单片机最小系统
单片机最小系统定义及其组成部分
单片机最小系统定义及其组成部分
单片机最小系统是指单片机能够正常工作所必须的最基本的电路系统。
它由单片机芯片、晶振、复位电路、电源电路和外设电路等组成。
1. 单片机芯片
单片机芯片是单片机最小系统的核心部分，它是整个系统的控制中心。
单片机芯片包含了CPU、存储器、输入输出接口、定时器、串行通信接口等功能模块，可以实现各种控制和处理任务。
2. 晶振
晶振是单片机最小系统中的重要组成部分，它提供了单片机的时钟信号。
单片机需要时钟信号来同步各种操作，晶振的频率决定了单片机的工作速度。
常用的晶振有4MHz、8MHz、12MHz等。
3. 复位电路
复位电路是单片机最小系统中的重要组成部分，它用于在单片机上电或者复位时将单片机的各个寄存器和状态清零，使单片机进入初始状态。
复位电路通常由复位电路芯片和复位电路电阻组成。
4. 电源电路
电源电路是单片机最小系统中的重要组成部分，它为单片机提供电源。
电源电路通常由稳压电路、滤波电容、电源开关等组成，可以保证单片机的稳定工作。
5. 外设电路
外设电路是单片机最小系统中的重要组成部分，它用于连接单片机和各种外设，如LED、LCD、键盘、麦克风等。
外设电路通常由电阻、电容、晶体管、继电器等组成，可以实现单片机与外设之间的数据交换和控制。
单片机最小系统是由单片机芯片、晶振、复位电路、电源电路和外设电路等组成的。
它是单片机能够正常工作所必须的最基本的电路系统。
在实际应用中，单片机最小系统可以根据具体需求进行扩展和改进，以满足不同的应用需求。
单片机最小系统的概念
1.单片机最小系统的概念：能使单片机正常工作的最小硬件单元电路，就叫单片机最小系统。
2.单片机最小系统的组成：(1)复位电路：t=RC1(t≥10ms);(2)时钟电路：C2=C3=(30±10)pF(一般是20~30pF);(3)存储器访问路经控制：EA/VPP=+5V时，先内后外。
另外，一般还有单片机的ISP下载口也包含在单片机最小系统中。
3.51系列单片机的最小系统电路的原理图：这学期开了一门新的课程，单片机。
一门实用性很强的课程！而我们所学习的就是以Atemel 公司出的8051为基础的结构及编程。
在接触过程中，我们学到了8051的最小系统，通过该最小系统，我们可以用keil软件进行编程从而实现对一些外设的控制！比如一些简单的实验：闪烁灯、模拟开关灯等等！所以制作一个最小系统就显得很重要。
下面就介绍一下我所知道的一些简单的电路图：1.电源电路：我们知道单片机正常工作所需要的电压是+5V的电压，而我们不能直接得到，所以只能进行转换，用7805将+9V的电压转换成+5V的电压，焊接电路的时候注意C1,C2为极性电容，所以注意正负极。
还有那个+9V的电源，本来是很方便的，往电路上焊一个接口，直接插上电源就OK了。
但是考虑到经济问题，我给大家买的不是那种。
用的时候把线前面的接头剪了，里面应该有4条线，2根是+9V的，另两根是+24V的，我们用+9V的线就行了！电源电路图如下：2.单片机焊接电路：这个电路较为简单，而且用得是上电复位电路，所用到的元器件也很少，但是要特别注意单片机的接口，尤其是I/O接口，因为我们要用它们输出或者是进行数据传输，所以最好是能多有几个接口，所以用到双排插针或者是单排插针，用排线连接它们和外设。
3.串口焊接，也就是下载线！我们通过Keil软件编译一些程序，通过单片机实现一些功能，但是我们必须通过下载线将程序下载到单片机内部，也可以用烧写器，但是成本太高，而且利用率太低，所以我们选用下载线！本来是打算焊USB接口的，但是感觉难度很大，所以感觉还是用这个串口电路比较好，成功率较高！这个电路主要用到的就是74373锁存器。
什么是单片机最小系统_单片机的最小系统简述
什么是单片机最小系统_单片机的最小系统简述单片机简介单片机是一种集成电路芯片。
它采用超大规模技术将具有数据处理能力的微处理器（CPU）、存储器（含程序存储器ROM和数据存储器RAM）、输入、输出接口电路（I/O接口）集成在同一块芯片上，构成一个即小巧又很完善的计算机硬件系统，在单片机程序的控制下能准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规定的任务。
所以说，一片单片机芯片就具有了组成计算机的全部功能。
由此来看，单片机有着一般微处理器（CPU）芯片所不具备的功能，它可单独地完成现代工业控制所要求的智能化控制功能，这是单片机最大的特征。
