单片机最小系统原理

51单片机最小系统原理及编程电路设计

本课以AT89S51单片机最小系统来教你如何实现单片机编程，该程序驱动单片机P1.7端口上的发光二极管不停闪烁，系统程序用keil 汇编语言编写，电路参考下图1所示。

《51单片机最小系统原理及编程电路设计》

首先来认识一下发光二极管（LED），发光二极管实物如下图2所示，发光二极管具有单项导电，体积小、耗电省、寿命长、响应速度快、显示清晰等特点，广泛用于电子电路中当作LED数码管、LED指示灯、LED电子显示屏,既然是51单片机最小系统我们当然只进行了最简单的电路设计与编程

图2： 《发光二极管介绍》

发光二极管导通时，产生一个正向的工作电流IF，工作电流根据发光二极管的材料、功率等不同，额定电流一般在10～40mA左右，发光二极管导通时的正向压降VF比较大，一般为1.5～3V(普通硅二极管约为0.7V)。因此在正常使用中，为了保证发光二极管在电源电压V的作用下管子的工作电流不超过额定值，必须给发光二极管串联一只限流电阻R，R的阻值可由下式算出：R＝（V-VF）/IF。其中V为工作电源电压，VF为发光二极管的正向压降，IF为额定工作电流。

从上面原理图1可知，当单片机的P1.7输出低电平（0V）时，有正向工作电流流过发光二极管，发光二极管就亮；相反，当P1.7输出高电平（5V）时，发光二极管没有足够电压差产生工作电流，此时发光二极管不亮。因此，程序中只需交替让单片机的P1.7输出低电平“0”和高电平“1”就可以让发光二极管闪烁发光。

下面以51单片机汇编语言来编程，让某个端口输出高电平语句是SETB，让端口输出低电平的语句是CLR语句，让P1.7端口输出高电平的语句是： SETB P1.7； 让P1.7端口输出低电平的语句是： CLRP1.7，实现发光二极管LED闪烁的编程思路如下图3所示。

图3： 《51单片机最小系统原理编程框图》

完整的源程序如下：

单片机是一门实践性较强的技术，很多初学者在学习单片机技术开发的时候往往一头雾水，不知何从下手。为此，笔者结合自己使用单片机多年的经验，特意设计了单片机开发所需的Study-c

整机和硬件套件，并结合套件精心编写了单片机从入门到精通系列教程。通过讲述单片机原理、电路设计、应用开发软件工具、编写实验实例让读者全面接触单片机技术。教程编排上由浅入深，循序渐进，内容力求完整、实用、趣味并存，使读者在轻松愉快的学习过程中逐步提高单片机软硬件综合设计水平。

一、内容提要

本讲主要向大家介绍51 系列单片机的最小系统的实现并通过编写程序来实现对单片机IO 口的输出控制。以点亮外部连接的LED（发光二极管）为例，简要的介绍单片机的原理、最小系统的组成，并通过简单的C51 程序设计来讲述编译软件Keil的使用并下载Hex 文件烧写单片机。

二、原理简介

在了解原理之前， 首先让我们思考一个问题，什么是单片机， 单片机有什么用？ 这是一个有意思的问题，因为任何人都不能给出一个被大家都认可的概念，那到底什么是单片机呢？ 普遍来说， 单片机又称单片微控制器， 是在一块芯片中集成了CPU（ 中央处理器）、RAM（

数据存储器）、ROM（ 程序存储器）、定时器/ 计数器和多种功能的I/O（ 输入/ 输出） 接口等一台计算机所需要的基本功能部件，从而可以完成复杂的运算、逻辑控制、通信等功能。在这里，我们没必要去找到明确的概念来解析什么是单片机，特别在使用C 语言编写程序的时，不用太多的去了解单片机的内部结构以及运行原理等。从应用的角度来说，通过从简单的程序入手，慢慢的熟悉然后逐步深入精通单片机。

在简单了解了什么是单片机之后，然后我们来构建单片机的最小系统，单片机的最小系统就是让单片机能正常工作并发挥其功能时所必须的组成部分，也可理解为是用最少的元件组成的单片机可以工作的系统。对51 系列单片机来说，

最小系统一般应该包括： 单片机、时钟电路、复位电路、输入/ 输出设备等（见图1）。

1.单片机最小系统的概念：

能使单片机正常工作的最小硬件单元电路，就叫单片机最小系统。

2.单片机最小系统的组成：

(1)复位电路：t=RC1(t≥10ms);

