單片機最小系統介紹說明

1. 單片機的最小系統介紹

如果你對單片機型號沒有要求，那麼我就以51為例，畫一個最簡單的單片機系統板給你看看。
最小系統板，分三部分：外部晶振電路，給單片機提供工作時鍾源；
外部復位電路，可以上電復位，還有當單片機在工作過程中，可以人為手動復位；
單片機，單片機就是一塊微處理器，用來裝載程序，實現程序功能。
大概就是這些，有問題咱們可以再交流。

2. 什麼是單片機的最小系統

單片機的最小系統是指單片機、晶振電路、復位電路。

單片機不是完成某一個邏輯功能的晶元，單片機把一個計算機系統集成到一個晶元上。相當於一個微型的計算機，和計算機相比，單片機只缺少了I/O設備。

概括地講：一塊晶元就成了一台計算機。它的體積小、質量輕、價格便宜、為學習、應用和開發提供了便利條件。同時，學習使用單片機是了解計算機原理與結構的最佳選擇。

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單片機技術在節能控制中的應用主要分為以下幾個方面：智能電子設備在外出狀態下，大部分是處於輕負載的模式，這時候就需要通過節能控制，確保其基礎功能的前提下，進一步降低電量的消耗。

單片機通過對智能電子設備中數據的收集，可以大致推斷當前設備處於較低的負載，這時可以降低電壓及電流的輸出，達到節能的目的。

單片機可以控制能耗的節奏，例如：在小米手環中，睡眠和運動步數等數字，這些數字收集後會在本地進行存儲，然後以分鍾級的頻率進行上報。

3. 什麼是單片機最小系統主要包括哪兩部分電路

單片機最小系統是由晶元外部接上時鍾電路、復位電路和電源構成的一個基本應用系統。主要包括時鍾電路，復位電路。

單片機由中央處理器（含部分特殊功能寄存器）、內部RAM、程序存儲器、各種外設（IO埠、定時器、串列介面、中斷處理電路等等）及對應控制寄存器、時鍾電路、復位電路等幾部分組成。

單片機又稱單片微控制器，它不是完成某一個邏輯功能的晶元，而是把一個計算機系統集成到一個晶元上。相當於一個微型的計算機，和計算機相比，單片機只缺少了I/O設備。概括的講：一塊晶元就成了一台計算機。它的體積小、質量輕、價格便宜、為學習、應用和開發提供了便利條件。

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單片機運算器：

運算器由運算部件——算術邏輯單元（Arithmetic & Logical Unit，簡稱ALU）、累加器和寄存器等幾部分組成。

ALU的作用是把傳來的數據進行算術或邏輯運算，輸入來源為兩個8位數據，分別來自累加器和數據寄存器。ALU能完成對這兩個數據進行加、減、與、或、比較大小等操作，最後將結果存入累加器。

單片機控制器：

控制器由程序計數器、指令寄存器、指令解碼器、時序發生器和操作控制器等組成，是發布命令的「決策機構」，即協調和指揮整個微機系統的操作。其主要功能有：

(1) 從內存中取出一條指令，並指出下一條指令在內存中的位置。

(2) 對指令進行解碼和測試，並產生相應的操作控制信號，以便於執行規定的動作。

(3) 指揮並控制CPU、內存和輸入輸出設備之間數據流動的方向。

微處理器內通過內部匯流排把ALU、計數器、寄存器和控制部分互聯，並通過外部匯流排與外部的存儲器、輸入輸出介面電路聯接。

外部匯流排又稱為系統匯流排，分為數據匯流排DB、地址匯流排AB和控制匯流排CB。通過輸入輸出介面電路，實現與各種外圍設備連接。

4. 單片機最小系統是什麼

對51系列單片機來說，最小系統一般應該包括：單片機、晶振電路、復位電路。下面給出一個51單片機的最小系統電路圖。
復位電路：由電容串聯電阻構成，由圖並結合「電容電壓不能突變」的性質，可以知道，當系統一上電，RST腳將會出現高電平，並且，這個高電平持續的時間由電路的RC值來決定。典型的51單片機當RST腳的高電平持續兩個機器周期以上就將復位，所以，適當組合RC的取值就可以保證可靠的復位。一般教科書推薦C 取10u，R取8.2K.當然也有其他取法的，原則就是要讓RC組合可以在RST腳上產生不少於2個機周期的高電平。
晶振電路：典型的晶振取11.0592MHz（因為可以准確地得到9600波特率和19200波特率，用於有串口通訊的場合）/12MHz（產生精確的uS級時歇，方便定時操作）
單片機：一片AT89S51/52或其他51系列兼容單片機。

5. 51單片機系列：單片機最小系統

單片機是一種集成電路晶元。在單片機程序的控制下能准確、迅速、高效地完成程序設計者事先規定的任務。單片機最小系統，或者稱為最小應用系統，是指用最少的元件組成的單片機可以工作的系統。下面給大家介紹51單片機最小系統，一起學習。

工具/材料

單片機

• 01

  下圖是最小系統原理圖，就是靠這四個部分，單片機就可以運行起來了。第一部分電源組，習慣說負極為”地”，上面GND就是英文ground的縮寫。第二部分晶振組，過濾掉晶振部分的高頻信號，讓晶振工作的時候更加穩定。

• 02

  第三部分復位組，單片機自動復位，從零開始執行程序，這個就是復位的概念。第四部分其它功能組，使用單片機的內部存儲器，如果內部存儲器不夠容量，最多選擇更高級容量的單片機型號，就可以解決問題。