然而单片机又不同于单板机（一种将微处理器芯片、存储器芯片、输入输出接口芯片安装在同一块印制电路板上的微型计算机），单片机芯片在没有开发前，它只是具备功能极强的超大规模集成电路，如果对它进行应用开发，它便是一个小型的微型计算机控制系统，但它与单板机或个人电脑（PC机）有着本质的区别。
单片机的应用属于芯片级应用，需要用户（单片机学习者与使用者）了解单片机芯片的结构和指令系统以及其它集成电路应用技术和系统设计所需要的理论和技术，用这样特定的芯片设计应用程序，从而使该芯片具备特定的功能。
不同的单片机有着不同的硬件特征和软件特征，即它们的技术特征均不尽相同，硬件特征取决于单片机芯片的内部结构，用户要使用某种单片机，必须了解该型产品是否满足需要的功能和应用系统所要求的特性指标。
这里的技术特征包括功能特性、控制特性和电气特性等等，这些信息需要从生产厂商的技术手册中得到。
软件特征是指指令系统特性和开发支持环境，指令特性即我们熟悉的单片机的寻址方式，数据处理和逻辑处理方式，输入输出特性及对电源的要求等等。
开发支持的环境包括指令的兼容及可移植性，支持软件（包含可支持开发应用程序的软件资源）及硬件资源。
要利用某型号单片机开发自己的应用系统，掌握其结构特征和技术特征是必须的。
单片机控制系统能够取代以前利用复杂电子线路或数字电路构成的控制系统，可以以软件控制来实现，并能够实现智能化，现在单片机控制范畴无所不在，例如通信产品、家用电。
单片机最小系统
什么是最小系统 什么是最小系统
单片机最小系统,或者称为最小应用系统,是 指用最少的元件组成的单片机可以工作的系 统.
最小系统
单片机
晶振电路
复位电路
电源
晶振电路
• 单片机系统正常工作的保证，如果振荡器 不起振，系统将会不能工作；假如振荡器 运行不规律，系统执行程序的时候就会出 现时间上的误差，这在通信中会体现的很 明显：电路将无法通信。他是由一个晶振 和两个瓷片电容组成的，x1和x2分别接单 片机的x1和x2，晶振和瓷片电容是没有正 负的，注意两个瓷片电容相连的那端一定 要接地。
最小系统的应用
有了最小系统后，就能够自己做东西了， 可以利用P0,P1,P2,P3.等管脚对外围模块 进行控制，例如，液晶，数码管，键盘， 点击等等。
ห้องสมุดไป่ตู้
晶振
• 产生原始的时钟频率，放大或缩小后成为 总线频率。 • 机电器件，加电产生振动，加力产生电流。 • 性能稳定，热膨胀系数较小。
复位电路
• 给单片机一个复位信号（一个一定时间的 低电平）使程序从头开始执行；一般有两 种复位方式：上电复位，在系统一上电时 利用电容两端电压不能突变的原理给系统 一个短时的低电平；手动复位，通过按钮 接通低电平给系统复位，
单片机最小系统
单片机最小系统
单片机最小系统包含两部分：一是复位电路；二是晶振电路。
一、复位电路
复位电路的基本功能是：系统上电时提供复位信号，直至系统电源稳定后，撤销复位信号。
为可靠起见，电源稳定后还要经一定的延时才撤销复位信号，以防电源开关或电源插头分-合过程中引起的抖动而影响复位。
图1所示的RC复位电路可以实现上述基本功能，图3为其输入-输出特性。
但解决不了电源毛刺（A 点）和电源缓慢下降（电池电压不足）等问题而且调整 RC 常数改变延时会令驱动能力变差。
左边的电路为高电平复位有效右边为低电平 Sm为手动复位开关 Ch可避免高频谐波对电路的干扰。
二、晶振电路
单片机需要一定的运行速度，晶振电路就是提供单片机振荡频率从而来控制单片机的运行速度。
其电路图如图所示。
第六章_单片机最小系统
2. 键盘的查询与中断
3. 键盘管理中的键输入与键操作
7.2.3 并行I/O口扩展的LED显示电路 1. LED 显示器及显示原理 (1)LED显示器结构 (2) 显示器原理与显示段码 2. LED显示器显示方式
7.3 并行总线外围扩展技术 7.3.1 并行总线扩展基本问题 1. 并行总线扩展电路设计
80C51单片机最小系统
1、最小系统概念 最小系统概念
单片机最小系统,或者称为最小应用系统 是指用最少的元 单片机最小系统 或者称为最小应用系统,是指用最少的元 或者称为最小应用系统 件组成的单片机可以工作的系统.最小系统结构与单片机的 件组成的单片机可以工作的系统 最小系统结构与单片机的 类型有关。 类型有关。 对51系列单片机来说 最小系统一般应该包括 单片机、晶 系列单片机来说,最小系统一般应该包括 单片机、 系列单片机来说 最小系统一般应该包括:单片机 振电路、复位电路、按键输入、显示输出等。 振电路、复位电路、按键输入、显示输出等。
