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标题: 单片机最小系统 [打印本页]

作者: g1683344988 时间: 2012-3-28 17:15 标题: 单片机最小系统

单片机最小系统

我们已经大概知道了单片机是一个什么东西，那么接下来我们就正式开始单片机的学习吧。
单片机是一门实践性很强的课程，假如单纯的去学习理论知识，而不实践，是很难完全把握单片机的。
单片机虽然是一个只能化的集成芯片，其本质上还是一个电子元件的。既然是电子元件，那么，就必须在一定的电路中才能运行起来，才能实现它的功能。这就像电阻一样，如果把一个电阻独立的放着，是没有任何意义的，只有将电阻接在电路中，才能实现它的功能，毕竟是分压，分流，还是限流，还得看详细电路。
单片机里虽然集成了很多电路，但仍旧不能独立运行，必须要外连一些电路，才能使单片机运行起来。这种能使单片机工作的最简电路，我们叫做单片机最小系统。图2-1中，有40个引脚的就是AT89C51单片机，这是单片机家族众多型号中的一种，为什么选择这个单片机来学习呢，是因为这款单片机的核心是MCS-51单片机，而MCS-51单片机是一款非常经典的单片机，简朴易学，而且资料非常丰富。当然，如果有特别的需求，也可以选择其他的单片机进行学习。天津华山医院闲话少说，现在我们就来分析图2-1所示电路。
首先，我们来看看单片机的时钟电路，如上图用红圈包着的并且有晶振两字的部分。通过连接一个晶振和两个30pF的电容，构成了单片机的时钟电路。晶振是一种能够输出稳定的震荡周期的元件，通过它，单片机才能有了时间的概念。
不过晶振并不能独立的使用，必须配合合适的负载电容，否则会产生错误，或者是使晶振不能工作。
负载电容的选择可以根据单片机的技术文档上的说明来选择。对于51单片机一般选择不大于40pF的瓷片电容。既然我们知道由晶振和晶振负载电容组成的时钟振荡电路，那么为什么要加这个电路呢？
我们来看一个例子：
一个人在某一时刻，在正常情况下是只能做一件事请（当然三心二意的不算），可是一个人却不可能一整天就做一件事啊，于是我们得把这一天需要做的事按照某一个时间顺序进行安排，那么用什么东西来对时间进行划分呢？智慧的古代人在很早就是用了日晷来进行时间的标记，通过日晷，将一日划分成12个等分，就是我们常说的时辰。有了，时辰这个时间概念，我们就可以方便的进行时间安排了单片机是一个智能设备，能处理很多事情，那么这些事情的安排，又是怎样实现的呢？
为了给单片机一个“日晷”，我们使用了能够输出振荡时钟的晶振。通过晶振输出的时钟脉冲，来安排单片机的工作。于是，我们就能对单片机做一些安排，第一个时钟脉冲出现，单片机做什么，第二个时钟脉冲出现，单片机又做什么？……第n个时钟脉冲出现，单片机又做什么……一直这样的安排下去，我们就能通过使用单片机来实现我们想要做的事了，而我们这种安排从专业的角度上来讲就叫做编程。
其次，我们来看看，51单片机的复位电路，它由一个10uF的电容和一个4.7K的电阻组成。为什么要这样接线了，原因是这样的：在设计51单片机的时候，规定在51单片机的第9引脚为复位功能引脚。当在这个引脚有连续两个以上机器周期（2us以上）【注2】的高电平时，这个单片机就会复位。而我们的电路设计是，电容充电的瞬间，是导通，在这个瞬间，电流通过电容器，然后想电阻方向放电，此时，电容的“-”端就能有一个很高的电势，在高于3V的情况下，均可认为是高电平。而电容的充电是有时间的，当选择合适的电容，其充电时间会大于2us，这时，复位的条件就成立了。当然，我们为了能够更稳定的复位，我们经常会把单片机的复位引脚的高电平时间控制得更长一点，通常会达到ms级别。

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