单片机最小系统.ppt

单片机最小系统单片机最小系统1精选精选用最少的元件组成以单片机为核心元件的可以正常工作并具有特定功能的单片机系统。让单片机能正常工作并发挥其功能时所必须的组成部分。指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统。要让单片机里面的程序运行，需要的最小配置。用最少的元件让单片机运行起来的电路。能够正常运行的单片机最小组成。单片机可以工作的最低硬件配置。2精选精选什么是单片机？单片机一般用在哪里？单片机有什么功能？单片机有哪些引脚？单片机有哪几种工作方式？单片机最小系统包含哪些基本电路？3精选精选 微型计算机通常由五部分组成:输入设备输出设备控制器存储器 微型计算机（Microcomputer）如果把运算器与控制器封装在一小块芯片上，则称该芯片为：微处理器（Micro Processing Unit，MPU）中央处理器（Central Processing Unit，CPU）运算器4精选精选微型计算机可以分为3种应用形态：多板机（系统机）单板机单片机1、多板机（系统机）5精选精选多板机多板机 主板显卡显卡声卡声卡存储器接口存储器接口网卡网卡输入输出接口输入输出接口内存条内存条通用计算机通常由多块印刷电路板制成：6精选精选CPU芯片芯片内存条内存条存储器接口存储器接口存储器芯片存储器芯片输入输出接口输入输出接口输入输出接口输入输出接口芯片芯片定时计数器定时计数器芯片芯片A/D、D/A芯片芯片单板机 印印 刷刷 电电 路路 板板2、单板机7精选精选 单单 硅硅 晶晶 片片 CPU存储器存储器控制电路控制电路定时器定时器时钟电路时钟电路I/O口口单片机3、单片机单片机有体积小、功耗低、价格低、控制功能强、性能价格比高、易于推广应用等显著优点。一块芯片就成了一台计算机 8精选精选组成：性能:价格:9精选精选单芯片微型计算机单芯片微型计算机（Single Chip Microcomputer）微控制器（MicrocontrollerUnit）在在一块一块硅片上集成了中央处理器（硅片上集成了中央处理器（CPUCPU）、存储器）、存储器（随机存储器RAM，程序存储器ROM、EPROM、E2PROM或Flash Memory）、输入、输入/输出接口输出接口（并行I/O接口、串行接口）、定时/计数器和中断控制器等部件等部件（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、A/D转换器等电路）而构成的微型计算机系统。而构成的微型计算机系统。10精选精选单片机诞生至今已有40多年的历史。1971年，Intel公司研制第一块4位微处理器芯片Intel4004。1974年，美国Fairchild（仙童）公司研制出单片微型计算机F8。1975年，美国德州仪器公司的第一个单片机TMS-1000问世。1976年，Intel公司推出了MCS-48单片机。根据CPU处理的数据的宽度：4位单片机 8位单片机 16位单片机 32位单片机 64位单片机11精选精选4位单片机每次可并行运算或传送4位二进制数据。至今仍有一定市场需求。主要用于家用电器、电子玩具等。目前主要产品：美国国家半导体公司（NationalSemiconductor）的COP402系列。日本电气公司（NEC）的Mpd75xx系列。美国洛尔威克（Rockwell）的PPS/1系列。日本松下公司（MN1400）系列。富士通公司的MB88系列。12精选精选8位单片机是目前应用最广泛的单片机。用于工业控制、智能接口、仪器仪表等各个领域。1980年，美国Intel公司推出MCS-51系列单片机。MCS-51系列及其兼容机型 ATMEL公司融入Flash存储器技术的AT89系列 Philips公司的80C51、80C552系列 华邦公司的W78C51、W77C51高速低价系列 ADI公司的ADC8xx高精度ADC系列 LG公司的GMS90/97低压高速系列 Maxim公司的DS89C420高速（50MIPS）系列 Cygnal公司的C8051F系列高速SOC单片机13精选精选1、STC单片机STC系列单片机是深圳宏晶公司生产的产品。