外部时钟 XTAL1 XTAL2
XTAL2
15～45pf× 15～45pf×2
1～12MHz（MCS-51） 12MHz（MCS-51） 24MHz（Atmel-89C） 0～24MHz（Atmel-89C）
(1)片内时钟振荡器与外部谐振电路 片内振荡器与外部谐振叫路构成了一个并联谐振的时钟 振荡电路。PD端可由内部软件编程来控制振荡电路的 启停。
(4) 电源监测复位 4. 应用系统中多复位要求的处理
第7章
• 单片机的并行扩展技术
7.1 并行外围扩展方式 有I/O方式和总线方式 7.1.1 并行I/O口与并行扩展总线 1. 两种扩展方式
2. 扩展方式选择 主要由所选择的外围器件决定。 3. 并行总线的I/O虚拟 通过I/O口虚拟总线时序及操作控制方式来扩展并 行总线接口。 7.1.2 并行I/O的扩展特性 输出锁存、握手交互、指令控制实现的时序协议 7.1.3 并行总线扩展特性 三态输出、时序交互、总线协议的CPU的时序自 动运行
单片机最小系统
1.4单片机最小系统设计单片机加上适当的外围器件和应用程序，构成的应用系统称为最小系统；是组成单片机系统最基本的部分。
最小系统硬件组成：单片机芯片、电源电路、时钟电路、复位电路。
1）单片机芯片AT89S51/52系列单片机是比较流行的51单片机之一，它支持ISP在线编程功能（改写单片机存储器内的程序不需要把芯片从工作环境中脱离）。
AT89S52单片机芯片及IC座如图1-4所示。
实验过程中，单片机芯片最好插在IC座上，注意芯片的方向。
焊接的时候单片机不要插在IC座上，先焊好IC 座，当电路全部完成后再上芯片。
图1-4 单片机芯片及IC座2）电源电路Vcc（40脚）, GND（20脚）AT89S* 系列单片机工作电源范围宽达4～5.5V。
单片机的供电有两种方式：①集成稳压电源方式；②USB供电。
①集成稳压电源方式；利用变压器、整流、滤波、稳压自制电源，如图1-5所示。
图1-5 稳压电源电路图1-8 电源适配器稳压电路焊接效果图2）时钟电路产生一个工作时序，其工作需要时钟电路提供一个工作频率。
时钟电路原理图如图1-10所示。
1）振荡频率范围：1.2MHz～12MHz。
2）电容C1和C2选择：10～30pF图1-10时钟电路原理图注意：晶体和电容应尽可能安装在单片机芯片附近，以减少寄生电容，保证振荡器稳定和可靠工作。
电容是为了更好地提高晶振电路的时钟精度。
3）复位电路复位使单片机进入某种确定的初始状态。
退出处于节电工作方式的停顿状态、退出一切程序进程、退出程序的死循环，从头开始。
上电+按钮复位电路如图1-11所示。
注意：电解电容器的极性，长脚为正。
图1-11 复位电路根据上面原理设计的单片机最小系统如图1-12所示。
图1-12单片机最小系统注意：①如果不扩展外部ROM，使用单片机内部的ROM，31脚/EA需接电源（+5V）。
3.1单片机最小系统设计3.1.1 AT89S52简介本设计采用ATMEL公司的8位单片机AT89S52，AT89S52片内含8k字节的可反复擦写的只读Flash程序存储器和256字节的随机存取数据存储器（RAM）。
单片机最小系统制作
单片机最小系统制作单片机（Microcontroller）最小系统是指单片机与其必要外围电路的集成，能够实现单片机的正常工作。
单片机最小系统一般包括单片机芯片、时钟电路、复位电路和电源电路等。
1.选购单片机芯片：选择适合自己需求的单片机芯片，有多种型号和规格可以选择。
比较常见的单片机芯片有PIC、AVR、STM32等。
2.设计电源电路：为单片机提供正常工作的电源电压，一般为5V。
可以使用直流电源供电，也可以通过电池供电。
电源电路一般包括电源滤波和稳压电路。
3.设计时钟电路：单片机需要时钟信号来进行计时和同步操作。
时钟电路一般由晶体振荡器和相关电容电阻组成。
选择合适的晶体频率，一般常见的为4MHz或8MHz。
4.设计复位电路：复位电路用于在单片机上电时将其状态清零，进入一个初始状态。
一般采用电容与电阻并联的方式制作，保证在上电时产生足够的复位时间。
5.焊接和布线：将选购的单片机芯片和其他电子元件进行焊接和布线，连接相应的引脚。
注意焊接时要确保焊接点牢固，布线时要避免引起短路和接触不良等问题。
6.测试和调试：将制作好的单片机最小系统连接到计算机或开发板上，通过编程工具对单片机进行测试和调试。
