51單片機(jī)最小系統(tǒng)
本文內(nèi)容以中心網(wǎng)站發(fā)布的“單片機(jī)最小系統(tǒng)圖片”為例進(jìn)行講解。1、為什么要講單片機(jī)最小系統(tǒng)
圖1 （51芯片＋晶振＋復(fù)位）＝最小系統(tǒng)
因?yàn)閱纹瑱C(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，以單片機(jī)為核心的電路千奇百怪，而
單片機(jī)最小系統(tǒng)是最基本的、也是小的不能再省略掉任何部分的系統(tǒng)了。盡管這樣小了，但只要掌握它，就能設(shè)計(jì)出豐富多彩的電路來(lái)。
2、什么是單片機(jī)最小系統(tǒng)
很簡(jiǎn)單，單片機(jī)最小系統(tǒng)就是一塊單片機(jī)芯片＋晶振電路＋復(fù)位電路，如圖1所示：（注：早期的單片機(jī)最小系統(tǒng)由于單片機(jī)芯片內(nèi)部沒(méi)有ROM，需外擴(kuò)程序存儲(chǔ)器，故還有地址鎖存器74HC373和存儲(chǔ)器62256，以及地址譯碼器74HC138等）。
3、實(shí)際的單片機(jī)最小系統(tǒng)電路
以上單片機(jī)電路當(dāng)然可以工作了，只是用起來(lái)不太方便，缺乏輸出指示電路和簡(jiǎn)單輸入電路，所以，一般的單片機(jī)最小系統(tǒng)都再配置一些附屬電路，如將單片機(jī)I/O引腳引出的插排（以備以后電路擴(kuò)展之需）、發(fā)光二極管、數(shù)碼管、按鍵等電路，這樣，該最小系統(tǒng)就“五臟具全”了，在它上面，可做不少的基本實(shí)驗(yàn)，以迅速提高編程能力，同時(shí)，它也是一個(gè)“工作母機(jī)”，為以后的電路擴(kuò)展、開(kāi)發(fā)等創(chuàng)造了條件。
4、單片機(jī)最小系統(tǒng)各電路簡(jiǎn)介
圖2 51單片機(jī)I/O引腳引出插排和上拉電阻排
圖2的J1為單片機(jī)P1口和P3口的引出插排，J2為單片機(jī)P0口和P2口的引出插排（J1和J2是以后用單片機(jī)控制其它電路時(shí)的必經(jīng)之路，尤其是電子大賽時(shí)更離不開(kāi)它）；RP0～RP3分別為4個(gè)口的上拉電阻排；JMP4為跳線插排，默認(rèn)是1、2腳短接，程序從芯片內(nèi)部的ROM里讀取，若以后外擴(kuò)ROM及想從外部的ROM執(zhí)行程序的話，就將短路帽短路2、3腳即可。P1和P3口接的16只發(fā)光二極管，除配合RP1和RP3起上拉作用外，還可做發(fā)光管實(shí)驗(yàn)（如流水燈實(shí)驗(yàn)）。
圖3為最小系統(tǒng)的輸出指示電路，主要由兩部份組成：數(shù)碼管顯示電路和發(fā)光管顯示電路，以后絕大部分實(shí)驗(yàn)的結(jié)果都將會(huì)由它們顯示出來(lái)，供你判斷正確與否。
圖3 輸出指示電路（數(shù)碼管和發(fā)光二極管顯示電路）
由圖3可看出，該電路用到了單片機(jī)的P0口和P2口，P0口經(jīng)芯片U4（74LS244）驅(qū)動(dòng)后送發(fā)光管的陽(yáng)極和數(shù)碼管的段選口，JMP3跳線插排的默認(rèn)位置是2、3腳短接，U4使能；若將1、2腳短接，則U4不使能；P2口通過(guò)8只PNP型三極管與數(shù)碼管的位選口相連，加大拉電流的能力（數(shù)碼管是共陰極的，型號(hào)是TOF－3461AH）；跳線JMP2可選擇接地，1、2腳短接則將8只三極管的集電極接地，可做數(shù)碼管實(shí)驗(yàn)，2、3腳短接則將發(fā)光管的陰極接地，可做發(fā)光管的實(shí)驗(yàn)。當(dāng)然，若U4不使能，發(fā)光管和數(shù)碼管都不會(huì)顯示。
