单片机最小系统包括:电源、单片机、时钟电路、复位电路。

 

(图片来自互联网)

 

单片机最小系统的作用:使单片机正常工作的最小电路。

 

 

扩展资料:

1、电源电路:作为电子器件,单片机当然少不了电源供电,它一般使用5V电源,我们可以从大家所熟悉的USB接口获取5V电源。在图中,每个VCC符号都是共同连接在5V电源正极的;而所有的GND符号连接在一起,共同接到电源负极。图中之所以没有把它们连接到一起,而是使用多个VCC和GND符号,是为了让电路图看起来更清晰简洁(VCC = Volt Current Condenser,表示供电电压;GND = Ground,接地的意思,可以简单理解为连接到电源负极,并且我们以GND作为参考电压,GND的电压值始终为0V)。

特别注意:一定不要把单片机接到过高的电压上,或者将电源正负极接反,很可能烧坏单片机,甚至发生爆炸。如果单片机是插在芯片插座上的,由于VCC和GND刚好在对称的位置,插反了刚好会出现电源接反的情况,一定要注意避免。

这里补充一点,如果需要知道一种芯片使用的电源电压,通常可以查官方给出的芯片手册,后面会对芯片手册进行介绍。

 

2、时钟电路:连接在引脚XTAL1、XTAL2和GND间的电路是时钟电路(XTAL = External Crystal Oscillator,表示外接晶振)。前面的电源比较好理解,但是什么是时钟电路呢?它有什么用处呢?时钟电路就像是人的心脏一样,每时每刻不断跳动着,对于单片机来说是至关重要的。如同心脏给我们的身体不断运输血液和氧气,让身体各种器官正常工作,而时钟电路则是单片机内部各部分电路正常工作的驱动力。

 

时钟电路由晶振和电容器组成。晶振是一种由石英制造的电子元件,在通电时,其表面会产生特定频率的振荡,最后通过电路可以输出一个频率很稳定的时钟信号,驱动单片机工作。我们人的心脏每分钟跳动几十到上百次,而对于单片机来说,这实在太慢了。图中的晶振频率是 12MHz(1MHz=1,000,000Hz),正常工作起来,每秒钟振荡12,000,000次!实际上,时钟电路的晶振并非必须是12M,也可以是其他的,但是要注意STC89C51这款单片机最高工作频率不能超过80M(这个同样可以通过芯片手册查找)。实际上我们使用更多的是11.0592M的晶振,为什么是这样奇怪的频率呢?后面讲到串口的时候相信读者就能明白了。

 

时钟电路还用到C2和C3两个电容,如果不了解电容,可以找找常用电子元器件介绍的相关资料,这里不做介绍。这两个电容通常用瓷片电容,容量一般取30pF即可。

 

顺便说一下,如果自己设计时钟电路,晶振和单片机之间的连线不要过长,这样可能会导致电路不能正常工作(不能起振)。

 

时钟每产生一次振荡的时间,叫做一个时钟周期;对于我们用的这款51单片机,每12个时钟周期,单片机执行一步操作,称为一个机器周期(STC也推出了 1T单片机,每1个时钟周期就执行一步操作)。如果是12M晶振,时钟周期就是1/12 us,机器周期刚好是1 us。

 

3、复位电路:图中连接到RST引脚的那部分电路就是复位电路,由电阻和电容组成。复位电路的作用,就是在刚通电的时候给单片机发出一个信号(对于51单片机,是连续至少两个机器周期的高电平),告诉单片机现在可以开始工作了。于是单片机就从初始状态开始,不厌其烦的执行特定的程序,直到断电,或者出现特殊情况导致程序终止。一般情况下,单片机正常工作时是不应该出现程序执行终止的情况的,有关这个问题,后文讲单片机程序特点时会说明。

 

复位电路的原理,是上电时通过电阻给电容充电,让电容连接到RST管脚的电压,从5V变为0V,也就是高电平变为低电平。电阻和电容的取值,按照图中给出的参考值即可,如果对模拟电路有了解,也可以自行计算确定其取值。