標(biāo)題: 51單片機(jī)最小系統(tǒng)原理與制作詳解 [打印本頁]
作者: xuebane 時(shí)間: 2018-9-17 18:53
標(biāo)題: 51單片機(jī)最小系統(tǒng)原理與制作詳解
在制作最小系統(tǒng)之前，我們先來了解一下，什么是單片機(jī)最小系統(tǒng)． 我來打個(gè)比喻吧．
我們都知道，人的大腦是可以控制眼耳口鼻，手腳，全身等等，這 就說明，大腦是我們?nèi)梭w的控制中心，人體能控制的地方，都是由大 腦管理的.
而單片機(jī)就像我們的大腦，作為一個(gè)控制中心，去控制我們想要控制
的東西．
為什么要控制呢？
好像一成不變枯燥的工作，如果是由人處理的話，做的時(shí)間長(zhǎng)一點(diǎn)， 他會(huì)說累，說無聊，而單片機(jī)則不會(huì)，只要你給它編寫好程序，它會(huì) 默默無聞地重復(fù)你想要的動(dòng)作，并且沒有一點(diǎn)怨言，工作效率比人手 還要高很多．
這個(gè)就是單片機(jī)迷人的一面．
那什么是單片機(jī)最小系統(tǒng)？
好像我們?nèi)祟愐粯樱m然大腦可以制作你的全身，但是需要運(yùn)行起人
體的話，你還需要食物，心臟，肝膽脾胃，等等人體器官，才能讓你 的身體運(yùn)行．
對(duì)開單片機(jī)來說就是 最片機(jī)等于大腦． 最小系統(tǒng)，就是幫助單片機(jī)大腦運(yùn)行的外圍電路．
那這個(gè)外圍電路有多少東西呢？
我們以 51 單片機(jī)為例，它共有 40 只腳，
我們先去除單片機(jī)的手腳，(意思是先別想控制別的東西，先把單片
機(jī)自己運(yùn)行起來先)．
就像人體，先去除手腳，暫時(shí)別想用手腳去控制別的東西，先把人體 運(yùn)行運(yùn)來先．
從上面圖片可以看到，單片機(jī)的手腳共有四組(花括號(hào)括起來的部
分)，首先是Ｐ0.0~P0.7，我們簡(jiǎn)稱 P0 口．
我們都知道，人類的一只手，有５只手指，那么單片機(jī)Ｐ０口也當(dāng)作 是一只手看待的話，那么 P0 口就會(huì)有８只手指了，剩下的 P1，P2， P3 也是一樣的原理，每只手有８只手指．
Ｐ0.0~P0.7=P0 口
Ｐ1.0~P1.7=P1 口
Ｐ2.0~P2.7=P2 口．
Ｐ3.0~P3.7=P3 口
我們現(xiàn)在先把這四組單片機(jī)的手腳先去除(就是先把３２只手指先去 除)
那么只剩下四組單片機(jī)最小系統(tǒng)必需要有的外圍電路．
第一組，電源組：VCC 和ＶSS
單片機(jī)的 40 腳和 20 腳，如下圖紅色指針頭所示．
VCC 是接電源的正極(常接的是５Ｖ電源)
VSS 是接電源的負(fù)極(負(fù)極就是０Ｖ)
看下面電源圖片對(duì)比一下
我們常用的電池是 1.2V，那么單片機(jī)要５V 電源的話，我們需要４
塊 1.2V 的電池，才能供得起單片機(jī)． 因?yàn)?1.2*4=4.8V，差 0.2V 沒影響的．
4 個(gè) 1.2V 的電池，串聯(lián)起來，就得到５Ｖ的電池，這個(gè)原理，我們
初中的物理就學(xué)過啦． 串聯(lián)，電壓是相加的． 并聯(lián)，電壓是一樣的．
串聯(lián)與并聯(lián)的區(qū)別．
串聯(lián)是電池尾(負(fù)極)與電池首(正極)相接．(左上圖)
并聯(lián)是電池尾與電池尾相接，電池首與電池首相接．(右上圖)
解決了單片機(jī)的第一組，電源部分后，我們?cè)賮砜纯?第二組：晶振部分．
那晶振部分，對(duì)于人體是什么概念呢？