采用8051的内核。加密性强，很难解密或破解超强抗干扰超低功耗在系统可编程，无需编程器，可远程升级STC单片机直接替换ATMEL,PHILIPS,Winbond等产品14精选精选2、AT89系列单片机AT89系列单片机是美国ATMEL公司的8位Flash ROM单片机产品，它以MCS-51为内核，与MCS-51系列单片机软硬件兼容。15精选精选3、AVR单片机1997年,由ATMEL公司挪威设计中心的A先生与V先生利用ATMEL公司的Flash新技术,共同研发出RISC精简指令集的高速8位单片机，简称AVR。简便易学，费用低廉高速、低耗、保密I/O口功能强,具有A/D转换等电路有功能强大的定时器/计数器及通讯接口常用型号有：atmega48、atmega8、atmega16、atmega169P16精选精选4、C8051F系列高速SOC单片机美国Cygnal（2003年被Silicon Labs公司收购）的C8051F单片机以51为内核并在芯片上扩展了AD、DA、PWM、CAN、USB等实用的附加功能。具有与8051兼容的微控制器内核，与MCS-51指令集完全兼容。17精选精选16位单片机 Intel的MCS-96系列16位单片机 Microchip的PIC系列RISC单片机 TI的MSP430F系列16位低功耗单片机 AtXmega系列的单片机 18精选精选1、Microchip公司的PIC 16位单片机基本级系列：该级产品的特点是低价位，如PIC16C5X，适用于各种对成本要求严格的家电产品选用。中级系列：该级产品其性能很高，如内部带有A/D变换器、E2PROM数据存储器、比较器输出、PWM输出、I2C和SPI等接口，适用于各种高、中和低档的电子产品的设计中。高级系列：该系列产品的特点是速度快，所以适用于高速数字运算的应用场合中。具有丰富的I/O控制功能，并可外接扩展EPROM和RAM，很适用于高、中档的电子设备中使用。19精选精选2、TI公司的MSP430单片机MSP430系列单片机是美国德州仪器(TI)1996年开始推向市场的一种16位的，具有精简指令集的、超低功耗的混合型单片机。能在 8MHz 晶体的驱动下，实现 125ns 的指令周期。中断源较多，并且可以任意嵌套，使用时灵活方便。电源电压采用的是 1.83.6V 电压，最低功耗只有 0.1uA 。20精选精选分布式控制系统分布式控制系统机器设备机器设备家用电器家用电器汽车运输汽车运输医疗设备医疗设备智能仪表智能仪表单片机单片机广泛应用在广泛应用在嵌入式嵌入式系统中。系统中。21精选精选电子式组合仪表提花机 1、工业过程控制C单片机用来完成开关量和模拟量的采集、计算和处理，然后输出控制信号以控制设备有条不紊地工作。22精选精选示波器智能卡水表 PH值测试仪 2、智能仪表C单片机能促进仪表的数字化、智能化，解决修正误差、显性化处理等难题。23精选精选激光焊接机3、机电一体化产品光热治疗仪恒温水浴C单片机使机械产品结构简化，控制智能化。24精选精选4、计算机网络与通信基于“网络通”的单片机以太网 C单片机具有通信接口，可以制作分布式控制系统，可以制作管控一体化系统。单片机雨量监测及远程通信系统 25精选精选5、家用电器太阳能显示仪温控电茶壶C单片机价格低C逻辑判断控制能力强C内部具有定时/计数器26精选精选不同的单片机，功能也有所不同。27精选精选外形型号编码单片机的型号编码由三个部分组成，它们是前缀、型号和后缀。28精选精选STC系列29精选精选 查阅单片机芯片手册 查阅相关的书本资料30精选精选 网络 图书馆 厂家31精选精选产品性能参数产品资源配置表内部结构方框图32精选精选一个8位中央处理器CPU一个片内振荡器及时钟电路4KB程序存储器ROM（有的型号没有）256B数据存储器RAM。两个16位定时/计数器（T0、T1）。可寻址64KB外部数据存储空间和64KB外部程序存储器的控制电路。4个8位并行I/O端口（P0P3）。1个可编程的串行I/O端口。21个特殊功能寄存器。具有5个中断源、2个优先级的中断结构。