动动手,做一个单片机最小系统初学者福利
本文详细讲解单片机最小系统原理、设计和制作过程以及程序下载方法,单片机入门全在这里了。赶快按照本文方法,自己动手做一个单片机最小系统吧!(同时别忘了把文章分享给小伙伴们)
单片机最小系统设计
单片机最小系统,是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统,是单片机可以正常工作的最简单电路。下面以全宇宙最火的51单片机(高等院校、高职高专大量电类专业小鲜肉都靠这个入门呢)为例,做一个单片机的最小系统,包括电源电路、时钟电路、复位电路和程序存储器选择电路。先来围观一下单片机引脚吧。
引脚太多太乱,记不住,怎么办?表担心,记住下面两幅图就OK了。电源电路
引脚VCC(引脚40)接+5V电源,引脚GND(引脚20)接地线。为提高电路的抗干扰能力,可选择一个0.1μF(器件标注为)的瓷片电容器和一个10μF的电解电容器跨接在引脚VCC和接电线之间。
时钟电路
系统时钟是一切微处理器内部电路工作的基础,STC89C52单片机的时钟频率范围为0~33MHz。单片机内部有一个可以构成振荡器的放大电路。在这个放大电路的对外引脚XTAL2(引脚18)和XTAL1(引脚19)接上晶振和电容器就可以构成单片机的时钟电路。常用的时钟电路有内部振荡方式和外部振荡方式,电路如图所示。
时钟电路由晶振CYS和电容C1与C2组成。单片机的时钟频率取决于晶振CYS的频率。电容器C1与C2的取值范围为30~50pF。时钟电路采用晶振的目的是提高时钟频率的稳定性。51单片机最小系统晶振CYS可以采用12MHz、11.MHz、6MHz等,在正常工作的情况下可以采用更高频率的晶振,51单片机最小系统晶振的振荡频率直接影响单片机的处理速度,频率越大,处理速度越快。也可使用外部时钟脉冲产生电路,但很少这样用。
复位电路
如果51单片机的引脚RST(引脚9)保持24个时钟周期的高电平,单片机就可以完成复位。通常为了保证系统可靠复位,复位电路应使引脚RST保持10ms以上的高电平。只要引脚RST保持高电平,单片机就可以循环复位。当引脚RST从高电平变为低电平时,单片机退出复位状态,从程序空间的H地址开始取指令并执行用户程序。常用的复位电路有上电自动复位和手动复位方式,电路如图所示。
复位电路由电容串联电阻构成,由于“电容电压不能突变”的性质,可以知道,当系统一上电,RST脚将会出现高电平,并且这个高电平持续的时间由电路的RC值来决定。典型的51单片机当RST脚的高电平持续两个机器周期以上就将复位,所以适当组合RC的取值就可以保证可靠的复位。一般推荐C取10μF,R取10kΩ。当然也有其他取法的,原则就是要让RC组合可以在RST脚上产生不少于2个机周期的高电平。
程序存储器选择电路
51单片机兼容芯片具有多种容量的内部程序存储器的型号,因此在使用中通常不需要在扩展外部程序存储器,这样在单片机应用电路中引脚EA(引脚31)可以总是接高电平,单片机在复位后从内部ROM的H开始执行。
最小系统电路
单片机最小系统电路如图所示,赶快和这张图混个脸熟吧。
单片机最小系统制作
准备工作
所需器件1单片机最小系统所需器件:STC89C52单片机、1kΩ电阻、10kΩ电阻(2只)、10μF电解电容、30pF电容(2只)、12MHz晶振、按键开关、洞洞板、排针。
所需工具:电烙铁、万用表。
注意事项2注意事项:·单片机缺口标记的左上方为1号引脚,逆时针排列为1~40引脚;
·电阻的大小按照色环标记区分(色环电阻识别方法可参考;
·电解电容要注意正负极不要反接;
·所有器件要看清位置再焊接;
·注意按键开关的引脚四个引脚之间的开闭关系:
开始制作
1.准备好万用板和IC插座-40P
2.开始焊接,注意焊点焊锡不要太多。
3.焊接完成,注意单个焊点焊接时间不要过长,2-4秒为宜。
4.将晶振放置于IC插座内,并与16、18号脚平齐,离板面一两毫米。
5.将瓷片电容放至于板上,与晶振两脚平齐,注意靠晶振的一面不要和晶振外壳接触。焊接好的瓷片电容,将瓷片电容的另外两脚相连,连接至IC插座的40管脚。
6.将瓷复位电路里的电阻和电解电容放置于IC插座内,注意电解电容的极性,负极和插座的9脚平齐。焊接好的复位电路,将电解电容的负极和9脚还有电阻相连,电阻的另一脚和地线相连(即40脚)。
7.使用片内存储器,将单片机的EA接VCC即31脚和40脚相连。在单片机两边放置好单排插针,方便扩展。
8.焊接好的单排插针。在单片机的P1.0口,接上电阻和发光二极管,注意LED的阴极连单片机的管脚。
9.放置好复位按键并焊接。
10.插上单片机的最小系统实物如图所示。
程序下载方法
单片机程序的下载系列单片机都可以使用串口下载程序,即ISP下载。串口分为电脑的串口和单片机的串口。每个单片机都有串口,外部表现为2个引脚,即RXD和TXD。以前,每个电脑上都有串口,现在,家用型电脑已经不配置串口,只有工控电脑还带有串口。但是,电脑不带串口并不会影响下载程序,你不必非要买一个带有串口的电脑。因为现在市面上,有一种线,叫做“USB转串口线”,它可以把你电脑的USB口变成串口,和以前电脑上的串口外表和功能一模一样。DB9串口
DB9串口头一共9个引脚,其中两个是RXD和TXD,需要注意的是,这里的RXDTXD不能直接和单片机的RXDTXD连接。因为电脑串口的高低电平是+15V和-15V,而单片机的高低电平是5V和0V,也就是电平不匹配。如果要在两者之间实现通信,就要用到电平匹配芯片max或者sp。芯片上面有分别连接单片机和电脑串口的RXD和TXD,它起到一个中介的作用。单片机----芯片----电脑串口,这样就可以下载程序了!
串口板下载
除了上面的方法,还有一种现在最为流行的也是应用非常广泛的下载接法。那就是利用USB转TTL芯片。TTL可以暂时理解为单片机电平,这种芯片可以直接将电脑串口转换成和单片机连接的RXD、TXD信号。例如:PL、CH、CP等。其中CH为国产芯片,是在国内应用最广泛的USB转TTL芯片。使用CH芯片的USB转串口程序下载板如下图所示。
USB转串口下载板驱动程序的安装
STC单片机程序下载软件STC-ISP
程序下载过程
单片机下载连线
程序下载成功
至此,将单灯点亮程序下载到单片机中,单片机最小系统通电运行,LED灯点亮,表示最小系统运行正常。
本文讲了最小系统原理、设计和制作、程序下载方法,单片机入门全在这里了。赶快按照本文方法,自己动手做一个单片机最小系统吧!(同时别忘了把文章分享给小伙伴们)
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