不知道你知不知道，人體血管的能量，是靠什么傳送運(yùn)輸?shù)哪兀繘]錯(cuò)， 就是心臟．
人體的心臟就是一個(gè)勞碌命，自從出生那一刻，就需要不停的跳動(dòng)，
才能使人的生命得以唯持．
單片機(jī)晶振部分也是同樣的原理． 單片機(jī)一供上電的時(shí)候，晶振要不停地像人體心臟那樣跳動(dòng)，才能使
單片機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)，進(jìn)行傳送，如下圖所示．
這里比喻了，晶振作為一個(gè)載體(也可以說是運(yùn)輸工具)，把裝在存儲(chǔ)
器１的數(shù)據(jù)，傳送到存儲(chǔ)器２，這個(gè)就是晶振的原理．
那晶振部分包含哪些電路呢？
上面圖片的電路中，GND 就是我們上面說的電池負(fù)極，而晶振部分
電路包含有，
一個(gè) 11.0592M 晶振，兩個(gè) 22p 電容．
在這個(gè)電路中，晶振 Y1 與 18，19 腳并聯(lián)，電容 C2 與 C3 一端分別接 單片機(jī)的 18，19 腳，另外一端共同接地(負(fù)極)．
實(shí)物如下圖所示．
所以一個(gè) 11.0592M 晶振加２個(gè) 22p 電容，就可以構(gòu)成單片機(jī)的心臟
了，而且這３個(gè)元件，是沒有分正負(fù)的，你隨便插上去都可以．
或許有朋友會(huì)問，這個(gè)參數(shù)是怎么算出來的，其實(shí)你算它也沒有用， 因?yàn)檫@個(gè)單片機(jī)是人家公司生產(chǎn)的，你購(gòu)買他的產(chǎn)品，他會(huì)直接給你 的，你無需刻意研究，你直接學(xué)會(huì)運(yùn)用就可以了，以下有電路的也如 此類推．
第三組：復(fù)位電路．
單片機(jī)第 9 腳，如下圖紅色指針頭所示．
復(fù)位是什么概念？
復(fù)位就是重新來過．
對(duì)于人來說，比如學(xué)生，每天都是起床，早上上學(xué)，吃午飯，晚上放
學(xué)，吃晚飯，睡覺，第二天如此類推，這個(gè)就是每天重復(fù)的動(dòng)作．
對(duì)于單片機(jī)來說，也是同樣的原理． 比如你給單片機(jī)編寫一段程序：先點(diǎn)亮一盞燈，再點(diǎn)亮二盞燈，再點(diǎn)
亮三盞燈，然后停止點(diǎn)亮．
如果你把單片機(jī)復(fù)位了，它就會(huì)響亮你的命令，重新開始，先點(diǎn)亮一 盞燈，再點(diǎn)亮二盞燈，再點(diǎn)亮三盞燈，然后停止點(diǎn)亮．
簡(jiǎn)潔來說，一旦復(fù)位了，就是重新開始執(zhí)行程序．
那復(fù)位部分包含哪些電路呢？
上面圖片，５Ｖ就是我們電池的正極，GND 就是電池負(fù)極，而復(fù)位
部分電路包含有，
一個(gè)有極性的 10u 電容，一個(gè)１k 電阻．
在上面這個(gè)電路中，有極性 10u 電容 C1 的正極，接電源 5V(看上面 的小加號(hào)，＋就是代表正極)，C1 另外一端負(fù)極接單片機(jī)的復(fù)位腳第
９腳．
還有一個(gè) R17 的 1K 電阻，一端接復(fù)位腳第９腳，一端接地(電池負(fù)極)
實(shí)物如下圖所示．
上面這個(gè) 10u 電容是有分正負(fù)的，你記住一個(gè)口訣就可以了：長(zhǎng)正
短負(fù)(長(zhǎng)的為正極，短的為負(fù)極)
而１k 電阻，沒分正負(fù)，隨便接都可以的．
最后到了我們的尾聲了．
最后一組：其它功能組
單片機(jī)的 29，30，31 腳，如下圖紅色指針頭所示．
29 是 PSEN.
