學(xué)單片機(jī)從構(gòu)建最小系統(tǒng)開(kāi)始

單片機(jī)最小系統(tǒng)統(tǒng)是指能讓單片機(jī)運(yùn)行起來(lái)的所需的最少器件構(gòu)成的電路系統(tǒng)。如果您構(gòu)建的最小系統(tǒng)作為研究、學(xué)習(xí)使用，應(yīng)該滿足以下要求：1.有電源;2.有單片機(jī)主芯片;3.有程序下載電路;4.有時(shí)鐘源電路;5.有復(fù)位電路;6.有I/O口的負(fù)載電路。這樣的系統(tǒng)才能滿足您下載程序和調(diào)試程序的要求。

下圖是AT89S51/52單片機(jī)的最小系統(tǒng)電路原理圖。

電源部分：從電腦USB接口DC5V取電，C4和C5構(gòu)成USB接口電源的簡(jiǎn)單濾波電路。開(kāi)關(guān)電源的輸出電壓往往波紋較大，不像線性穩(wěn)壓器輸出的電壓那么穩(wěn)定，所以進(jìn)行必要的濾波。如果需要接一個(gè)電源開(kāi)關(guān)應(yīng)接在C4和C5的前面，在您接通開(kāi)關(guān)的瞬間產(chǎn)生的抖動(dòng)能被這兩個(gè)電容吸收。

復(fù)位電路：C1和R1構(gòu)成單片機(jī)的上電自動(dòng)復(fù)位電路。AT89S51/52單片機(jī)屬于高電平復(fù)位，RST管腳上需要持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期(24個(gè)時(shí)鐘周期)以上的高電平，單片機(jī)才能復(fù)位。復(fù)位原理：上電的瞬間，電源給C1充電，在R1產(chǎn)生壓降，R1上端為高電平，RST管腳檢測(cè)到高電平，單片機(jī)的各個(gè)寄存器清零或恢復(fù)初始狀態(tài)，特別是PC計(jì)數(shù)器清零，程序便從頭開(kāi)始執(zhí)行。C1和R1常用取值：C1取10uf時(shí)R1取10K歐姆;C1取22uf時(shí)R1取4.7K或5.1K歐姆;如果C1、R1取值過(guò)大或C1、R1取值過(guò)小都會(huì)引起單片機(jī)復(fù)位時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短，不利于單片機(jī)啟動(dòng)。如果需要加手動(dòng)復(fù)位，那就在C1兩端并聯(lián)一個(gè)按鈕即可。

時(shí)鐘電路：C2、C3和Y構(gòu)成單片機(jī)的時(shí)鐘源電路。C2和C3是晶振Y的負(fù)載電容，過(guò)大或過(guò)小都會(huì)影響晶振的頻率和幅度。AT8951/52單片機(jī)對(duì)晶振負(fù)載電容的取值有明確的要求：在20pf到40pf，最佳值為30pf。Y的取值可從1MHZ到24MHZ選擇，常用的是12MHZ。因?yàn)?1單片機(jī)12個(gè)時(shí)鐘周期為一個(gè)機(jī)器周期，用12MHZ晶振，一個(gè)機(jī)器周期剛好是1微妙，編程時(shí)計(jì)時(shí)很方便。焊接時(shí)這三個(gè)元件應(yīng)盡量靠近單片機(jī)的管腳，以減少線路上寄生電容的影響。

負(fù)載電路：R2和LED構(gòu)成單片機(jī)P2.0 I/O的負(fù)載電路。注意發(fā)光二極管的方向，51單片機(jī)I/O可吸收灌電流可達(dá)20毫安，但輸出高電平驅(qū)動(dòng)電流才幾十微安，所以I/O負(fù)載電流比較大時(shí)只能接成吸收灌電流的形式。R2的取值要保證LED亮度適合，太亮的話，影響LED壽命而且電源功耗大。發(fā)光二極管流過(guò)5到10毫安的電流時(shí)亮度是比較合適的。順便提醒，如果您使用P0口作為普通I/O口,一定要接一個(gè)4.7K或10K的排阻。另外，單片機(jī)的EA/VPP管腳一定要接高電平。

程序下載電路：10PH是AtmelISP并口下載線10P接頭。如果您還沒(méi)有AtmelISP并口下載線的話，可按照筆者提供的原理圖DIY。如果嫌麻煩，可到筆者的網(wǎng)店購(gòu)買(mǎi)。

筆者的建議是，下載線和最小系統(tǒng)最好是自己動(dòng)手焊接制作。不要小看這兩個(gè)簡(jiǎn)單的東西，你能自己動(dòng)手做好并正常使用，可以說(shuō)你的硬件設(shè)計(jì)已經(jīng)入門(mén)了。接下來(lái)您可以在最小系統(tǒng)的基礎(chǔ)上繼續(xù)加接數(shù)碼管、蜂鳴器、DS1302、DS18B20、LCD接口、串口等資源，一個(gè)功能強(qiáng)大的單片機(jī)開(kāi)發(fā)板在您日積月累，一點(diǎn)一滴的辛勤焊接下呈現(xiàn)了。在這個(gè)過(guò)程中您會(huì)碰到硬件設(shè)計(jì)的很多問(wèn)題，積累很多經(jīng)驗(yàn)。軟件編程和硬件設(shè)計(jì)同步提高，讓您快速掌握單片機(jī)技術(shù)，何樂(lè)而不為?

最小系統(tǒng)構(gòu)建好了，下載線也有了，現(xiàn)在，您可以用KeilC51開(kāi)發(fā)軟件編寫(xiě)一個(gè)LED點(diǎn)亮或LED閃爍的簡(jiǎn)單程序，然后用WSFISP軟件或者AtmelISP軟件通過(guò)并口下載線將程序下載到單片機(jī)里檢測(cè)程序運(yùn)行效果啦。