单片机最小系统的设计.ppt

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1、贵州大学电子综合应用课程设计单片机最小系统的应用设计一、单片机最小系统1、单片机最小系统设计单片机里虽然集成了很多电路，但仍然不能独立运行，必须要外连一些电路，才能使单片机运行起来。这种能使单片机工作的最简电路，我们叫做单片机最小系统。常见的单片机最小系统电路图如下所示：图有40个引脚的就是AT89S52单片机，它的核心是MCS-51单片机，我们配套的电路板使用的是更为高端的STC89C52RC单片机，同样兼容MCS-51的指令集，并包含更丰富的存储器资源及片上外设资源。如果有特殊的需求，也可以选择其他的单片机进行构成。单片机的时钟电路如下图晶振并不能独立的使用，必须配合合适的负载电

2、容，否则会产生频率偏差，或者是使晶振不能工作。负载电容的选择可以根据单片机的技术文档上的说明来选择。对于51单片机一般选择不大于40pF的瓷片电容。51单片机的复位电路，如下图：下图是一个经典的双复位电路，即可实现上电自复位和手动复位。复位引脚当有连续两个以上机器周期（2us以上）的高电平时，这个单片机就会复位。而我们的电路设计是，电容充电的瞬间，是导通，在这个瞬间，电流通过电容器，然后向电阻方向放电，此时，电容的“-”端就能有一个很高的电势，在高于3V的情况下，均可认为是高电平。而电容的充电是有时间的，当选择合适的电容，其充电时间会大于2us，这时，复位的条件就成立了。当然，我们为

3、了能够更稳定的复位，我们常常会把单片机的复位引脚的高电平时间控制得更长一点，通常会达到ms级别，这时图中的电容容量为uF级别，电阻阻值为10K级别。在单片机的引脚定义中，EA是访问外部存储器使能端，即当“EA”引脚为低电平时，就直接访问外部存储器。当EA引脚为高电平时，访问内部存储器，当要访问的存储器地址，超出内部存储器的地址范围时，自动会访问外部存储器相应的地址。该电路是将单片机的31引脚EA上接到电源VCC端。我们现在使用的单片机，大部分是有内部存储器的，例如AT89S52、STC89C52RC均带有8KB的片内程序存储器。为了不浪费这些存储空间，我们就将EA引脚直接接高电平，这

4、样单片机会首先运行内部存储器的程序。对8031单片机，该单片机也是基于8051单片机内核的，不过，在设计这种单片机时，是没有将存储器集成在单片机里边的，需要外置存储器，这时，这必须将EA引脚接地，否则，该单片机没办法工作。单片机的电源我们使用的51单片机需要在+5V的直流电的坏境下，才能够稳定的工作（并不是所有的单片机都是工作在+5V，有的低电压单片机的工作电压为3.3V，有的甚至更低）。而在直流电源中，一般会有正电源和地两根线。单片机的接+5V的引脚为40引脚VCC，而接地引脚为20引脚GND。二、单片机系统的基本外设键盘电路术语解释：前向通道后向通道在单片机系统中，前向通道就是

5、指信号的输入通道，例如人机接口的键盘、传感器信号输入、模数转换器等等；后向通道指系统的输出信号通道，例如控制继电器的输出，LED的亮灭，液晶屏的显示、数码管的显示、电机的控制、数模转换器的输出等等；前向通道以及后向通道是近年来电子技术界的专业名词，较早期的教材资料中也称输入、输出通道键盘输入电路如上图，K2-K17构成了一个标准的4x4矩阵键盘这里还有一个巧妙的设计，就是将最左一行按键的列公共端通过跳线JP7与GND或COL1连接。这样的话，当用跳线帽将JP7的2、3脚端接时，该电路形成一个完整的4x4矩阵键盘。当用跳线帽将JP7的1、2脚短路时，K2、K6、K10、K14构成一个4

6、位独立键盘。为什么使用矩阵键盘？在键盘中按键数量较多时，为了减少I/O口的占用，通常将按键排列成矩阵形式，在矩阵键盘中每条水平线和垂直线在交叉处不直接相连，而是通过一个按键相连接，这样在由N条水平线和M条垂直线最多可以有N*M个按键，大大的减少了对于芯片I/O的占用。键盘矩阵的按键识别方法方法一行扫描法（假设键盘接在P1口）1、判断键盘中有无键按下将全部行线P1.4-P1.7置低电平，当然P1.0-P1.3为高电平（或许芯片内部已经将这些引脚它上拉），然后检测列线的状态。只要有一列的电平为低，则表示键盘中有键被按下，而且闭合的键位于低电平线与4根行线相交叉的4个按键之中。若所有列线均

7、为高电平，则键盘中无键按下。2、判断闭合键所在的位置在确认有键按下后，即可进入确定具体闭合键的过程。其方法是：依次将行线置为低电平，即在置某根行线为低电平时，其它线为高电平。在确定某根行线位置为低电平后，再逐行检测各列线的电平状态。若某列为低，则该列线与置为低电平的行线交叉处的按键就是闭合的按键。方法二反转法（假设键盘接在P1口）先从P1口的高四位输出低电平，低四位输出高电平，从P1口的低四位读取键盘状态。再从P1口的低四位输出低电平，高四位输出高电平，从