51单片机最小系统电路设计
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51单片机最小系统具有体积小、质量轻、功能强、功耗低、性价比高等特点。由芯片、系统时钟、I/O端口设备及复位电路等构成。51单片机是一种8位微控制芯片,拥有512字节的数据存储空间和8K字节的程序存储空间。共40个引脚,1个全双工串行通信端口,2个优先级设置,3个十六位强大定时/计数器,4个八位并行I/O端口,5个优质中断源。STC89C52单片机的时钟引脚为XTAL1 和XTAL2;控制信号的引脚有RST,ALE,PSEN 和EA;I/O端口有P0,P1,P2和P3。
复位电路主要用于控制单片机的启动状态。在单片机系统运行过程中,受到外界干扰而出现程序出错或直接死机、停止运行的时候,通过复位操作,单片机内部的烧录代码就会重新执行。
复位方式一般分为自动复位和按键复位,本设计为了编程的简单化,采用了外部手动按键复位的方式。51单片机的P0脚内无上拉电阻,为开漏输出。所以在本设计中P0脚用作输出端口,需另加上拉电阻以加大输出的驱动能力,本设计采用10K的排阻作为上拉电阻。
时钟电路其实本质就是一个晶体振荡电路,提供一个方波信号让单片机进行工作,因此单片机的运行速度及处理能力都是由时钟电路决定。XTAL1为反相放大器的输入端,XTAL2为反向放大器的输出端。本设计中外接的石英晶体振荡器具有11.0592MHZ的振荡频率。
所谓单片机最小系统,就是用不能再少的元件来组成可以正常工作的电子控制系统。51系列单片机的最小系统一般包括:控制芯片、系统时钟以及复位电路。其框图如下所示:
系统时钟电路:系统时钟电路主要用于为主控芯片提供时钟节拍,在人体中就相当于心脏的作用,只有随着心脏的跳动,血液才会到达身体各个部位,以保持人体生存及生活。本次设计中的时钟电路,选用12M的晶振。具体系统时钟的电路设计如下所示:
复位电路:本次设计采用的低电平复位。即当按键自然释放时RSTSET端输入信号为高电平,当按键按下时,RSTSET端的输入信号为低电平,从而实现电路的复位。具体复位电路的设计如下所示:
单片机: 复位电路的C3电容大小可直接影响单片机的复位时间,实际应用中一般选用10uF极性电容。在工作模式下,可选用更高频率的晶体振荡器,因为单片机最小系统的晶振频率可直接影响单片机的运算处理速度,即晶振频率越大,相应运算处理速度会越快。
51微控制芯片的正常工作电压范围在3.8V-5.5V之间,在本设计中通过外接5V直流电源给单片机供电。主控制器电路如下所示:
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文章目录 一.数字电路基础 1.电平特性 2.二进制与十六进制 2.1 二进制 2.2 十六进制 3.二进制的逻辑运算 二.C语言基础语法 三.51单片机最小系统 1. 51 单片机最小系统构成 1. ...
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