第三章时钟电路与复位电路
时钟电路的工作原理
时钟电路的工作原理
时钟电路是一种用于产生稳定而精确的时间信号的电路。
它由一个稳定的振荡器和一系列的逻辑门来实现。
在时钟电路中，振荡器产生一种周期性的信号，通常是一个方波或者脉冲信号。
这个信号的频率决定了电路产生的时间间隔。
逻辑门则用来对振荡器产生的信号进行处理和分配。
常见的逻辑门有非门、与门、或门和时钟门等。
这些逻辑门可以根据输入信号的状态来改变输出信号的状态。
通常情况下，时钟电路的输入信号是振荡器产生的方波信号。
通过逻辑门的处理，输出信号可以是高电平或低电平。
这个输出信号可以用来驱动其他电路的工作。
时钟电路的关键是稳定性和精确性。
振荡器必须能够产生一个稳定的周期信号，以便其他电路可以根据它来进行工作。
同时，时钟电路需要具备高精确度，以保证时间信号的准确性。
总之，时钟电路通过振荡器产生稳定的周期信号，并通过逻辑门对该信号进行处理和分配，从而实现精确的时间控制。
51单片机 基础电路
51单片机基础电路51单片机是一种常用的嵌入式微控制器，具有高性能、低功耗、丰富的外设接口等特点。
在实际应用中，51单片机的基础电路是必不可少的，它是连接单片机与外部元件的桥梁，为单片机提供电源和信号输入输出。
本文将介绍51单片机基础电路的组成和工作原理。
一、电源电路51单片机的正常工作需要稳定的电源供应。
其电源电路主要由电源滤波器、稳压电路和复位电路组成。
1. 电源滤波器：用于滤除电源中的噪声和干扰，保证电源的稳定性。
常用的电源滤波器包括电容滤波器和电感滤波器。
2. 稳压电路：用于将不稳定的电源电压转换为稳定的工作电压。
常用的稳压电路有线性稳压电路和开关稳压电路。
3. 复位电路：用于在开机或复位时将单片机的状态初始化为预设值，确保系统正常启动。
复位电路主要由电源复位电路和外部复位电路组成。
二、时钟电路51单片机需要时钟信号来同步其内部逻辑运算。
时钟电路主要由晶振和电容构成。
晶振是一种能够产生稳定振荡频率的元件，常用的晶振有4MHz、8MHz等。
晶振通过电容与单片机相连，形成一个振荡回路。
时钟电路还可以通过外部的时钟信号输入来实现，这需要将外部时钟信号与单片机的时钟输入引脚相连。
三、复位电路复位电路是为了保证单片机在上电或复位时能够正常启动，并将其状态初始化为预设值。
复位电路可以通过外部复位电路和电源复位电路两种方式实现。
外部复位电路是通过按下复位按钮或引脚触发器来实现的，它会将单片机的复位引脚拉低，从而使单片机复位。
电源复位电路是通过检测电源电压的变化来实现的，当电源电压低于一定阈值时，复位电路会自动将单片机复位。
四、IO口电路IO口电路是单片机与外部设备进行数据交互的接口。
它由输入电路和输出电路组成。
输入电路负责将外部设备的信号输入到单片机，并对输入信号进行适当的处理。
常见的输入电路有电阻分压电路和比较器电路。
输出电路负责将单片机的信号输出到外部设备，并对输出信号进行适当的处理。
常见的输出电路有三态缓冲器电路和驱动电路。
单片机boot电路
单片机boot电路单片机（Microcontroller）是一种集成了处理器核心、存储器和外设接口的微型计算机系统。
它具有体积小、功耗低、功能强大等优势，被广泛应用于各种电子设备中。
而单片机的boot电路则是指用来启动单片机的电路，它起到了将单片机从复位状态进入工作状态的关键作用。
单片机的boot电路一般由复位电路、时钟电路和编程电路组成。
其中，复位电路主要负责在上电或复位信号出现时将单片机复位到初始状态，确保其正常运行。
时钟电路则为单片机提供稳定的时钟信号，使其能够按照预定的频率进行工作。