30 是 ALE/PROG
31 是 EA
對(duì)于應(yīng)用的時(shí)候，29 和 30 腳，我們是沒有用到的，我玩 51 單片機(jī)
那么多年，確實(shí)沒用過這兩只腳，所以在畫電路的時(shí)候呢，這兩只腳 在電路中是虛空狀態(tài)的，虛空的意思就是什么都沒連接，如下圖所示．
而 31 腳的 EA 則連接了電源 5Ｖ，那為什么要連接５Ｖ呢？
在解答為什么要連接５Ｖ之前，我們先要了解單片機(jī)內(nèi)部有什么東西．
我們舉兩個(gè)單片機(jī)型號(hào)對(duì)比一下．
89C51 和 89C52
89C51 單片機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)器有 4K 個(gè)，k 就是千，4k 就是 4000 個(gè)．
如果我們的程序大于 4K 怎么辦呢？
對(duì)于內(nèi)部存儲(chǔ)器只有 4k 大小的 89C51 來說，就需要擴(kuò)展外部的存儲(chǔ) 器，才能裝下我們多出４k 部分的程序，那通過什么擴(kuò)展呢？就是單 片機(jī)的其中兩只手，P0 口和 P2 口，
當(dāng)你知道有"內(nèi)部存儲(chǔ)器"和"外部存儲(chǔ)器"概念的時(shí)候，那么 EA 的用
途就來了．
我們來兩種假設(shè)．
1 EA 接電源負(fù)極，當(dāng)程序大于 4K 的時(shí)候，就會(huì)通過單片機(jī)的兩只手， 自己調(diào)用外部存儲(chǔ)器，進(jìn)行存儲(chǔ)．
2 EA 接電源正極 5V 的時(shí)候，就只調(diào)用單片機(jī)的內(nèi)部存儲(chǔ)器，而不需 調(diào)用外部存儲(chǔ)器．
那我們使用的時(shí)候，為什么不常接電源負(fù)極，而接電源正極５Ｖ．使 用單片機(jī)的內(nèi)部存儲(chǔ)器呢？
你可以想想，單片機(jī)才４只手，有２只手已經(jīng)用在了存儲(chǔ)器上面，還 只有兩只手去工作，這不是浪費(fèi)資源嗎？
那我們程序大于 4K 怎么辦呢？
直接換成 8K 存儲(chǔ)器的 89C52 不就行了嗎，非常簡(jiǎn)單.
對(duì)于價(jià)格來說，差也差那幾毛錢，對(duì)你經(jīng)濟(jì)不會(huì)有太大損失的．
如果程序大于 8K 的話，就選擇 89C54，這個(gè)單片機(jī)是 16K 大小的
存儲(chǔ)器的，等等如此類推．
你的程序有多大，你看人家的公司有哪些單片機(jī)可以運(yùn)用的，直接購(gòu) 買就可以了．而不用去想擴(kuò)展什么外部存儲(chǔ)器，而浪費(fèi)單片機(jī)稀缺的 手．
所以做電路的時(shí)候，EA 永遠(yuǎn)是接電源 5V 的． 那么最后，通過上面這么詳細(xì)的知識(shí)講解，再按照下面的電路圖，你
會(huì)焊接自己的單片機(jī)最小系統(tǒng)沒呢？
我們來總結(jié)一下：
第一部分：電源組
40 腳接電源 5V，20 腳接電源負(fù)極，在單片機(jī)里面，負(fù)極也可以叫
GND 或者”地”，我們?cè)趩纹瑱C(jī)的應(yīng)用中，習(xí)慣說負(fù)極為”地”的．
第二部分：晶振組
11.0592M 晶振 Y1 與單片機(jī)的 18，19 腳并聯(lián)．
22p 電容 C2 一端接 18 腳，一端接地．
22p 電容 C3 一端接 19 腳，一端接地．
第三部分：復(fù)位組
10u 電容 C1 正極接電源 5V，C1 負(fù)極接單片機(jī)的復(fù)位腳，第 9 腳．
1K 電阻 R17 一端接單片機(jī)的復(fù)位腳，第 9 腳，一端接地．
第四部分：其它功能組
存儲(chǔ)器使用腳，31 腳 EA 接電源 5V，說明永遠(yuǎn)只使用單片機(jī)的內(nèi)部 存儲(chǔ)器．
單片機(jī)最小系統(tǒng)就是這樣搭建的了．但是搭建了最小系統(tǒng)還不行，你 還要使用它，才認(rèn)為它對(duì)我們有用途．
我們先把單片機(jī)最小系統(tǒng)擦除
就剩下單片機(jī)的四只九陰白骨爪，去發(fā)揮單片機(jī)神奇的一面．
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作者: admin 時(shí)間: 2018-9-18 01:45
好資料，51黑有你更精彩!!!
