51单片机最小系统原理

核心提示我是一名单片机工程师,下面的讲解你参考一下..51单片机共有40只引脚.下面这个就是最小系统原理图,就是靠这四个部分,这个单片机就可以运行起来了.(看下面的数字标记,1234)..我们来一,一讲解一下:1 第一部分:电源组(标记为1的部分)

我是一名单片机工程师,下面的讲解你参考一下.

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51单片机共有40只引脚.下面这个就是最小系统原理图,就是靠这四个部分,这个单片机就可以运行起来了.(看下面的数字标记,1234)

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我们来一,一讲解一下:

1 第一部分:电源组(标记为1的部分)

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40脚接电源5V(右上角),

20脚接电源负极(左下角),

在单片机里面,负极也可以叫GND或者”地”,

我们在单片机的应用中,习惯说负极为”地”,上面GND就是英文ground的缩写,翻译过来就是”地”的意思.

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2 第二部分:晶振组(标记为2的部分)

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11.0592M晶振Y1与单片机的18,19脚并联,因为这两只脚,就是晶振的工作引脚.

22p电容C2一端接18脚,一端接地.

22p电容C3一端接19脚,一端接地.

这两个电容,我们在10~30P之间选择都是可以的,主要作用是,过滤掉晶振部分的高频信号,让晶振工作的时候更加稳定.

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3 第三部分:复位组(标记为3的部分)

10u电容C1正极接电源5V,C1负极接单片机的复位脚,第9脚.

1K电阻R17一端接单片机的复位脚,第9脚,一端接地.

就是通过这个10u和1k,就可以让单片机一开始供电时候,单片机自动复位,从零开始执行程序,这个就是复位的概念.

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4 第四部分:其它功能组(标记为4的部分)

这个脚是存储器使用选择脚,当这个脚接”地”时,那么就是告诉单片机,选择使用外部存储器,当这个脚接”5V”时,说明单片机使用内部存储器.

如果选择外部的存储器,太浪费单片机仅有的资源,所以这一脚永远接电源5V(如上图所示),使用单片机的内部存储器.

5 如果内部存储器不够容量,最多选择更高级的容量,就可以解决容量不够的问题了,就是这么简单

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一天入门51单片机:点我学习

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我是岁月哥,愿你学习愉快!

为什么51单片机不把晶振电路里面的电容内置

标准51内核内部是没有RC震荡电路的。

而且RC震荡电路受电源电压和环境温度影响比较大,在者芯片内部的RC也只是控制在一个范围内比如4~8MHZ,而且误差很大,这个可能正好是 在8MHZ,换一个可能就4.3MHZ了,都在他的误差以内,但你的芯片你自己都不知道当前运行在什么频率,就算最常用的延时程序,每换个芯片你都要去调一次延时程序岂不很麻烦。

另外就是做串口通讯程序中,51的晶振频率标准是11.0592MHZ,内部很难做出来。频率不对通讯肯定也不正常了,所以没人愿意冒这个险,当然你用在一些对频率误差要求不高的,比如做个流水灯这样的,多亮会或多灭会无所谓的地方,或者没有严格的时序要求的地方,还是可以的

如果说晶振旁的电容为C1,C2那CI,C2这两个电容就叫晶振的负载电容,分别接在晶振的两个脚上和对地的电容,一般在几十皮法。它会影响到晶振的谐振频率和输出幅度,一般订购晶振时候供货方会问你负载电容是多少。

晶振的负载电容=[(Cd*Cg)/(Cd+Cg)]+Cic+△C 式中Cd,Cg为分别接在晶振的两个脚上和对地的电容,Cic(集成电路内部电容)+△C(PCB上电容)经验值为3至5pf。

因此,晶振的数据表中规定12pF的有效负载电容要求在每个引脚XIN 与 XOUT上具有22pF(2 * 12pF = 24pF = 22pF + 2pF 寄生电容,定值贴片电容没有24pf,只有22pf)。

两边电容为Cg,Cd,负载电容为Cl,? cl=cg*cd/(cg+cd)+a ,a= Cic+△C(a的经验值是3.5-13.5pf) 就是说负载电容15pf的话,两边两个接27pf(定值贴片电容只有27pf,没有30pf)的差不多了,各种逻辑芯片的晶振引脚可以等效为电容三点式振荡器。晶振引脚的内部通常是一个反相器, 或者是奇数个反相器串联。

在晶振输出引脚XO 和晶振输入引脚 XI 之间用一个电阻连接, 对于 CMOS 芯片通常是数 M 到数十M 欧之间. 很多芯片的引脚内部已经包含了这个电阻, 引脚外部就不用接了。

这个电阻是为了使反相器在振荡初始时处于线性状态, 反相器就如同一个有很大增益的放大器, 以便于起振. 石英晶体也连接在晶振引脚的输入和输出之间, 等效为一个并联谐振回路, 振荡频率应该是石英晶体的并联谐振频率. 晶体旁边的两个电容接地, 实际上就是电容三点式电路的分压电容, 接地点就是分压点. 以接地点即分压点为参考点, 振荡引脚的输入和输出是反相的, 但从并联谐振回路即石英晶体两端来看, 形成一个正反馈以保证电路持续振荡. 在芯片设计时, 这两个电容就已经形成了, 一般是两个的容量相等, 容量大小依工艺和版图而不同, 但终归是比较小, 不一定适合很宽的频率范围. 外接时大约是数 PF 到数十 PF, 依频率和石英晶体的特性而定. 需要注意的是: 这两个电容串联的值是并联在谐振回路上的, 会影响振荡频率. 当两个电容量相等时, 反馈系数是 0.5, 一般是可以满足振荡条件的, 但如果不易起振或振荡不稳定可以减小输入端对地电容量, 而增加输出端的值以提高反馈量. . 一般芯片的 Data sheet 上会有说明。

另:

1.匹配电容-----负载电容是指晶振要正常震荡所需要的电容。一般外接电容,是为了使晶振两端的等效电容等于或接近负载电容。要求高的场合还要考虑ic输入端的对地电容。一般晶振两端所接电容是所要求的负载电容的两倍。这样并联起来就接近负载电容了。

2.负载电容是指在电路中跨接晶体两端的总的外界有效电容。他是一个测试条件,也是一个使用条件。应用时一般在给出负载电容值附近

调整可以得到精确频率。此电容的大小主要影响负载谐振频率和等效负载谐振电阻。

3.一般情况下,增大负载电容会使振荡频率下降,而减小负载电容会使振荡频率升高

4.负载电容是指晶振的两条引线连接IC块内部及外部所有有效电容之和,可看作晶振片在电路中串接电容。负载频率不同决定振荡器的

振荡频率不同。标称频率相同的晶振,负载电容不一定相同。因为石英晶体振荡器有两个谐振频率,一个是串联揩振晶振的低负载电容晶振:另一个为并联揩振晶振的高负载电容晶振。所以,标称频率相同的晶振互换时还必须要求负载电容一至,不能冒然互换,否则会造成电器工作不正常。

由于电容会造成震荡不稳定 , 而且一般单片机的震荡频率会差很多 , 因此把这个电容做到 IC 里面就会限制单片机运行的速度.

 
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