编程电路则用于在单片机运行过程中对其进行编程和调试。
复位电路是单片机boot电路中的重要组成部分，它负责在上电或复位信号出现时将单片机复位到初始状态，确保其正常运行。
一般来说，复位电路包含一个复位触发器和一个复位延时电路。
复位触发器用于检测复位信号的边沿，当检测到边沿时，触发复位信号。
复位延时电路则用于延迟一段时间后，将复位信号释放，使单片机能够正常工作。
时钟电路是单片机boot电路中的另一个重要组成部分，它为单片机提供稳定的时钟信号，使其能够按照预定的频率进行工作。
时钟电路一般包含一个晶体振荡器和一个时钟分频电路。
晶体振荡器负责产生一个稳定的振荡信号，而时钟分频电路则用于将振荡信号分频，得到单片机所需的时钟信号。
编程电路是单片机boot电路中的最后一个重要组成部分，它用于在单片机运行过程中对其进行编程和调试。
编程电路一般包含一个编程接口和一个编程器。
编程接口是单片机与编程器之间的连接接口，通过它可以将编程器和单片机进行连接。
编程器则负责向单片机中烧写程序或读取程序，实现对单片机的编程和调试功能。
在实际的单片机应用中，boot电路的设计至关重要。
一个合理的boot电路可以确保单片机在各种复位和工作条件下都能够正常启动和工作。
因此，在进行单片机系统设计时，需要充分考虑到boot 电路的各种因素，如复位延时时间、时钟频率和编程接口的选择等。
51单片机汇编语言4-MCS51硬件结构-2
第1章
单片机硬件系统
(2) PC的内容自动加1变为0001H，指向下一个指令字节。 (3) 地址寄存器中的内容0000H通过地址总线送到存储器，
经存储器中的地址译码选中0000H单元。 (4) CPU通过控制总线发出读命令。 (5) 被选中单元的内容74H送内部数据总线，该内容通过 内部数据总线送到单片机内部的指令寄存器。至此，取指令 过程结束，进入执行指令过程。
第1章
单片机硬件系统
MCS-51单片机片内有256B的数据存储器，它分为低
128B的片内RAM区和高128B的特殊功能寄存器区。低128B 的片内RAM又可分为工作寄存器区(00H～1FH)、位寻址区 (20H～2FH)和数据缓冲器(30H～7FH)。累加器A、程序状态 寄存器PSW、堆栈指针SP、数据存储器地址指针DPTR、程 序存储器地址指针PC，均有着特殊的用途和功能。 MCS-51单片机有4个8位的并行I/O口，它们在结构和特 性上基本相同。当需要片外扩展RAM和ROM时，P0口分时 传送低8位地址和8位数据，P2口传送高8位地址，P3口常用 于第二功能，通常情况下只有P1口用作一般的输入/输出引脚。
第1章
单片机硬件系统
图1.15 MCS-51单片机的取指/执行时序 (a) 单片机的机器周期；(b) 单字节单周期指令，如INC A；(c) 双字节单 周期指令，如ADD A，data；(d) 单字节双周期指令，如INC DPTR
第1章
单片机硬件系统
1.5 单片机的工作过程
单片机的工作过程实质上是执行用户编制程序的过程。 一般程序的机器码都已固化到存储器中，例如实训1中的步骤 (3)，因此开机复位后，就可以执行指令。执行指令又是取指 令和执行指令的周而复始的过程。 例如指令MOV A，#56H表示把立即数56H这个值送入A 累加器。该指令对应的机器码是74H、56H，假设它们已存在 0000H开始的单元中。下面我们来说明单片机的工作过程。 接通电源开机后，PC =0000H，取指令过程如下： (1) PC中的0000H 送到片内的地址寄存器。
电脑主板时钟电路
以时钟芯片为中心的电路即称之为时钟电路。
