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浅谈单片机最小系统

作者:时间:2012-03-28来源:网络收藏



我们已经大概知道了是一个什么东西,那么接下来我们就正式开始的学习吧。

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。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。

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?……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。

你也许会问,为什么要复位呢?

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关键词: 单片机 最小系统

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