單片機(jī)最小系統(tǒng)電路及自制單片機(jī)最小系統(tǒng)詳解

　　單片機(jī)最小系統(tǒng)是什么

　　1.晶振，至于大小由你單片機(jī)時(shí)鐘周期要求而決定（用于計(jì)時(shí)，與兩個(gè)電容并聯(lián)使用，電容大小由你的晶振決定，一般用22pF）

　　2.復(fù)位電路（用于復(fù)位）

　　3.電源（用于供電，一般用電腦的USB口供電）

　　4.燒制程序的口（可用串口配合MAX232配合使用，也可以做個(gè)并口輸入，這個(gè)要根據(jù)你使用單片機(jī)的種類決定，比如ATC可用并口，STC一般只用串口輸入等等）

　　單片機(jī)最小系統(tǒng)圖

　　電源供電模塊

　　電源模塊電路圖

　　對(duì)于一個(gè)完整的電子設(shè)計(jì)來(lái)講，首要問(wèn)題就是為整個(gè)系統(tǒng)提供電源供電模塊，電源模塊的穩(wěn)定可靠是系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行的前提和基礎(chǔ)。51單片機(jī)雖然使用時(shí)間最早、應(yīng)用范圍最廣，但是在實(shí)際使用過(guò)程中，一個(gè)和典型的問(wèn)題就是相比其他系列的單片機(jī)，51單片機(jī)更容易受到干擾而出現(xiàn)程序跑飛的現(xiàn)象，克服這種現(xiàn)象出現(xiàn)的一個(gè)重要手段就是為單片機(jī)系統(tǒng)配置一個(gè)穩(wěn)定可靠的電源供電模塊。

　　此最小系統(tǒng)中的電源供電模塊的電源可以通過(guò)計(jì)算機(jī)的USB口供給，也可使用外部穩(wěn)定的5V電源供電模塊供給。電源電路中接入了電源指示LED，圖中R11為L(zhǎng)ED的限流電阻。S1 為電源開(kāi)關(guān)。

　　復(fù)位電路

　　復(fù)位電路圖

　　單片機(jī)的置位和復(fù)位，都是為了把電路初始化到一個(gè)確定的狀態(tài)，一般來(lái)說(shuō)，單片機(jī)復(fù)位電路作用是把一個(gè)例如狀態(tài)機(jī)初始化到空狀態(tài)，而在單片機(jī)內(nèi)部，復(fù)位的時(shí)候單片機(jī)是把一些寄存器以及存儲(chǔ)設(shè)備裝入廠商預(yù)設(shè)的一個(gè)值。單片機(jī)復(fù)位電路原理是在單片機(jī)的復(fù)位引腳RST上外接電阻和電容，實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位。當(dāng)復(fù)位電平持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上時(shí)復(fù)位有效。復(fù)位電平的持續(xù)時(shí)間必須大于單片機(jī)的兩個(gè)機(jī)器周期。具體數(shù)值可以由RC電路計(jì)算出時(shí)間常數(shù)。

　　復(fù)位電路由按鍵復(fù)位和上電復(fù)位兩部分組成。

　　（1）上電復(fù)位：STC89系列單片及為高電平復(fù)位，通常在復(fù)位引腳RST上連接一個(gè)電容到VCC，再連接一個(gè)電阻到GND，由此形成一個(gè)RC充放電回路保證單片機(jī)在上電時(shí)RST腳上有足夠時(shí)間的高電平進(jìn)行復(fù)位，隨后回歸到低電平進(jìn)入正常工作狀態(tài)，這個(gè)電阻和電容的典型值為10K和10uF。

　?。?）按鍵復(fù)位：按鍵復(fù)位就是在復(fù)位電容上并聯(lián)一個(gè)開(kāi)關(guān)，當(dāng)開(kāi)關(guān)按下時(shí)電容被放電、RST也被拉到高電平，而且由于電容的充電，會(huì)保持一段時(shí)間的高電平來(lái)使單片機(jī)復(fù)位。

　　振蕩電路

　　振蕩電路圖

　　單片機(jī)系統(tǒng)里都有晶振，在單片機(jī)系統(tǒng)里晶振作用非常大，全程叫晶體振蕩器，他結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部電路產(chǎn)生單片機(jī)所需的時(shí)鐘頻率，單片機(jī)晶振提供的時(shí)鐘頻率越高，那么單片機(jī)運(yùn)行速度就越快，單片接的一切指令的執(zhí)行都是建立在單片機(jī)晶振提供的時(shí)鐘頻率。