时钟电路组成：
时钟电路原理：
1.供电
3.发出时钟信号
2.PG
VRM
PG
时钟电路原理：
1. 3.3v供电给时钟芯片，有的有2.5v供电
2.收到cpu电源芯片发出的pg（power good 电源好）信号后开始工 作
DDR2
137＃ 138＃ 185＃ 186＃ 220＃ 221＃
DDR3
63# 64# 184# 185#
接口： AGP PCI BIOS PCI—E SOCKET 370 SOCKET 478 SOCKET 775 SOCKET 754 SOCKET 940
频率： 66 MHZ 33 MHZ 33 MHZ 100 MHZ 66/100/133 MHZ 100/133/200 MHZ
1.供电的查找：
1.供电线比较粗 2.供电线上有保 险电阻和电感 3.有大的滤波电 容
时钟电路
时钟电路原理与维修
时钟电路作用？
发出时钟信号送到主板的各个芯片。让主板各 个芯片协调统一的工作。
时钟信号==口令信号
时钟电路识别：
时钟芯片： 1。长条形两边有脚，Байду номын сангаас些板例如单桥板无时钟芯片 2。有14.318MHZ晶振 3。有的在内存附近还有个副时钟芯片 4。常见型号：ICS, WINBOND,PLL,RTM
电压： 1.6V 左右 1.5 V 左右 1.5 V 左右 0.5 V 左右 0.8—1.2V 0.2—0.8V 0.2—0.8V 1.5—2.5V 1.5—2.5V
电压：
复位电路的工作原理
复位电路的工作原理
复位电路的工作原理是通过控制器发送复位信号来清除系统中的各种状态，使系统恢复到初始状态。
复位电路通常由复位信号源、复位输入电路和复位输出电路组成。
首先，当控制器检测到需要进行复位操作时，它会向复位信号源发送复位信号。
复位信号源可以是一个按键、一个计时器或者一个电平触发器。
一旦复位信号源接收到复位信号，它会立即将复位信号传输给复位输入电路。
复位输入电路接收到复位信号后，会将它转换成适合系统操作的电平信号。
通常情况下，复位输入电路将复位信号转换成低电平信号，以触发复位操作。
复位输出电路负责将复位信号传递给系统中的各个模块或部件。
它通常是一个门电路或一个晶体管，它根据复位信号的状态控制是否将电源或时钟信号传递到系统中的各个部件。
一旦复位信号被传递给系统中的模块或部件，它们会执行相应的复位操作，将自身状态恢复到初始状态。
这些操作可能涉及清除存储器内容、初始化寄存器和关闭所有的开关等。
总而言之，复位电路通过控制器生成的复位信号来清除系统中的各种状态，使系统回到初始状态。
这对于确保系统的可靠性和稳定性非常重要。
复位电路原理
复位电路原理
复位电路是一种常见的电子电路，它在数字系统中起着非常重要的作用。
复位电路的主要功能是在系统出现异常情况时将系统恢复到初始状态，以确保系统的正常运行。
本文将介绍复位电路的原理、工作方式和应用。
首先，让我们来了解一下复位电路的原理。
复位电路通常由触发器、门电路和延时电路组成。
触发器是复位电路的核心部件，它能够接收外部的复位信号，并将系统的状态恢复到初始状态。
门电路用于控制复位信号的传输和延时，确保系统在复位过程中能够稳定地恢复。
延时电路则用于延迟复位信号的传输，以避免系统在短时间内多次复位，从而保护系统的稳定性。
复位电路的工作方式是通过接收外部的复位信号来触发触发器，从而将系统的各个部件恢复到初始状态。
当系统出现异常情况时，外部的复位信号会触发复位电路，使系统停止运行并恢复到初始状态。
在系统恢复到初始状态后，复位电路会自动关闭，系统可以重新开始正常运行。
复位电路在数字系统中有着广泛的应用。
