精准的时钟震荡信号。
上图为在XTALIN和XTALOUT之间外接无源晶体振荡器的原理图，可以用晶体振荡器产生的震荡信号驱动单片机工作，多数情况下晶体振荡器选用12MHz，匹配电容选用10pF。
上电复位电路
上电复位电路是一种用来使电路恢复到起始状态的电路，由于单片机是基于时序控制的数字电路，它需要稳定的时钟信号，因此在电源上电时，需要等待单片机内部的电源系统以及时钟系统稳定工作时，才可以让单片机开始工作，这个等待过程就是上电复位电路所起的作用。
下图为LPC11C14的上电时序图：
简而言之，对于LPC11C14单片机，上电复位电路的作用就是在上电时，让单片机的RESET引脚保持低电平，延迟一段时间后，拉高电平，电平的跳变会触发单片机内部的施密特触发器，收到触发信号后，处理器从地址 0 处 (即最初的从引导块映射的复位向量)开始执行程序。同时所有的处理器和外设的寄存器被初始为预定值 。
如上所示电路是最简单的RC上电复位电路。
验证单片机工作状态
当单片机最小系统电路搭建完成时，需要知道单片机是否正确工作，过程比较简单，借助示波器，检测晶体振荡器的引脚是否产生震荡信号，如果产生了震荡信号，则表明单片机已经开始运行。
如果没有示波器，可以用万用表测量晶体振荡器的引脚电压，如果晶振起振，会在引脚上测出1.8V左右的电压值。
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评论共有5条
很实用 ，帮助我解决了PCb设计的一些问题， 挺好的下次还来。
04版本打不开PCB图，要09的才行，太麻烦了！
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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。本文引用地址:
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。
对于搞单片机的特别用8051系列工程师来说，谈到单片机的RTOS，很多时候会问一句：“为什么要用RTOS?单片机就这一点资源，使用RTOS能保证效率吗?”......关键字：
不要第一句话就说：给个代码吧!你应该想想为什么。当你自己想出来再参考别人的提示，你就知道自己和别人思路的差异。......关键字：
在哈尔滨工程大学五年，我在学校电子创新实验室呆了四年，这四年里创新实验室给我提供了良好的学习环境和完善的实验设备;在这里与众多电子爱好者的交流中，使我学到了更多的专业知识;在学校老师们的教导下，让我学会了如何做一名合格的大学生。......关键字：
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03-2309-0810-1602-1706-0806-30单片机最小系统的组成详解（电源、晶振、复位电路）
单片机最小系统，也叫做单片机最小应用系统，是指用最少的原件组成单片机可以工作的系统。单片机最小系统的三要素就是电源、晶振、复位电路，如图 2-1 所示。
图 2-1 单片机最小系统电路
这张最小系统的电路图节选自我们的 KST-51 开发板原理图，下面我们就照这张电路图来具体分析最小系统的三要素。
1) 电源这个很好理解，电子设备都需要供电，就连我们的家用电器（手电筒^_^）也不例外。目前主流单片机的电源分为 5V 和 3.3V 这两个标准，当然现在还有对电压要求更低的单片机系统，一般多用在一些特定场合，在学习中我们不做过多的关注。
我们所选用的 STC89C52，它需要 5V 的供电系统，我们的开发板是使用 USB 口输出的5V 直流直接供电的。从图 2-1 可以看到，供电电路在 40 脚和 20 脚的位置上，40 脚接的是+5V，通常也称为 VCC 或 VDD，代表的是电源正极，20 脚接的是 GND，代表的是电源的负极。+5V 和 GND 之间还有个电容，作用我们下节课介绍。
这个地方我们还要普及一个看原理图的知识。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考虑的是方便原理分析，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，引脚的位置我们是可以随意放的，但是每个引脚上有一个数字标号，这个数字标号代表的才是单片机真正的引脚位置。一般情况下，这种双列直插封装的芯片，左上角是 1 脚，逆时针旋转引脚号依次增加，一直到右上角是最大脚位，我们现在选用的单片机一共是 40 个引脚，因此右上角就是 40（在表示芯片的方框的内部），如图 2-2 所示，大家要分清原理图引脚标号和实际引脚位置的区别。
图 2-2 单片机封装图
2) 晶振晶振，又叫晶体振荡器，从这个名字我们就可以看出来，它注定一生都要不停振荡的。
他起到的作用是为单片机系统提供基准时钟信号，类似于我们部队训练时喊口令的人，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。STC89C52 单片机的 18 脚和 19 脚是晶振引脚，我们接了一个 11.0592M 的晶振（它每秒钟振荡 11,059,200 次），外加两个 20pF 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) 复位电路在图 2-1 左侧是一个复位电路，接到了单片机的 9 脚 RST(Reset)复位引脚上，这个复位电路如何起作用我们后边再讲，现在着重讲一下复位对单片机的作用。单片机复位一般是 3种情况：上电复位、手动复位、程序自动复位。
假如我们的单片机程序有 100 行，当某一次运行到第 50 行的时候，突然停电了，这个时候单片机内部有的区域数据会丢失掉，有的区域数据可能还没丢失。那么下次打开设备的时候，我们希望单片机能正常运行，所以上电后，单片机要进行一个内部的初始化过程，这个过程就可以理解为上电复位，上电复位保证单片机每次都从一个固定的相同的状态开始工作。这个过程跟我们打开电脑电源开电脑的过程是一致的。
当我们的程序运行时，如果遭受到意外干扰而导致程序死机，或者程序跑飞的时候，我们就可以按下一个复位按键，让程序重新初始化重新运行，这个过程就叫做手动复位，最典型的就是我们电脑的重启按钮。
当程序死机或者跑飞的时候，我们的单片机往往有一套自动复位机制，比如看门狗，具体应用以后再了解。在这种情况下，如果程序长时间失去响应，单片机看门狗模块会自动复位重启单片机。还有一些情况是我们程序故意重启复位单片机。
电源、晶振、复位构成了单片机最小系统的三要素，也就是说，一个单片机具备了这三个条件，就可以运行我们下载的程序了，其他的比如 LED 小灯、数码管、液晶等设备都是属于单片机的外部设备，即外设。最终完成我们想要的功能就是通过对单片机编程来控制各种各样的外设实现的。
原文标题：单片机最小系统的组成图解
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具有多个电源轨的系统正变得更高效，但增加了复杂性和设计难度。在此类系统中，运作成本和复杂性已经改变了....
