单片机的最小系统包括直流供电、时钟电路、复位电路。这些电路处于正常状态是单片机正常工作的必需条件。最小系统的电路如图1-4所示。
1.直流供电
直流供电不正常,单片机肯定不能正常工作。AT89S52单片机的工作电压为4~5.5V,推荐电压为5V,额定电流为0.5A或1A。5V的直流电压可由专用的5V直流电源(见图1-5)提供。也可以将220V交流电降压、整流,再用三端稳压器7805稳压后得到5V直流电压。
由于一般的应用中,单片机使用内部程序,所以EA(即单片机的引脚)要接电源(高电平),若接地,则单片机访问外部程序(使用外部程序存储器)。
图1-4 单片机的最小系统
注:I/O口没有画出。
图1-5 5V直流电源
2.时钟电路
时钟电路的作用是产生时钟信号(为脉冲信号)。时钟信号的作用是使单片机按一定的时间规律来工作(执行指令)。时钟电路由图1-4中单片机18、19、20引脚外接的两个瓷片或贴片电容(C2、C3)和一个晶振和单片机的部分内部电路组成。常用晶振的频率有6MHz、11.0592MHz、12MHz、24MHz。晶振的频率越高,时钟信号的周期就越小,单片机运行也就越快。瓷片电容的值为10~30pF,电容对时钟信号的频率有一定的影响,做高精度电子钟时需注意。(www.xing528.com)
3.复位
复位是单片机的初始化操作。单片机启动运行时,都需要先复位,其作用是使CPU和系统中其他部件处于一个确定的初始状态,并从这个状态开始工作。因而,复位是一个很重要的操作方式。但单片机本身是不能自动进行复位的,必须配合相应的外部电路才能实现。
复位,实质上是在单片机上电后,使单片机的复位引脚(9引脚)保持一定时间(很短,一般为几个机器周期)的高电平,然后再变为低电平。复位的方法有以下两种:
(1)上电复位。由9引脚外接的电解电容器C1(容量可取1~20μF)和电阻R1(阻值可取1~10kΩ)组成。
(2)手动复位。由按钮SB、限流电阻R2和虚线组成。系统上电后,手动点按一下按键,可使单片机重新复位。若自动复位出现故障后,按下按键,也可以使单片机复位。
图1-4所示的这个最小系统是单片机正常工作所必需的,但是该电路不能实现任何控制功能,因为没有使用I/O口。单片机要实现自动控制,就需要接收、输出信息,必须通过I/O口来实现。在后续章节介绍的实例电路中,都使用了一些I/O口。至于电源、时钟、复位电路,就不再画出(读者自己要明白,该电路是必须掌握的内容)。
在某单片机实训开发板上,时钟电路和复位电路元件的实物外形如图1-6所示。
图1-6 某单片机实训开发板上的时钟电路、复位电路元件的实物外形
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