在微处理器、微控制器和FPGA等数字系统中，复位电路被用于确保系统在启动时能够稳定地进入工作状态。
此外，复位电路还可以用于处理系统中的异常情况，如死锁、数据错误等，保证系统能够在出现问题时及时恢复正常运行。
总的来说，复位电路是数字系统中非常重要的一部分，它能够确保系统在出现异常情况时能够及时恢复到初始状态，保证系统的稳定运行。
通过本文的介绍，相信读者对复位电路的原理、工作方式和应用有了更深入的了解。
希望本文能够对读者有所帮助，谢谢阅读！。
单片机原理及应用电子教案
单片机原理及应用电子教案第一章：单片机概述1.1 单片机的定义与发展历程1.2 单片机的特点与应用领域1.3 单片机的组成部分及工作原理1.4 单片机的发展趋势与前景第二章：单片机的基本组成原理2.1 中央处理器（CPU）2.2 存储器2.3 输入/输出接口（I/O）2.4 时钟电路与复位电路2.5 电源电路第三章：单片机编程基础3.1 指令系统与编程语言3.2 程序设计基本步骤与方法3.3 常用编程软件与开发环境3.4 编程实例与技巧第四章：单片机中断系统与定时器/计数器4.1 中断系统概述4.2 中断处理程序的编写与实现4.3 定时器/计数器的基本原理与编程4.4 定时器/计数器的应用实例第五章：单片机串行通信接口5.1 串行通信的基本概念与标准5.2 单片机串行通信接口及其编程5.3 串行通信协议与波特率的计算5.4 串行通信应用实例第六章：单片机外围设备与接口技术6.1 并行接口与I/O扩展6.2 模拟量接口与ADC/DAC转换6.3 键盘接口与扫描原理6.4 显示器接口与驱动电路6.5 常用外围设备及其接口技术第七章：单片机在工业控制中的应用7.1 工业控制概述与单片机的作用7.2 常用工业控制算法与实现7.3 工业现场通信协议与接口技术7.4 工业控制系统实例分析7.5 单片机在工业控制中的挑战与发展趋势第八章：单片机在嵌入式系统中的应用8.1 嵌入式系统概述8.2 嵌入式系统设计与开发流程8.3 嵌入式操作系统与中间件8.4 嵌入式系统中的单片机选型与接口技术8.5 嵌入式系统应用实例分析第九章：单片机编程进阶技巧与优化9.1 编程规范与风格9.2 常用算法与数据结构9.3 编程优化技巧与方法9.4 代码调试与测试9.5 高级编程技术与实例分析第十章：单片机项目实践与创新10.1 单片机项目实践流程与方法10.2 创新性单片机项目设计与实践10.3 项目案例分析与点评10.4 单片机竞赛与创新活动指导10.5 单片机技术在未来的发展展望重点和难点解析重点环节一：单片机的定义与发展历程解析：单片机的定义是理解其原理和应用的基础，了解其发展历程有助于我们更好地理解其发展趋势和应用领域的拓展。
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二、CMOS集成电路应用简介 低功耗 逻辑电平： CMOS电路之间可相互驱动； CMOS电路可驱动TTL电路（但负载能力小）， TTL电路不能驱动COMS电路 抗干扰能力强（噪声容限宽） 使用注意： 未用输入端不要悬空 输入信号幅度应小于VCC 输出能力，扇出系数N大
CMOS与TTL电平关系表 CMOS与TTL电平关系表
P3.0 RXD P3.1 TXD
串行接收 串行发送
P3.4 T0 P3.5 T1
计数0输入 计数1输入
P3.2 /INT0 外中断0输入 P3.6 /WR 写信号引脚 P3.3 /INT1 外中断1输入 P3.7 /RD 读信号引脚
I/O端口负载能力 2.5.2 I/O端口负载能力