　　在通常工作條件下，普通的晶振頻率絕對(duì)精度可達(dá)百萬(wàn)分之五十。高級(jí)的精度更高。有些晶振還可以由外加電壓在一定范圍內(nèi)調(diào)整頻率，稱為壓控振蕩器（VCO）。晶振用一種能把電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的晶體在共振的狀態(tài)下工作，以提供穩(wěn)定，精確的單頻振蕩。

　　單片機(jī)晶振的作用是為系統(tǒng)提供基本的時(shí)鐘信號(hào)。通常一個(gè)系統(tǒng)共用一個(gè)晶振，便于各部分保持同步。有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振，而通過(guò)電子調(diào)整頻率的方法保持同步。xxxx晶振通常與鎖相環(huán)電路配合使用，以提供系統(tǒng)所需的時(shí)鐘頻率。如果不同子系統(tǒng)需要不同頻率的時(shí)鐘信號(hào)，可以用與同一個(gè)晶振相連的不同鎖相環(huán)來(lái)提供。

　　STC89C51使用11.0592MHz的晶體振蕩器作為振蕩源，由于單片機(jī)內(nèi)部帶有振蕩電路，所以外部只要連接一個(gè)晶振和兩個(gè)電容即可，電容容量一般在15pF至50pF之間。

　　自制單片機(jī)最小系統(tǒng)（教程）

　　對(duì)于初學(xué)單片機(jī)的同學(xué)來(lái)講，要想學(xué)好單片機(jī)，最好的方法就是自己動(dòng)手一步步去完成自己的單片機(jī)學(xué)習(xí)版。事實(shí)上，剛一開(kāi)始什么都不會(huì)，感覺(jué)很困難，市場(chǎng)上賣的開(kāi)發(fā)板也就100多塊左右，當(dāng)然好一點(diǎn)的貴一點(diǎn)。但是那是別人設(shè)計(jì)的，你還是不能掌握開(kāi)發(fā)板原理。下面結(jié)合自己的經(jīng)歷，介紹一種很容易上手的51單片機(jī)最小系統(tǒng)的制作。

　　工具/原料

　　晶振11.0592MHz或者12MHz一個(gè)，AT89S51或52單片機(jī)一個(gè)，30pf無(wú)極性電容2個(gè)，排針若干，按鈕一個(gè)，10K電阻一個(gè)，10uf有極性電容一個(gè)，洞洞板一個(gè)（不需要太大），以及其他工具

　　方法/步驟

　　搭建最小系統(tǒng)

　　主要是單片機(jī)能夠正常工作的最低配置，電路圖如下圖所示，其中紅線部分表示可以焊接在一塊。將各種元器件按照電路圖所示位置擺放好，就可以開(kāi)始焊接了。電路圖上其他管腳沒(méi)有標(biāo)注。

　　焊接的時(shí)候，可以使用一些細(xì)小的導(dǎo)線方便連接。

　　以上就是最小系統(tǒng)的制作，事實(shí)上，上述制作在網(wǎng)上都可以找到，難的就是下面的部分。如何將程序燒寫(xiě)到單片機(jī)中。我也曾試著自己制作USB燒寫(xiě)器，但是看了網(wǎng)上很多資料，都沒(méi)有成功，不是材料買(mǎi)不到，就是燒寫(xiě)器本身就需要燒寫(xiě)程序，所以還是放棄了，在網(wǎng)上花了10元錢(qián)買(mǎi)了一個(gè)現(xiàn)成的。如下圖所示。

　　現(xiàn)在關(guān)鍵是如何連接USB燒寫(xiě)器與單片機(jī)。當(dāng)你拿到燒寫(xiě)器的時(shí)候，可以看到有一端是有孔的，不多不少，正好10個(gè)孔。這個(gè)孔就是用來(lái)連接單片機(jī)的，你買(mǎi)的時(shí)候，會(huì)發(fā)現(xiàn)賣家有說(shuō)明，這10個(gè)孔如何連接。

　　我買(mǎi)的10個(gè)孔接線如下圖所示，其中選用兩排5個(gè)針的排針并排平排列，每一個(gè)針連接單片機(jī)的不同管腳，使用排針的目的就是將買(mǎi)的USB燒寫(xiě)器的母口直接插上排針就可以完成連接。

　　為了方便連接，我使用的是紅色的小導(dǎo)線，按照下圖說(shuō)明，將導(dǎo)線的一端接到排針上，另一端連接到單片機(jī)相應(yīng)管腳。

　　網(wǎng)上賣的燒寫(xiě)器可能不同，所以管腳的連接就不相同，所以，自己制作的時(shí)候，按照賣家給的電路圖為準(zhǔn)。這樣，做好之后，就可以燒寫(xiě)程序了。

　　如果燒寫(xiě)不進(jìn)去，請(qǐng)檢查是否有虛焊，或者線路接錯(cuò)，不出意外的話，基本上沒(méi)問(wèn)題。