1、80C51单片机功能描述33精选精选2、MCS-51系列单片机典型产品资源配置34精选精选在功能上，该系列单片机有基本型和增强型两大类：片内ROM字节数：从4K增加到8K；片内RAM字节数：从128增加到256；定时/计数器从2个增加到3个；中断源由5个增加到6个。通常以芯片型号的末位数字来区分：末位数字为“1”的型号为基本型；末位数字为“2”的型号为增强型。35精选精选该系列生产工艺有两种：在产品型号中凡带有字母“C”的即为CMOS芯片，不带有字母“C”的即为HMOS芯片。一是HMOS工艺（高密度短沟道MOS工艺）。二是CMOS工艺（互补金属氧化物的MOS工艺），具有低功耗的特点。36精选精选在片内程序存储器的配置上，该系列单片机有三种形式：无ROM（ROMLess）型，应用时要在片外扩展程序存储器；掩膜ROM（Mask ROM）型，用户程序由芯片生产厂写入；EPROM（Erasable Programmable ROM）型，用户程序通过写入装置写入，通过紫外线照射擦除；37精选精选3、MCS-51单片机的内部结构38精选精选RAMRAM128BRAMRAM地址寄存器地址寄存器P3P3口口P1P1口口P2P2口口P0P0口口锁存器锁存器锁存器锁存器锁存器锁存器锁存器锁存器中断中断定时定时/计数器计数器串行口串行口SPSPB BACCACC暂存器暂存器1 1暂存器暂存器2 2PSWPSW指令寄存器指令寄存器IRIR指令译码器指令译码器IDIDDPLDPL缓冲器缓冲器程序计数器程序计数器PCPCPCPC增量器增量器地址寄存器地址寄存器ARAR定时与控制定时与控制4K4KROMROMALUALUDPHDPH运算运算器器控制控制器器80C51的内部逻辑结构图39精选精选电源引脚时钟引脚控制引脚并行输入/输出引脚40精选精选80C51单片机总线型单片机PDIP40封装双列直插式40个引脚2条电源线2条时钟线4条控制线32条（4个8位）并行I/O接口线41精选精选Vcc（40脚）：电源端，接+5V；Vss（20脚）：接地端；1、电源引脚2、时钟引脚 XTAL1（19脚）XTAL2（18脚）外接石英晶体、微调电容或振荡信号输入引脚。42精选精选RST/VPP（9脚）：复位信号输入端引脚。第二功能为备用电源输入端。EA/Vpp（31脚）：读片内或片外程序存储器选择端引脚。第二功能为编程电压输入端。ALE/PROG（30脚）：低8位地址锁存允许信号输出引脚。第二功能为编程脉冲输入引脚。PSEN（29引脚）：读片外程序存储器选通信号输出端引脚。3、控制引脚43精选精选RST复位信号当输入的信号连续2个机器周期以上高电平时即为有效，用以完成单片机的复位初始化操作。当复位后程序计数器PC=0000H，即复位后将从程序存储器的0000H单元读取第一条指令码。44精选精选EA访问内外部存储器选择信号w接高电平时：CPU读取内部程序存储器。内部程序存储器读取完毕后自动访问外部程序存储器。w接低电平时：CPU读取外部程序存储器。45精选精选ALE地址锁存控制信号w在没有访问外部存储器期间，ALE以1/6振荡周期频率输出（即6分频），可以做为外部时钟，或者外部定时脉冲使用。w在系统扩展时，ALE用于控制把P0口输出的低8位地址送锁存器锁存起来，以实现低位地址和数据的隔离。当ALE是高电平时，允许地址锁存信号。当访问外部存储器时，ALE信号负跳变（即由正变负）将P0口上低8位地址信号送入锁存器。当ALE是低电平时，P0口上的内容和锁存器输出一致。46精选精选PSEN外部程序存储器读选通信号在读外部ROM时PSEN低电平有效，以实现外部ROM单元的读操作。内部ROM读取时，PSEN不动作。外部ROM读取时，PSEN在每个机器周期会动作两次。47精选精选P0口的P0.0P0.7引脚（3932脚）P1口的P1.0P1.7引脚（18脚）P2口的P2.0P2.7引脚（2821脚）P3口的P3.0P3.7引脚（1017脚）4、并行I/O引脚48精选精选P0口：口：P0.0P0.7 可作普通可作普通I/O口，可作地址口，可作地址/数据总线口。数据总线口。P1口：口：P1.0P1.7 可作普通可作普通I/O口。口。