作者: 51hei團(tuán)團(tuán) 時(shí)間: 2018-9-18 01:46
這篇文章介紹得真的很詳細(xì)，適合0基礎(chǔ)的初學(xué)者學(xué)習(xí)
作者: a89588038 時(shí)間: 2018-9-18 09:17
好資料，51黑有你更精彩!!!
普及了單片機(jī)的知識(shí)，謝謝樓主~
作者: tyyhlw69 時(shí)間: 2018-9-18 10:01
謝謝樓主，真通俗
作者: muse122334 時(shí)間: 2018-9-18 10:55
很棒 學(xué)到了
作者: aing123 時(shí)間: 2018-9-18 16:13
高手！
作者: 嘀哩嘀哩 時(shí)間: 2018-11-1 08:08
謝謝樓主，非常適合我這種零基礎(chǔ)的學(xué)員，學(xué)到了好多
作者: 這是混學(xué)的游客 時(shí)間: 2019-5-24 12:58
非常詳細(xì)，特注冊(cè)賬號(hào)給樓站點(diǎn)贊
作者: 如是便是 時(shí)間: 2019-5-24 14:36
真的通俗易通，謝謝樓主了
作者: AE2 時(shí)間: 2019-7-12 15:45
通俗易懂，很不錯(cuò)。只是感覺少了點(diǎn)內(nèi)容，I/O口的介紹，最好 能加上點(diǎn)實(shí)例，那就更好了。
作者: blr 時(shí)間: 2019-11-18 16:58
很詳細(xì)
作者: qiuyuleil 時(shí)間: 2019-11-18 21:29
這篇文章介紹得真的很詳細(xì)，適合0基礎(chǔ)的初學(xué)者學(xué)習(xí)
作者: yourgranddragon 時(shí)間: 2019-12-2 23:01
厲害的
作者: 656166852 時(shí)間: 2019-12-3 10:11
謝謝分享
作者: 714199489 時(shí)間: 2019-12-7 00:49
感謝，解釋的很好
作者: TL1537 時(shí)間: 2019-12-9 10:36
真的很好，通俗易懂。
作者: dspmomo 時(shí)間: 2020-1-5 02:17
很好的解說
作者: Enid56 時(shí)間: 2020-3-2 09:03
講的很好理解！！！
作者: martinpda 時(shí)間: 2020-3-2 11:02
簡(jiǎn)潔。
作者: luozhixian7899 時(shí)間: 2020-3-15 17:52
很生動(dòng)的描述，感謝講解
作者: 13466628313 時(shí)間: 2020-3-17 09:19
真是通俗易懂，厲害
作者: 鳳的情緒 時(shí)間: 2020-3-20 18:27
棒棒的 有實(shí)物例圖更棒
作者: 8imi8 時(shí)間: 2020-4-18 07:47
感謝分享！！！！
作者: xing1170 時(shí)間: 2020-4-18 17:11
好資料，51黑有你更精彩!!!
作者: BG6TUI 時(shí)間: 2020-11-13 16:13
通俗易懂，贊一個(gè)。
作者: huangjingjie 時(shí)間: 2020-11-14 08:54
通俗易懂。受教了。
作者: yjlly 時(shí)間: 2020-12-23 15:45
初學(xué)者的福音，謝謝分享
作者: windwong 時(shí)間: 2021-1-26 13:25
老實(shí)説，相對(duì)一些講解單片機(jī)的書籍，這裡得到的資訊會(huì)更易明白！
作者: Aprotect 時(shí)間: 2021-1-26 15:16
真的通俗易通，謝謝樓主了
作者: smiless 時(shí)間: 2021-3-18 08:17
非常感謝，正是我這樣的初學(xué)者需要的。
作者: 1037789318 時(shí)間: 2021-3-18 15:15
好資料，值得看看
作者: newman939 時(shí)間: 2021-3-19 13:36
寫得很詳細(xì)，對(duì)初學(xué)者有很大幫助！
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