51单片机第一章

51单片机最小系统普中51-实验板单片机最小系统就是让单片机能够独立运行的最基本电路组合也是学习单片机最基础的东西因此我们学习的第一章从熟悉最小系统开始后续章节在最小系统的基础上不断累加循序渐进。一.最小系统电路图以实验板原件参数抽象而来二. 最小系统电路分析1晶振电路单片机晶振电路是为单片机提供稳定时钟信号的核心电路决定系统运行速度与时序精度晶振电路如同人类的心脏是整个单片机运行的核心。① 晶振 Y211.0592MHz作用这是整个电路的 “心跳”利用石英晶体的压电效应产生稳定的 11.0592MHz 频率信号作为单片机的系统时钟源。选型特点选择 11.0592MHz 这个特殊频率是为了让单片机在产生 UART 串口波特率时能做到精确无误差避免通信数据出错。注如果选错会导致以下后果系统时序错乱单片机的指令执行速度、定时器 / 计数器的溢出时间都会按比例改变 导致所有依赖时间的功能如延时、PWM都不准确。串口通信失败如果频率不是 11.0592MHz串口波特率会产生严重偏差导致数据收发乱码或完全无法通信。外设工作异常I2C、SPI 等外设的通信速率也会出错可能导致与外无法握手或数据损坏设② 负载电容 C12、C1333pF作用这两个 33pF 的电容是晶振的负载电容与晶振共同构成谐振回路确保晶振在标称频率下稳定起振。选型特点图中 C12 和 C13 值相同是最常见的对称配置。它们的等效值需要与晶振数据手册上的 “负载电容 CL” 相匹配。注如果选错会导致以下后频率偏移电容值与晶振要求不匹配会导致实际输出频率偏离标称值产生频率误差。不起振或停振电容值过大会增加电路负载导致单片机上电后晶振无法起振或在运行中因温度、电压变化而停振。稳定性差电容值过小会使振荡回路 Q 值降低抗干扰能力变弱容易受到电磁干扰而产生频率抖动。③ 单片机引脚XTAL1、XTAL2作用XTAL1引脚 19晶振输入引脚连接到单片机内部反相放大器的输入端。XTAL2引脚 18晶振输出引脚连接到内部反相放大器的输出端。这两个引脚与外部的 Y2、C12、C13 共同构成了完整的皮尔斯振荡电路。2复位电路在上电瞬间或手动按下复位键时让单片机从一个已知的初始状态开始运行。它会将程序计数器PC置零清空寄存器使单片机重新执行程序的第一条指令避免因上电时的不稳定状态导致程序跑飞或进入未知状态。RSTK1复位按键作用手动复位按钮。按下时将 RST 引脚直接拉到 VCC高电平触发复位松开后电路恢复到上电复位状态。C1410μF 电解电容作用上电复位的核心元件。上电瞬间电容两端电压不能突变RST 引脚会被短暂拉高产生复位信号随后电容通过电阻 R9 放电RST 引脚电平逐渐降低单片机退出复位状态开始运行。R910kΩ 电阻作用放电电阻。为电容 C14 提供放电回路控制复位信号的持续时间同时在按键松开后将 RST 引脚拉回低电平使单片机正常工作。RST 引脚作用单片机的复位输入引脚。当该引脚接收到足够时长的高电平信号时单片机执行复位操作。3电源电路电源电路我们这儿不做过多解释因为实验板使用一般都是USB供电我们在下载电路时详细描述。4下载电路这是一个基于CH340G芯片设计的USB 转 TTL 串口下载模块核心功能是实现电脑 USB 接口与单片机 TTL 电平串口之间的通信完成程序下载与数据调试。下载程序时电脑→USB 接口D、D-→CH340G转换为 TTL 电平→TXD-U 引脚→单片机 RXD 引脚程序数据传入。单片机反馈时单片机 TXD 引脚→RXD-U 引脚→CH340G转换为 USB 信号→USB 接口→电脑状态信息回传。供电流程电脑 USB→5V→POWER1(电源开关)→VCC这里我为什么要将电源模块也截图到一起了因为在下载电路POWER 右边标有DIN5VDIN5V是给AMS117供电AMS117是个电压转换模块它把USB5V供电转换成3.33V电压供实验板外设使用。同时P3端子跳线帽拔掉可做5V/3.3V电源使用。图中P5端子可以做USB转串口使用。下载电路上的RQ1,Q5等所在电路是普中为他们烧录软件设计的与最小系统无关。P5/P3端子如图标注所示