P2口：口：P2.0P2.7 可作普通可作普通I/O口，可作地址总线口（高口，可作地址总线口（高8位）。位）。P3口：口：P3.0P3.7 可作普通可作普通I/O口，可按每位定义的第二功能用。口，可按每位定义的第二功能用。MCS-51单片机有4个8位并行输入输出接口，共32根I/O线。49精选精选作为输出口用时，可直接与外设相连。作为输出口用时，可直接与外设相连。作为输入口用时，要先通过作为输入口用时，要先通过指令指令，把每根端口，把每根端口线的锁存器线的锁存器置置1。4个接口作普通I/O口时，特性基本相同。P0口内部口内部无无上拉电阻，作为输入或输出时应在上拉电阻，作为输入或输出时应在外部接上拉电阻外部接上拉电阻。P1口、口、P2口、口、P3口内部均有上拉电阻。口内部均有上拉电阻。但也有不同：50精选精选P0口：口：8位位（准）（准）双向双向I/O接口接口用作通用用作通用I/O口口用作低用作低8位地址线和位地址线和8位数据线位数据线51精选精选（1）P0用作通用用作通用I/O口口 当系统不不进行片外的ROM扩展，也不进行片外RAM扩展时，P0用作通用I/O口。在这种情况下，单片机硬件自动使C=0，MUX开关接向锁存器的反相输出端。另外，与门输出的“0”使输出驱动器的上拉场效应管T1处于截止状态。因此，输出驱动级工作在需外接上拉电阻需外接上拉电阻的漏极开路方式。52精选精选 作输出口时，CPU执行口的输出指令，内部数据总线上的数据在“写锁存器”信号的作用下由D端进入锁存器，经锁存器的反向端送至场效应管T2，再经T2反向，在P0.X引脚出现的数据正好是内部总线的数据。作输入口时，数据可以读自口的锁存器，也可以读自口的引脚。这要根据输入操作采用的是“读锁存器”指令还是“读引脚”指令来决定。53精选精选 执行“读-修改-写”类输入指令时（如：ANL P0，A），内部产生的“读锁存器”操作信号，使锁存器Q端数据进入内部数据总线，在与累加器A进行逻辑运算之后，结果又送回P0的口锁存器并出现在引脚。读口锁存器可以避免因外部电路原因使原口引脚的状态发生变化造成的误读。54精选精选 在执行“MOV”类输入指令时（如：MOV A，P0），内部产生的操作信号是“读引脚”。注意，在执行该类输入指令前要先把锁存器写入执行该类输入指令前要先把锁存器写入“1”，使场效应管T2截止，使引脚处于悬浮状态，可以作为高阻抗输入。否则，在作为输入方式之前曾向锁存器输出过“0”，则T2导通会使引脚箝位在“0”电平，使输入高电平“1”无法读入。P0口在作为通用I/O口时，属于准准双向口。55精选精选（2）P0用作地址用作地址/数据总线数据总线 当系统进行片外的ROM扩展或进行片外RAM扩展，P0用作地址/数据总线。在这种情况下，单片机内硬件自动使C=1，MUX开关接向反相器的输出端，这时与门的输出由地址/数据线的状态决定。56精选精选 CPU在执行输出指令时，低8位地址信息和数据信息分时地出现在地址/数据总线上。P0.X引脚的状态与地址/数据线的信息相同。CPU在执行输入指令时，首先低8位地址信息出现在地址/数据总线上，P0.X引脚的状态与地址/数据总线的地址信息相同。然后，CPU自动地使转换开关MUX拨向锁存器，并向P0口写入FFH，同时“读引脚”信号有效，数据经缓冲器进入内部数据总线。P0口作为地址/数据总线使用时是一个真正的双向口。57精选精选P1口：口：8位位准准双向双向I/O接口接口只用作通用只用作通用I/O口口58精选精选 P1口由一个输出锁存器、两个三态输入缓冲器和输出驱动电路组成。输出驱动电路与P2口相同，内部设有上拉电阻。P1口是通用的准双向I/O口。输出高电平时，能向外提供拉电流负载，不必再接上拉电阻。当当口用作输入时，须向口锁存器写入口用作输入时，须向口锁存器写入1。59精选精选P2口：口：8位位准准双向双向I/O接口接口用作通用用作通用I/O口口用作高用作高8位地址线位地址线 60精选精选（1）P2用作通用I/O口 当不不在单片机芯片外部扩展程序存储器，只扩展256B的片外RAM时，仅用到了地址线的低8位，P2口仍可以作为通用I/O口使用。