圖4為按鍵輸入電路，占用單片機(jī)的8根I/O線（P1.0～P1.3、P3.0～P3.3），組成一個(gè)4×4的按鍵矩陣，為以后向單片機(jī)輸入數(shù)據(jù)或命令提供了方便。大家也可看出，圖3的輸出指示電路和圖4的按鍵輸入電路都較為簡(jiǎn)單，這正是單片機(jī)的特點(diǎn)，和微型機(jī)豐富的輸入輸出器件形成對(duì)照。
大家在以后的學(xué)習(xí)中會(huì)體會(huì)到，通過(guò)對(duì)各位按鍵的不同定義、以及采用靈活的編程技術(shù)，可以向單片機(jī)輸入多種多樣的信息，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話。
圖4 按鍵電路
為了以后學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單按鍵輸入技術(shù)以及外部中斷擴(kuò)展技術(shù)的方便，在本最小系統(tǒng)里另外設(shè)計(jì)了4個(gè)按鍵，如圖5所示，若短路JMP1的1、2腳，可擴(kuò)展外部中斷；若斷開(kāi)1、2腳，可做簡(jiǎn)單按鍵輸入的實(shí)驗(yàn)。
圖5 簡(jiǎn)單按鍵輸入及外部中斷擴(kuò)展
下邊說(shuō)一說(shuō)本最小系統(tǒng)的電源電路，還是別具一格的，如圖6所示。大家可看出，跳線排插JMP0是輸入電源選擇的必經(jīng)之地，為方便大家做實(shí)驗(yàn)，當(dāng)坐在計(jì)算機(jī)跟前時(shí)，可用USB連接線直接從電腦取5V直流電，這時(shí)只需將短路帽短路2、3腳，這也是以后大家做實(shí)驗(yàn)時(shí)主要的取電方法；也可另外用大于5V、小于12V的交、直流電源從電源插座JZ1輸入電源，當(dāng)然短路帽此時(shí)需短路1、2腳。
圖6 電源電路
以上就是單片機(jī)實(shí)際的最小系統(tǒng)了，在這個(gè)最小系統(tǒng)上，單片機(jī)的學(xué)習(xí)可以起步，大家可以積累起豐富的編程經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)你不滿足這個(gè)最小系統(tǒng)時(shí)，恭喜你，你已經(jīng)可以算初級(jí)工程師啦，當(dāng)然，單片機(jī)這門課的考試，你已經(jīng)不在話下了。剩下的事情就是用這套最小系統(tǒng)，開(kāi)始考慮怎樣開(kāi)發(fā)各種各樣的實(shí)用電路的問(wèn)題。
也許同學(xué)們已經(jīng)注意到，我們給大家提供的這套最小系統(tǒng)電路板里，還有一些電路沒(méi)給大家介紹，如由集成電路芯片U3（MAX3232）構(gòu)成的通訊電路，由芯片U4（PCF8563T）和U5（24LC00）構(gòu)成的I2C串行通信電路等（如圖7和圖8所示），這些嚴(yán)格說(shuō)已不屬于最小系統(tǒng)了，只是想盡可能多的把一些非常實(shí)用的電路放進(jìn)來(lái)，方便大家的學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)。很遺憾，我們?nèi)詿o(wú)法、也不允許把另外的許多電路容納進(jìn)來(lái)，如存儲(chǔ)器電路、D/A、A/D轉(zhuǎn)換電路、LCD液晶顯示電路、LED矩陣顯示電路、直流電機(jī)電路、步進(jìn)電機(jī)電路、看門狗電路等，好在我們實(shí)驗(yàn)室有專門的實(shí)驗(yàn)箱，等大家入門后，這些專門的實(shí)驗(yàn)可在實(shí)驗(yàn)箱里做。補(bǔ)充說(shuō)一句，U3構(gòu)成的通訊電路，除可以做單片機(jī)和PC機(jī)的通訊實(shí)驗(yàn)外，也是我們以后做實(shí)驗(yàn)下載程序到單片機(jī)的重要通道（除用燒片機(jī)下載程序外）。
圖7 單片機(jī)串口通訊電路
圖8 I2C及蜂鳴器電路
編輯：admin 最后修改時(shí)間：2018-05-08
