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51单片机最小系统

时间:2012-03-18


转载自: http://bbs.elecfans.com/forum.php?mod=viewthread&tid=168563&extra=page%3D1&pa ge=1& 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. 下面给出一个51单片机的最小系统电路图.

说 明 复位电路:由电容串联电阻构成,由图并结合"电容电压不能突变"的性质,可以知道,当系统一上 电,RST 脚将会出现高电平,并且,这个高电平持续的时间由电路的 RC 值来决定.典型的51单片 机当 RST 脚的高电平持续两个机器周期以上就将复位,所以,适当组合 RC 的取值就可以保证可 靠的复位.一般教科书推荐 C 取10u,R 取8.2K.当然也有其他取法的,原则就是要让 RC 组合可 以在 RST 脚上产生不少于2个机周期的高电平.至于如何具体定量计算,可以参考电路分析相 关书籍. 晶振电路:典型的晶振取11.0592MHz(因为可以准确地得到9600波特率和19200波特率,用于 有串口通讯的场合)/12MHz(产生精确的 uS 级时歇,方便定时操作) 单片机:一片 AT89S51/52或其他51系列兼容单片机 特别注意:对于31脚(EA/Vpp),当接高电平时,单片机在复位后从内部 ROM 的0000H 开始执行; 当接低电平时,复位后直接从外部 ROM 的0000H 开始执行.这一点是初学者容易忽略的.

复位电路: 一、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。 单片机复位电路如下图:

二、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。 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。 总结: 1、复位电路的原理是单片机 RST 引脚接收到2US 以上的电平信号,只要保证电容的充放电 时间大于2US,即可实现复位,所以电路中的电容值是可以改变的。 2、按键按下系统复位,是电容处于一个短路电路中,释放了所有的电能,电阻两端的电压增 加引起的。 51单片机最小系统电路介绍 1.51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。 2.51单片机最小系统晶振 Y1也可以采用6MHz 或者11.0592MHz, 在正常工作的情况下可以采 用更高频率的晶振,51单片机最小系统晶振的振荡频率直接影响单片机的处理速度,频率越 大处理速度越快。 3.51单片机最小系统起振电容 C2、C3一般采用15~33pF,并且电容离晶振越近越好,晶振离 单片机越近越好4.P0口为开漏输出,作为输出口时需加上拉电阻,阻值一般为10k。 设置为定时器模式时,加1计数器是对内部机器周期计数(1个机器周期等于12个振荡周期, 即计数频率为晶振频率的1/12) 。计数值 N 乘以机器周期 Tcy 就是定时时间 t。 设置为计数器模式时,外部事件计数脉冲由 T0或 T1引脚输入到计数器。在每个机器周期的 S5P2期间采样 T0、T1引脚电平。当某周期采样到一高电平输入,而下一周期又采样到一低 电平时,则计数器加1,更新的计数值在下一个机器周期的 S3P1期间装入计数器。由于检测 一个从1到0的下降沿需要2个机器周期, 因此要求被采样的电平至少要维持一个机器周期。 当 晶振频率为12MHz 时,最高计数频率不超过1/2MHz,即计数脉冲的周期要大于2 ms。

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