执行输出指令时，内部数据总线的数据在“写锁存器”信号的作用下由D端进入锁存器，经反相器后送至场效应管T，再经T反相，在P2.X引脚出现的数据正好是内部总线的数据。P2口用作输入时，数据可以读自口的锁存器，也可以读自口的引脚。这要根据输入操作采用的是“读锁存器”指令还是“读引脚”指令来决定。61精选精选 执行“读修改写”类输入指令时内部产生的“读锁存器”操作信号使锁存器Q端数据进入内部数据总线，在与累加器A进行逻辑运算之后，结果又送回P2的口锁存器并出现在引脚。执行“MOV”类输入指令时，内部产生的操作信号是“读引脚”。应在执行输入指令前要把在执行输入指令前要把锁存器写入锁存器写入“1”，从而使引脚处高阻抗输入状态。P2口在作为通用I/O口时，属于准双向口。62精选精选（2）P2用作地址总线 当需要在单片机芯片外部扩展程序存储器或扩展的RAM容量超过256字节时，单片机内硬件自动使控制C=1，MUX开关接向地址线，这时P2.X引脚的状态正好与地址线的信息相同。63精选精选P3口：口：8位位准准双向双向I/O接口接口用作通用用作通用I/O口口用作第二功能用作第二功能64精选精选（1）P3用作第一功能（通用I/O口）对P3口进行字节或位寻址时，单片机内部的硬件自动将第二功能输出线的W置1。这时，对应的口线为通用I/O口方式。输出时，锁存器的状态（Q端）与输出引脚的状态相同；输入时，要先向口锁存器写入输入时，要先向口锁存器写入1，使引脚处于高阻输入状态。输入的数据在“读引脚”信号的作用下，进入内部数据总线。P3口作为通用I/O口时，属于准准双向口。65精选精选（2）P3用作第二功能使用 当CPU不对P3口进行字节或位寻址时，内部硬件自动将口锁存器的Q端置1。这时，P3口作为第二功能使用。P3.0：RXD（串行口输入）；P3.1：TXD（串行口输出）；P3.2：（外部中断0输入）；P3.3：（外部中断1输入）；P3.4：T0（定时器0的外部输入）；P3.5：T1（定时器1的外部输出）；P3.6：（片外数据存储器“写”选通控制输出）；P3.7：（片外数据存储器“读”选通控制输出）。66精选精选1、AT89S51单片机总线型单片机PDIP40封装双列直插式40个引脚2条电源线2条时钟线4条控制线32条并行I/O接口线P1.5 MOSI 用于ISP编程，主出从入数据端P1.6 MISO 用于ISP编程，主入从出数据端P1.7 SCK 用于ISP编程，串行时钟输入端67精选精选2、AT89C2051单片机非总线型单片机PDIP20封装双列直插式20个引脚2条电源线2条时钟线1条控制线15条并行I/O接口线68精选精选复位方式程序执行方式单步执行方法低功耗操作方式EPROM编程和校验方式69精选精选RST引脚是复位信号的输入端。复位信号时高电平有效。高电平有效的持续时间应为24个振荡周期（2个机器周期）以上。复位方式有上电自动复位和手工复位两种。复位后，程序计数器PC=0000H。单片机从0000H单元开始执行程序。复位后，SFR恢复初值。片内RAM不受影响，上电后RAM中的内容随机。1、复位方式70精选精选复位后特殊功能寄存器（SFR）的状态71精选精选程序执行方式是单片机的基本工作方式。单片机复位之后，从程序存储器的0000H单元开始执行程序。2、程序执行方式72精选精选使程序的执行处于外加脉冲的控制下，一条指令一条指令地执行。按一次键，执行一条指令。可以利用中断控制来实现。3、单步执行方式73精选精选待机方式待机方式（空闲方式、节电方式）：CPU停止工作，但仍向RAM、中断、串行口和定时器/计数器电路提供时钟。可以在无外部事件触发时降低电源的消耗。消耗电流从24mA降为3.7mA。有两种途径退出待机方式，恢复到正常方式：1、任一种中断被激活。2、硬件复位。4、低功耗操作方式74精选精选掉电方式掉电方式（停机方式）：振荡器工作停止，单片机内部所有部件都停止工作，但是内部RAM中的数据仍被保存。电源电压可降至2V，耗电电流仅为50A。只有以种途径退出掉电方式，恢复到正常方式：硬件复位。75精选精选PCON87H 通过设置电源控制寄存器PCON的相关位可以确定当前的低功耗方式。SMOD：波特率倍增位，在串行通讯时用；GF0，GF1：通用标志位；PD：掉电方式位。