可以使用编程工具（如IDE）编写简单的程序，通过编程上传到单片机进行验证。
7.功能扩展：根据需求可以对单片机最小系统进行功能扩展，如添加输入输出接口、外部存储器、显示屏等。
制作单片机最小系统的过程比较简单，但在实际操作中要细心和耐心，避免出现焊接不良、接触不良等问题。
制作好的最小系统可以为后续的单片机应用提供基础，可以用于各种项目的开发和实现。
总结起来，制作单片机最小系统需要选购单片机芯片，设计电源、时钟和复位电路，进行焊接和布线，并进行测试和调试。
掌握这些基本步骤可以帮助初学者更好地了解和掌握单片机的使用和应用。
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• 什么是单片机？ • 单片机一般用在哪里？ • 单片机有什么功能？ • 单片机有哪些引脚？ • 单片机有哪几种工作方式？ • 单片机最小系统包含哪些基本电路？
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微型计算机（Microcomputer）
➢ 微型计算机通常由五部分组成:
输入设备
运算器
输出设备
控制器
存储器
• 如果把运算器与控制器封装在一小块芯片上，则称该芯片为：
单片机最小系统
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✓ 用最少的元件组成以单片机为核心元件的可以正常 工作并具有特定功能的单片机系统。
• 让单片机能正常工作并发挥其功能时所必须的组成 部分。
• 指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统。 • 要让单片机里面的程序运行，需要的最小配置。 • 用最少的元件让单片机运行起来的电路 。 • 能够正常运行的单片机最小组成。 • 单片机可以工作的最低硬件配置。
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2、TI公司的MSP430单片机
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16位单片机
• Intel的MCS-96系列16位单片机 Microchip的PIC系列RISC单片机 TI的MSP430F系列16位低功耗单片机 AtXmega系列的单片机
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1、Microchip公司的PIC 16位单片机
• 基本级系列：该级产品的特点是低价位，如PIC16C5X，适用于 各种对成本要求严格的家电产品选用。
多板机 A
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2、单板机
单板机
输入输出接口 芯片
CCPPU芯U片
定时计数器 芯片
内存条
存储器芯片
印 刷
A/D、D/A 芯片
电 路 板
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3、单片机
单片机
存储器
CPU
I / O口
时钟电路 控制电路
定时器
晶 片
单 硅
一块芯片就成了一台计算机
单片机有体积小、功耗低、 价格低、控制功能强、性能价 格比高、易于推广应用等显著 优点。
根据CPU处理的数据的宽度 ：
•4位单片机
• 8位单片机
• 16位单片机
• 32位单片机
• 64位单片机
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4位单片机
• 每次可并行运算或传送4位二进制数据。 • 至今仍有一定市场需求。 • 主要用于家用电器、电子玩具等。 • 目前主要产品：
美国国家半导体公司（National Semiconductor）的COP402系列。 日本电气公司（NEC）的Mpd75xx系列。 美国洛尔威克（Rockwell）的PPS/1系列。 日本松下公司（MN1400）系列。 富士通公司的MB88系列。
atmega16、atmega169P
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4、C8051F系列高速SOC单片机