(2)时钟电路：C2=C3=(30±10)pF(一般是20~30pF);

(3)存储器访问路经控制：EA/VPP=+5V时，先内后外。

另外，一般还有单片机的ISP下载口也包含在单片机最小系统中。

3.51系列单片机的最小系统电路的原理图：

这学期开了一门新的课程，单片机。一门实用性很强的课程！而我们所学习的就是以Atemel公司出的8051为基础的结构及编程。在接触过程中，我们学到了8051的最小系统，通过该最小系统，我们可以用keil软件进行编程从而实现对一些外设的控制！比如一些简单的实验：闪烁灯、模拟开关灯等等！所以制作一个最小系统就显得很重要。

下面就介绍一下我所知道的一些简单的电路图：

1.电源电路：

我们知道单片机正常工作所需要的电压是+5V的电压，而我们不能直接得到，所以只能进行转换，用7805将+9V的电压转换成+5V的电压，焊接电路的时候注意C1,C2为极性电容，所以注意正负极。还有那个+9V的电源，本来是很方便的，往电路上焊一个接口，直接插上电源就OK了。但是考虑到经济问题，我给大家买的不是那种。用的时候把线前面的接头剪了，里面应该有4条线，2根是+9V的，另两根是+24V的，我们用+9V的线就行了！电源电路图如下：

2.单片机焊接电路：

这个电路较为简单，而且用得是上电复位电路，所用到的元器件也很少，但是要特别注意单片机的接口，尤其是I/O接口，因为我们要用它们输出或者是进行数据传输，所以最好是能多有几个接口，所以用到双排插针或者是单排插针，用排线连接它们和外设。

3.串口焊接，也就是下载线！

我们通过Keil软件编译一些程序，通过单片机实现一些功能，但是我们必须通过下载线将程序下载到单片机内部，也可以用烧写器，但是成本太高，而且利用率太低，所以我们选用下载线！本来是打算焊USB接口的，但是感觉难度很大，所以感觉还是用这个串口电路比较好，成功率较高！这个电路主要用到的就是74373锁存器。提醒大家，任何芯片工作都要接电源和接地，千万别忘了。我连一个抢答器电路的时候就是因为74LS175没有接地，花了一天的时间去检查电路。所以千万别忘了！

什么是单片机最小系统_单片机的最小系统简述

单片机简介单片机是一种集成电路芯片。它采用超大规模技术将具有数据处理能力的微处理器（CPU）、存储器（含程序存储器ROM和数据存储器RAM）、输入、输出接口电路（I/O接口）集成在同一块芯片上，构成一个即小巧又很完善的计算机硬件系统，在单片机程序的控制下能准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规定的任务。所以说，一片单片机芯片就具有了组成计算机的全部功能。

由此来看，单片机有着一般微处理器（CPU）芯片所不具备的功能，它可单独地完成现代工业控制所要求的智能化控制功能，这是单片机最大的特征。

然而单片机又不同于单板机（一种将微处理器芯片、存储器芯片、输入输出接口芯片安装在同一块印制电路板上的微型计算机），单片机芯片在没有开发前，它只是具备功能极强的超大规模集成电路，如果对它进行应用开发，它便是一个小型的微型计算机控制系统，但它与单板机或个人电脑（PC机）有着本质的区别。

单片机的应用属于芯片级应用，需要用户（单片机学习者与使用者）了解单片机芯片的结构和指令系统以及其它集成电路应用技术和系统设计所需要的理论和技术，用这样特定的芯片设计应用程序，从而使该芯片具备特定的功能。

不同的单片机有着不同的硬件特征和软件特征，即它们的技术特征均不尽相同，硬件特征取决于单片机芯片的内部结构，用户要使用某种单片机，必须了解该型产品是否满足需要的功能和应用系统所要求的特性指标。这里的技术特征包括功能特性、控制特性和电气特性等等，这些信息需要从生产厂商的技术手册中得到。软件特征是指指令系统特性和开发支持环境，指令特性即我们熟悉的单片机的寻址方式，数据处理和逻辑处理方式，输入输出特性及对电源的要求等等。开发支持的环境包括指令的兼容及可移植性，支持软件（包含可支持开发应用程序的软件资源）及硬件资源。要利用某型号单片机开发自己的应用系统，掌握其结构特征和技术特征是必须的。

单片机控制系统能够取代以前利用复杂电子线路或数字电路构成的控制系统，可以以软件控制来实现，并能够实现智能化，现在单片机控制范畴无所不在，例如通信产品、家用电