：掉电方式位。PD1，进入掉电方式；，进入掉电方式；IDL：待机方式位。：待机方式位。IDL1，进入待机方式。，进入待机方式。利用软件置IDL位为1，单片机就进入待机方式。退出待机方式可以采用引入中断的方法或硬件复位。利用软件置PD位为1，单片机就进入掉电方式。退出掉电工作方式的唯一方法是硬件复位。76精选精选电源电源能量的来源能量的来源时钟电路时钟电路让单片机活起来的心脏让单片机活起来的心脏复位电路复位电路恢复初始化状态值恢复初始化状态值VCC（40脚）：电源正极脚）：电源正极GND（20脚）：接地端脚）：接地端XTAL1（19脚）脚）XTAL2（18脚）：晶体振荡器输入端脚）：晶体振荡器输入端RST（9脚）：复位输入端脚）：复位输入端77精选精选 时钟电路是用于产生单片机工作时所需的时钟信号的电路。单片机的工作过程是：取一条指令、译码、进行微操作，再取一条指令、译码、进行微操作，各指令的微操作在时间上有严格的次序，这种微操作的时间次序称作时序。单片机的时钟信号用来为单片机芯片内部各种微操作提供时间基准。1、时钟电路78精选精选内部时钟电路内部时钟电路 在XTAL1和XTAL2引脚上外接定时元件，内部振荡电路就能产生自激振荡。定时元件通常是石英晶体（晶振）和电容组成的并联谐振电路。晶振频率 fosc的范围是1.212MHz。电容器C1和C2主要起频率微调、快速起振作用，电容值为30pF左右。79精选精选外部时钟电路外部时钟电路 XTAL1接地，XTAL2接外部振荡器。一般要求外部信号为高电平的持续时间大于20ns，且频率低于12MHz的方波信号。HMOS：外部振荡信号接至XTAL2端，XTAL1端接地。CMOS：外部振荡信号接至XTAL1端，XTAL2端可不接地。80精选精选工作时序工作时序 时序是用定时单位来说明的。定时单位：节拍、状态、机器周期、指令周期。节拍P（振荡周期）：把振荡脉冲的周期称为节拍，为最小的时序单位。状态S（时钟周期）：一个状态S包含两个节拍，其前半周期对应的节拍叫P1，后半周期对应的节拍叫P2。机器周期：是最基本、最常用的时序单位。一个机器周期共有12个振荡脉冲周期。一个机器周期的宽度为6个状态，依次表示为S1S6。指令周期：执行一条指令所需要的时间称为指令周期。它是最大的时序定时单位。81精选精选82精选精选振荡周期（晶振周期）：振荡频率的倒数。时钟周期：振荡周期的2倍。机器周期：时钟周期的6倍，振荡周期的12倍。在一个机器周期中包含2个ALE信号。83精选精选 RST引脚上出现两个机器周期以上的高电平时系统复位。为了保证系统能够可靠地复位，RST端的高电平信号必须维持足够长的时间（20ms100ms）。2001K1K上电复位电路22FRST/VPD 80C51VCC开关复位电路22FRST/VPD 80C51VCC2、复位电路84精选精选复位复位电路电路时钟时钟电路电路内部内部有程有程序存序存储器储器电源电源EA接高电接高电平选择内平选择内部程序存部程序存储器储器85精选精选所谓单片计算机就是将电子计算机的基本环节如中央处理器（CPU）、随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、定时器/计数器和一些输入/输出接口电路、总线等都集成在一块芯片上的微型计算机，简称单片机（Single-Chip Microcomputer，简称SCM）。单片计算机概述单片计算机概述 86精选精选l 中央处理器中央处理器包括运算器、控制器和寄存器，是单片机的核心。l 存储器是用来存放数据和程序的，在单片机芯片中包含两类存储器：随机存储器随机存储器（RAM）和只读存储器只读存储器（ROM）。RAM可以被CPU随机读写，但单片机断电后，所保存的信息就会消失，一般用来存放临时数据；ROM中的信息只能被CPU读取，CPU不能对它进行写操作，通常用于存放系统程序和固定的表格数据。ROM中的内容只能通过专用的编程器事先对它写入。l 输入/输出接口是单片机与外部设备连接的桥梁，单片机和外部设备（如键盘、显示器等）之间信息的传送全部都通过输入/输出（I/O）接口来实现。