LTC2978是一款非常完整的8通道解决方案，用于对电源轨进行监视、监控、裕度调节和排序，它能自主地....
首先说一下独立键盘检测，在单片机外围电路中 ，通常用到的按键都是机械弹性开关，当开关闭合时，线路导通....
对于独立按键的博文中所提到的配合数码管显示的实例中，由于我们数码管显示函数display（） 位于主....
本文主要介绍了ili9806e芯片手册。
本文主要介绍了51单片机历程之protues仿真100例 .
本文主要介绍了各种电源设计原理与PCB制版指导资料.
高电流的负载点电源（POL）应用存在着一系列的挑战，包括高能效、合适的功率密度、可编程性和灵活性、具....
随着锂电池的快速发展，锂电池模拟器开始被研究人员提出，并进行了深入的研究。模拟锂电池不同的特性，比如....
矩阵键盘又称为行列式键盘，它是用4条I/O线作为行线，4条I/O线作为列线组成的键盘。
在行线和列....
本设计是一个以单片机AT89C51为核心部件的电子钟，可以在液晶屏上显示时间和字符，并可任意调整时间....
本文主要介绍了基于单片机的小功率直流电机调速设计。
本文主要介绍了单片机典型系统设计与制作实例解析。
本文主要介绍了基于STC89C52单片机的控制系统设计。
本文实现了基于遗传算法的硬件演化过程。通过Mcu随机产生种群，选择好的基因进行交叉变异产生后代，然....
打开包装可以看到开发板也有类似风格，薄薄小小的一块，但是芯片的各个管脚都引了出来，方便用户开发，不方....
本文主要介绍了单片机结构原理基础知识。
本文主要介绍了单片机应用系统开发实例。
防止输出电容冲击电流的功能，通过抑制开关 ON 时产生的过剩电流可防止由电池阻抗和过剩电流引起的欠压....
　　从20世纪70年代中期起，微型计算机发展开始形成两大分支：一类是个人计算机，也称为PC机（Per....
随着时代的进步，科技发展起来了。现在有比松香粉末更清洁，更简单的测试方法。关键是最便宜。5块钱的材料....
在输入端，适用于VIN的共模范围也有两个供电轨相关限制，即高电平(接近+VS)和低电平(接近–VS)....
在目前MCU应用领域里，很多场合都离不开开关信号，这些开关信号的实现都是通过按键操作实现。而传统的按....
效率上来说，延时消抖花费时间在无意义延时上，而相对较好的定时轮询还是不可避免的在轮询，而现在这种方式....
本文档的主要内容详细介绍的是CDK单片机开发板的使用手册，软件例程和硬件原理图的概述....
本文档的主要内容详细介绍的是CDK开发板全部资料软件例程,使用手册,原理图的资料概述....
本文档的主要内容详细介绍的是CST的单片机开发板资料和实例以及硬件原理图的详细概述。
本文档的主要内容详细介绍的是CDK的单片机开发板的资料概述包括了：软件例程，使用手册....
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在单片机应用系统中，需要对一些模拟信号（如电流、电流、温度、压力等）进行检测，将模拟信号转换为数字信....
采用Protel 99软件对HG6型单片机实验板原理图进行绘制，Protel 99的原理图编辑器提供....
我们都知道，在程序中，延时会影响单片机的实时性能，导致效率明显降低，但是在GPF这个芯片的开发中，系....
关于移动电源容量，我们一定会发现充电宝标称的容量根本无法给手机充电如此电量，拿10000mAh的移动....
PI(Power Integrity)，即电源完整性，以前隶属于信号完整性分析专题，但是因为PI足够....
果然，TensorFlow Mobile的老大，满脑子还是便携设备的事。Pete Warden，是谷....
数字地（DG）是系统中数字电路零电位的公共基准地线。由于数字电路工作在脉冲状态，特别是脉冲的前后沿较....
设置好，单击应用，关闭该对话框，然后重新单击调试按钮进行调试。这次程序就可以保存到芯片内的闪存了。但....
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