P0口每一位输出可驱动8个LSTTL负载，当作地 址/数据输出时是标准的三态双向口。当作为通用I/O 接口使用时是开漏输出，只有灌负载能力没有拉负载 能力。要想得到拉负载能力需外接一个上拉电阻才行。 P1～P3口每一位可驱动4个LSTTL负载，是一个 准双向口。作为输出，输出低电平时负载能力较强， 输出高电平时负载能力很差，约几十微安。
双向I/O端口 数据/地址复用总线 外部数据的进出口线，同时也是扩展外部芯片的 低8位地址线，工作时，在该总线上分时地出现地址/ 数据信息。不同类型信息的间隙时间上，总线出现高 阻态。 三态 0，1，高阻态 内部无上拉电阻，用作静态口时，可挂接上、下拉 电阻
P1端口 P1端口
通用I/O端口 准双向静态口 处理办法：在读入引脚电平时，必须先进行写入1 操作，首次上电时可忽略该操作，输出操作没必要。 内部有上拉电阻
低功耗工作方式原理
低功耗工作方式
/IDL=0时，有晶振，故中断系统，串行口，定时/计 数器等电路继续由时钟驱动，但此时时钟信号不再送 入CPU，即CPU处于等待状态。 /PD＝0，振荡器停振，只有片内RAM、SFR的内容 被保存。 /IDL、/PD位由电源控制寄存器PCON来设定。（只 能字节寻址）
2.5
I/O端口电路与电气特性 I/O端口电路与电气特性
MCS-51单片机有4个I/O端口，即P0～P3口。就 电路结构而言，P0口是三态双向口，P1～P3口是准 双向口。P3口还有第二功能电路，所以这4个端口的 内部电路都不相同。它们也有共性：(1) 每个端口的8 位I/O线是相同电路结构；(2) 每位I/O线均有一个输 出锁存器、一个驱动器和一个输入缓冲器。
2.5
I/O端口电路与电气特性 I/O端口电路与电气特性
P0、P1、P2、P3 既有字节地址，也有位地址，对相应的地址单元 进行写操作，就完成了相应端口的输入/输出操作 1个全双工的串行I/O口，用于扩展I/O口或用作串 行异步通信（第五章专门介绍）
I/O接口内部电路结构 2.5.1 I/O接口内部电路结构 P0端口 P0端口
振荡电路
89C51 89C51（CHMOS工艺）的 外部输入为X1，X2悬空
HMOS工艺的芯片
2.基本时序单位 2.基本时序单位
振荡周期：1/fOSC 最小的时序单位 状态（S）周期：2/fOSC 包含两个节拍(P1、P2)，一个节拍为1个振荡周期。 机器周期MC： 12/fOSC 6个状态，S1-S6，12个节拍(S1P1、S1P2、S2P1、 S2P2…)，12个振荡周期 指令周期：1－4个MC，执行一条指令所需的时间。
低功耗工作方式 端口处理
P1、P2、P3内有上拉电阻，故不使用可悬空； P0则应外接上拉或下拉电阻，否则，不定的电平将 增加系统功耗。
2.6
本章小结
本章介绍了MCS-51单片机芯片的硬件结构及工作特 性。它（AT89C51）是一个8位机，主要组成有：8位CPU、 128B的RAM、4KB的ROM、21个特殊功能寄存器(SFR)、 4个并行I/O接口P0～P3，每口8根位线共32线、2个16位定 时/计数器、1个全双工串行接口、5个中断源、内部时钟 电路和复位电路、可寻址片外64KB的ROM空间和64KB的 RAM空间。
2.6Байду номын сангаас
本章小结
4个并行I/O接口P0～P3要明确各接口的第二功能定义， 因为在作第二功能使用时，各引脚的定义是固定的，不能 变动。 在作通用I/O接口时，各引脚定义是用户可随意改变的。 MCS-51单片机的I/O接口输出负载能力是非平衡的，低 电平的灌负载能力大于高电平时的拉负载能力，使用时要 设计合理。 I/O接口作输入时首先软件对该口写“1”，否则，可能 得不到输入信号的正确电平。