l 总线就是连接各部件信号线的总称，主要是用来传送数据、地址和控制信息。单片机最小系统单片机最小系统87精选精选图图1-388精选精选 Single-Chip microcomputerSingle-Chip microcomputer 单片机最小系统单片机最小系统控制总线控制总线ALE/PROGALE/PROG（引脚号（引脚号3030）：地址锁存允许，主要功能是提供一个定时的）：地址锁存允许，主要功能是提供一个定时的时钟。时钟。EA/VPPEA/VPP（引脚号（引脚号3131）：访问外部存储器控制信号。如果使用内部）：访问外部存储器控制信号。如果使用内部ROMROM作作为程序存储器，此引脚需接高电平（为程序存储器，此引脚需接高电平（VCCVCC）；如果使用外部）；如果使用外部ROMROM作为程作为程序存储器，则要将此引脚接地。序存储器，则要将此引脚接地。RST/VPDRST/VPD（引脚号（引脚号9 9）：复位信号输入端。当系统主电源发生故障，降）：复位信号输入端。当系统主电源发生故障，降低到规定的电压以下时，可以通过低到规定的电压以下时，可以通过VPDVPD端为单片机提供备用电源，以保证端为单片机提供备用电源，以保证存储在单片机中的存储在单片机中的RAMRAM中的信息不会丢失。中的信息不会丢失。PSEN(PSEN(引脚号引脚号29)29)：外部程序存储器：外部程序存储器ROMROM读选通信号。当单片机需要从外读选通信号。当单片机需要从外部部ROMROM读取指令或数据时，此引脚输出低电平信号。读取指令或数据时，此引脚输出低电平信号。89精选精选 Single-Chip microcomputerSingle-Chip microcomputer 单片机最小系统单片机最小系统输入输入/输出输出P0.0P0.7（引脚号（引脚号3239）：双向输入）：双向输入/输出端口。输出端口。P1.0P1.7（引脚号（引脚号18）：双向输入）：双向输入/输出端口。输出端口。P2.0P2.7（引脚号（引脚号2128）：双向输入）：双向输入/输出端口。输出端口。P3.0P3.7（引脚号（引脚号1017）：双向输入）：双向输入/输出端口，当该端口不作为输出端口，当该端口不作为输入输入/输出端口使用时，每一个引脚也可以有第二功能，如：输出端口使用时，每一个引脚也可以有第二功能，如：P3.0/RXD：串行输入口；：串行输入口；P3.1/TXD：串行输出口；：串行输出口；P3.2/INT0：外部中断：外部中断0输入口；输入口；P3.3/INT1：外部中断：外部中断1输入口；输入口；P3.4/T0：定时器：定时器/计数器计数器0外部事件脉冲输入口；外部事件脉冲输入口；P3.5/T1：定时器：定时器/计数器计数器1外部事件脉冲输入口；外部事件脉冲输入口；P3.6/WR：写信号；：写信号；P3.7/RD：读信号；读信号；90精选精选 Single-Chip microcomputerSingle-Chip microcomputer 单片机最小系统单片机最小系统n 晶振电路的设计晶振电路的设计 在设计单片机系统电路时，晶振电路是不可缺少的。在计算机系统中，所有在设计单片机系统电路时，晶振电路是不可缺少的。在计算机系统中，所有的工作都是在一个节拍（时钟）下同步工作，这样才不会出现冲突。时钟的的工作都是在一个节拍（时钟）下同步工作，这样才不会出现冲突。时钟的快慢决定了系统的工作效率，我们通常所说的计算机的主频就是指系统时钟快慢决定了系统的工作效率，我们通常所说的计算机的主频就是指系统时钟的频率。而在计算机系统中，系统时钟是由晶振电路来提供的，可以说晶振的频率。而在计算机系统中，系统时钟是由晶振电路来提供的，可以说晶振电路是计算机系统的心脏。电路是计算机系统的心脏。91精选精选 Single-Chip microcomputerSingle-Chip microcomputer 单片机最小系统单片机最小系统晶振一般分为晶体振荡器和晶体谐振器两种晶振一般分为晶体振荡器和晶体谐振器两种 单片机系统中晶振的使用有两种方式，内部时钟方式和外部时钟方式。单片机系统中晶振的使用有两种方式，内部时钟方式和外部时钟方式。