单片机最小系统是什么 单片机最小系统工作原理

2022-06-05 12:43:39阅读量:12 字体:

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。

单片机的最小系统简述

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。

单片机最小系统是什么 单片机最小系统工作原理

单片机最小系统

复位电路的工作原理

在书本上有介绍,51单片机要复位只需要在第9引脚接个高电平持续2US就可以实现,那这个过程是如何实现的呢?

在单片机系统中,系统上电启动的时候复位一次,当按键按下的时候系统再次复位,如果释放后再按下,系统还会复位。所以可以通过按键的断开和闭合在运行的系统中控制其复位。


复位电路的用途

单片机复位电路就好比电脑的重启部分,当电脑在使用中出现死机,按下重启按钮电脑内部的程序从头开始执行。单片机也一样,当单片机系统在运行中,受到环境干扰出现程序跑飞的时候,按下复位按钮内部的程序自动从头开始执行。

开机的时候为什么为复位

在电路图中,电容的的大小是10uF,电阻的大小是10k。所以根据公式,可以算出电容充电到电源电压的0.7倍(单片机的电源是5V,所以充电到0.7倍即为3.5V),需要的时间是10K*10UF=0.1S。

也就是说在电脑启动的0.1S内,电容两端的电压时在0~3.5V增加。这个时候10K电阻两端的电压为从5~1.5V减少(串联电路各处电压之和为总电压)。所以在0.1S内,RST引脚所接收到的电压是5V~1.5V。在5V正常工作的51单片机中小于1.5V的电压信号为低电平信号,而大于1.5V的电压信号为高电平信号。所以在开机0.1S内,单片机系统自动复位(RST引脚接收到的高电平信号时间为0.1S左右)。

按键按下的时候为什么会复位

在单片机启动0.1S后,电容C两端的电压持续充电为5V,这是时候10K电阻两端的电压接近于0V,RST处于低电平所以系统正常工作。当按键按下的时候,开关导通,这个时候电容两端形成了一个回路,电容被短路,所以在按键按下的这个过程中,电容开始释放之前充的电量。随着时间的推移,电容的电压在0.1S内,从5V释放到变为了1.5V,甚至更小。根据串联电路电压为各处之和,这个时候10K电阻两端的电压为3.5V,甚至更大,所以RST引脚又接收到高电平。单片机系统自动复位。

单片机最小系统

第一部分:电源组(上图标记为1的部分)
40脚接电源5V,20脚接电源负极,在单片机里面,负极也可以叫GND或者”地”,我们在单片机的应用中,习惯说负极为”地”,上面GND就是英文ground的缩写,翻译过来就是"地"的意思.

第二部分:晶振组(上图标记为2的部分)
11.0592M晶振Y1与单片机的18,19脚并联,因为这两只脚,就是晶振工作的引脚.22p电容C2一端接18脚,一端接地.22p电容C3一端接19脚,一端接地.这两个电容,我们在10~30P之间选择都是可以的,主要作用是,过滤掉晶振部分的高频信号,让晶振工作的时候更加稳定.

第三部分:复位组(上图标记为2的部分)
10u电容C1正极接电源5V,C1负极接单片机的复位脚,第9脚.1K电阻R17一端接单片机的复位脚,第9脚,一端接地.就是通过这个10u和1k,就可以让单片机一供电时,单片机自动复位,从零开始执行程序,这个就是复位的概念.

第四部分:其它功能组(上图标记为4的部分)

这个脚是存储器使用选择脚,当这个脚接"地"时,那么告诉单片机选择外部存储器,当这个脚接"5V"时,说明单片机使用内部存储器.因为选择外部存储器,太浪费单片机仅有的资源,所以这一脚永远接电源5V(如上图所示),使用单片机的内部存储器,如果内部存储器不够容量,最多选择更高级容量的单片机型号,就可以解决问题了.

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