低功耗工作方式
低功耗工作方式
进入待机：使IDL=1即可。 进入掉电：使PD=1即可，进入后，可将VCC降至 2V（保持RAM、SFR），但在退出掉电时，先使电 压升至正常电压。 退出待机：中断退出或复位退出（2个MC）。 退出掉电：硬件复位（大于10毫秒），重新定义 SFR，但内RAM不变。
注意：进入掉电前，必须使外围器件、设备 注意：进入掉电前，必须使外围器件、 处于禁止状态。 处于禁止状态。
补充： 补充：低功耗的有关应用知识
一、特点 以低功耗作为系统的主要技术指标，通常用于便携式 智能仪器、仪表和长期无人值守的自动监测、监控的 仪器仪表中。 体积小，重量轻，便于携带。 直流供电（各种电池）场合。 采用低功耗电路的设计方法，选用低功耗器件和芯片， 尽量硬件软件化；大量采用CMOS电路。 采用LCD显示器。 具有存储数据能力和采用通信接口。
2.6
本章小结
要熟练掌握CPU的工作特点，它使用的工作寄存器有4 组，每组8个单元，工作寄存器编号是R0～R7。寄存器组 之间切换是靠程序状态字寄存器(PSW)中RS0和RS1控制的。 RAM在地址20H以上的16单元是一个很好的状态标志位 区。 堆栈指针(SP)最好不要指向以上这两个区，以免造成程 序混乱。 在程序计数器(PC)的低位地址有6个特殊地址，即复位地 址0000H和5个模块中断向量地址。主程序最好要避开这 些地址，在大于0030H以上地址开始使用，以免发生中断 服务不正常响应。
2.4 时钟电路与复位电路
时钟信号是用来根据单片机内各种 微操作的时间基准。 复位操作则使单片机的片内电路初 始化，使单片机从一种确定的初态开始 运行。
2.4.1时钟电路
1.振荡电路 1.振荡电路
包括内部振荡和外部振荡 在X1、X2外接晶振，片内有一高增益的反相 放大器，自激振荡器并产生时钟。 图中的2个几Pf~几十Pf的小电容起稳定振荡频 率和快速起振的作用，大多数电路采用内部振 荡电路。 外部振荡电路把外部已有的时钟信号引入，一 般要求同步时使用。如双CPU系统中。
I/O端口负载能力 I/O端口负载能力
2.5.3 低功耗工作方式
与低功耗系列内部结构基本相同，外形、管脚、 软件指令一样，不同的是制造工艺，功耗低，抗干扰 能力强，并具有待机和掉电模式。 待机：标准节电运行工作方式； 掉电：一种节电模式，不是没电！ 正常运行： 5V/12M 待机运行： 5V/12M 掉电： 5V/停振 16mA 3.7mA 16µA
P1端口内部结构 P1端口内部结构
P2端口 P2端口
通用I/O端口或高8位地址总线 准双向静态口 处理办法：与P1口一样 P1 内部有上拉电阻 执行MOVX时，被称谓动态口（后面外RAM扩展 时讲述原因） 在扩展外部芯片时，一般参与编址
P3端口－－双功能口 P3端口－－双功能口 端口－－
第一功能：作用与P1口一样 第二功能：第二功能优先，若干用为第二功能时， 其余可为第一功能。
2.4.2复位电路
RST引脚出现2个MC或以上的高电平，单片机执 行复位操作，RST持续为高，单片机循环复位。 上电复位电路 上电且开关复位电路 看门狗复位电路
复位电路
复位电路
复位后的状态
PC为0000H，内RAM随机值
A=00H B=00H PSW=00H SP=07H DPTR=0000H P0~P3=FFH IP=00H IE=00H TMOD=00H TCON=00H TH0、TL0=0000H TH1、TL1=0000H SCON=00H SBUF不定 PCON＝0xxx0000B