92精选精选 Single-Chip microcomputerSingle-Chip microcomputer 单片机最小系统单片机最小系统93精选精选 Single-Chip microcomputerSingle-Chip microcomputer 单片机最小系统单片机最小系统特别提醒特别提醒在单片机中，晶振电路的设计一定要和单片机靠近，路线尽在单片机中，晶振电路的设计一定要和单片机靠近，路线尽量短。晶振电路的地一定要和同一时钟的芯片的地共地。量短。晶振电路的地一定要和同一时钟的芯片的地共地。在晶振频率的选择上，在满足系统需要的前提下尽可能地选在晶振频率的选择上，在满足系统需要的前提下尽可能地选用低频率的晶振，这样可以降低系统功耗，不是选用的频率用低频率的晶振，这样可以降低系统功耗，不是选用的频率越高越好。越高越好。94精选精选 Single-Chip microcomputerSingle-Chip microcomputer 单片机最小系统单片机最小系统n 复位及复位电路的设计复位及复位电路的设计 在单片机系统中，复位电路是不可缺少的。单片机在正常工作（即执行指在单片机系统中，复位电路是不可缺少的。单片机在正常工作（即执行指令）前，必须要进行复位操作，这样做的目的是将令）前，必须要进行复位操作，这样做的目的是将CPUCPU以及系统中其它部以及系统中其它部件都处于一个明确的初始状态，便于系统启动。件都处于一个明确的初始状态，便于系统启动。要实现复位操作，必须使单片机要实现复位操作，必须使单片机RESETRESET管脚至少保持管脚至少保持2 2个机器周期以上的高电平个机器周期以上的高电平即可。在实际系统中，考虑到系统电源电压的上升时间和晶体振荡器的起振时即可。在实际系统中，考虑到系统电源电压的上升时间和晶体振荡器的起振时间，为了保证系统能可靠复位，复位信号应该至少维持间，为了保证系统能可靠复位，复位信号应该至少维持20ms20ms以上高电平。以上高电平。95精选精选 Single-Chip microcomputerSingle-Chip microcomputer 单片机最小系统单片机最小系统单片机的复位电路有很多种，主要分为上电复位和外部复位两种单片机的复位电路有很多种，主要分为上电复位和外部复位两种 上电复位电路上电复位电路 96精选精选 Single-Chip microcomputerSingle-Chip microcomputer 单片机最小系统单片机最小系统外部复位电路外部复位电路 97精选精选 Single-Chip microcomputerSingle-Chip microcomputer 单片机最小系统单片机最小系统1.3 1.3 基于最小系统的功能测试基于最小系统的功能测试 n 一个简单的发光二极管控制电路的设计一个简单的发光二极管控制电路的设计 98精选精选 Single-Chip microcomputerSingle-Chip microcomputer 单片机最小系统单片机最小系统 系统仿真系统仿真 打开打开ProteusProteus，在设计工作界面上，鼠标点击右键，在设计工作界面上，鼠标点击右键，会出现一个对话框，在会出现一个对话框，在PlaceComponentFrom PlaceComponentFrom Libraries Libraries 选项中，根据电路设计分别调出单片机选项中，根据电路设计分别调出单片机AT89C51AT89C51、晶振、电阻、电容和发光二极管、晶振、电阻、电容和发光二极管LEDLED等，并等，并按照所设计的电路图将这些元件连接起来。按照所设计的电路图将这些元件连接起来。99精选精选 Single-Chip microcomputerSingle-Chip microcomputer 单片机最小系统单片机最小系统 系统电源设计系统电源设计 1.1.单一的单一的+5V+5V电源电源100精选精选 Single-Chip microcomputerSingle-Chip microcomputer 单片机最小系统单片机最小系统2.5V2.5V电源电源101精选精选