• 美国Cygnal（2003年被Silicon Labs公司收购） 的C8051F单片机以51为内核并在芯片上扩展了AD、 DA、PWM、CAN、USB等实用的附加功能。
• 具有与8051兼容的微控制器内核，与MCS-51指令 集完全兼容。
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• 组成：
• 性能:
• 价格:
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单芯片微型计算机（ Single Chip Microcomputer）
微控制器（Microcontroller Unit）
在一块硅片上集成了中央处理器（CPU）、存储器 （随机存储器RAM，程序存储器ROM、EPROM、E2PROM或 Flash Memory）、输入/输出接口（并行I/O接口、串行 接口）、定时/计数器和中断控制器等部件（可能还包 括显示驱动电路、脉宽调制电路、A/D转换器等电路） 而构成的微型计算机系统。
微处理器（ Micro Processing Unit，MPU） 中央处理器（Central Processing Unit，CPU）
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➢微型计算机可以分为3种应用形态： • 多板机（系统机） • 单板机 • 单片机
1、多板机 （系统机）
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通用计算机通常由多块印刷电路板制成：
内存条
CPU
主板
兼容。
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3、AVR单片机
• 1997年,由ATMEL公司挪威设计中心的A先 生与V先生利用ATMEL公司的Flash新技术 , 共同研发出RISC精简指令集的高速8位单 片机，简称AVR。
• 简便易学，费用低廉 • 高速、低耗、保密 • I/O口功能强,具有A/D转换等电路 • 有功能强大的定时器/计数器及通讯接口 • 常用型号有：atmega48、atmega8、
A10ຫໍສະໝຸດ 单片机诞生至今已有40多年的历史。 1971年 ，Intel公司研制第一块4位微处理器芯片Intel 4004。 1974年，美国Fairchild（仙童）公司研制出单片微型计算机F8。 1975年，美国德州仪器公司的第一个单片机TMS-1000问世。 1976年，Intel公司推出了MCS-48单片机。
• 中级系列 ：该级产品其性能很高，如内部带有A/D变换器、 E2PROM数据存储器、比较器输出、PWM输出、I2C和SPI等接 口，适用于各种高、中和低档的电子产品的设计中。
• 高级系列：该系列产品的特点是速度快，所以适用于高速数字运 算的应用场合中。具有丰富的I/O控制功能，并可外接扩展 EPROM和RAM，很适用于高、中档的电子设备中使用。
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1、STC单片机
• STC系列单片机是深圳宏晶公司生产的产品。 • 采用8051的内核。加密性强，很难解密或破解 • 超强抗干扰 • 超低功耗 • 在系统可编程，无需编程器，可远程升级 • STC单片机直接替换ATMEL,PHILIPS,Winbond等产品
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2、AT89系列单片机
• AT89系列单片机是美国ATMEL 公司的8位Flash ROM单片机 产品，它以MCS-51为内核， 与MCS-51系列单片机软硬件
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8位单片机
• 是目前应用最广泛的单片机。 • 用于工业控制、智能接口、仪器仪表等各个领域。 • 1980年，美国Intel公司推出MCS-51系列单片机。 • MCS-51系列及其兼容机型
ATMEL公司融入Flash存储器技术的AT89系列 Philips公司的80C51、80C552系列 华邦公司的W78C51、W77C51高速低价系列 ADI公司的ADμC8xx高精度ADC系列 LG公司的GMS90/97低压高速系列 Maxim公司的DS89C420高速（50MIPS）系列 Cygnal公司的C8051F系列高速SOC单片机