• 03

  51單片機最小系統晶振的振盪頻率直接影響單片機的處理速度，頻率越大處理速度越快。

• 04

  對於一個完整的電子設計來講，首要問題就是為整個系統提供電源供電模塊，電源模塊的穩定可靠是系統平穩運行的前提和基礎。51單片機雖然使用時間最早、應用范圍最廣，但是在實際使用過程中，一個和典型的問題就是相比其他系列的單片機，51單片機更容易受到干擾而出現程序跑飛的現象，克服這種現象出現的一個重要手段就是為單片機系統配置一個穩定可靠的電源供電模塊。
  此最小系統中的電源供電模塊的電源可以通過計算機的USB口供給，也可使用外部穩定的5V電源供電模塊供給。電源電路中接入了電源指示LED，圖中R11為LED的限流電阻，S1 為電源開關。

• 05

  復位電路由按鍵復位和上電復位兩部分組成。
  上電復位：STC89系列單片及為高電平復位，通常在復位引腳RST上連接一個電容到VCC，再連接一個電阻到GND，由此形成一個RC充放電迴路保證單片機在上電時RST腳上有足夠時間的高電平進行復位，隨後回歸到低電平進入正常工作狀態，這個電阻和電容的典型值為10K和10uF。
  按鍵復位：按鍵復位就是在復位電容上並聯一個開關，當開關按下時電容被放電、RST也被拉到高電平，而且由於電容的充電，會保持一段時間的高電平來使單片機復位。

• 06

  單片機系統里都有晶振，在單片機系統里晶振作用非常大，全程叫晶體振盪器，他結合單片機內部電路產生單片機所需的時鍾頻率，單片機晶振提供的時鍾頻率越高，那麼單片機運行速度就越快，單片接的一切指令的執行都是建立在單片機晶振提供的時鍾頻率。
  在通常工作條件下，普通的晶振頻率絕對精度可達百萬分之五十。高級的精度更高。有些晶振還可以由外加電壓在一定范圍內調整頻率，稱為壓控振盪器（VCO）。晶振用一種能把電能和機械能相互轉化的晶體在共振的狀態下工作，以提供穩定，精確的單頻振盪。

• 07

  P0口外接上拉電阻。
  51單片機的P0埠為開漏輸出，內部無上拉電阻，如下圖。所以在當做普通I/O輸出數據時，由於V2截止，輸出級是漏極開路電路，要使“1”信號（即高電平）正常輸出，必須外接上拉電阻。

單片機的應用分類

• 01

  通用型。
  這是按單片機（Microcontrollers）適用范圍來區分的。例如，80C51式通用型單片機，它不是為某種專門用途設計的；專用型單片機是針對一類產品甚至某一個產品設計生產的，例如為了滿足電子體溫計的要求，在片內集成ADC介面等功能的溫度測量控制電路。

• 02

  匯流排型。
  這是按單片機（Microcontrollers）是否提供並行匯流排來區分的。匯流排型單片機普遍設置有並行地址匯流排、 數據匯流排、控制匯流排，這些引腳用以擴展並行外圍器件都可通過串列口與單片機連接，另外，許多單片機已把所需要的外圍器件及外設介面集成一片內，因此在許多情況下可以不要並行擴展匯流排，大大減省封裝成本和晶元體積，這類單片機稱為非匯流排型單片機。

• 03

  控制型。
  這是按照單片機（Microcontrollers）大致應用的領域進行區分的。一般而言，工控型定址范圍大，運算能力強；用於家電的單片機多為專用型，通常是小封裝、低價格，外圍器件和外設介面集成度高。 顯然，上述分類並不是惟一的和嚴格的。例如，80C51類單片機既是通用型又是匯流排型，還可以作工控用。

6. 單片機的最小系統指的是什麼

單片機最小系統，也叫做單片機最小應用系統，是指用最少的原件組成單片機可以工作的系統。單片機最小系統的三要素就是電源、晶振、復位電路。

拓展知識：

復位電路，接到了單片機的 9 腳 RST(Reset)復位引腳上，這個復位電路如何起作用我們後邊再講，現在著重講一下復位對單片機的作用。單片機復位一般是 3種情況：上電復位、手動復位、程序自動復位。

假如我們的單片機程序有 100 行，當某一次運行到第 50 行的時候，突然停電了，這個時候單片機內部有的區域數據會丟失掉，有的區域數據可能還沒丟失。那麼下次打開設備的時候，我們希望單片機能正常運行，所以上電後，單片機要進行一個內部的初始化過程，這個過程就可以理解為上電復位，上電復位保證單片機每次都從一個固定的相同的狀態開始工作。這個過程跟我們打開電腦電源開電腦的過程是一致的。

7. 單片機最小系統包含哪幾部分

單片機最小系統主要由電源、復位、振盪電路以及擴展部分等部分組成。單片機的最小系統就是讓單片機能正常工作並發揮其功能時所必須的組成部分，也可理解為是用最少的元件組成的單片機可以工作的系統。

單片機的概括

單片機是一種集成電路晶元，是採用超大規模集成電路技術把具有數據處理能力的中央處理器，隨機存儲器，只讀存儲器，多種IO口和中斷系統、定時器／計數器等功能集成到一塊矽片上構成的一個小而完善的微型計算機系統。

單片機誕生於1971年，經歷了SCM、MCU、SoC三大階段，早期的SCM單片機都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8051，此後在8051上發展出了MCS51系列MCU系統。單片機已經從20世紀80年代的4位、8位單片機，隨著工業控制領域要求的提高，開始出現了16位單片機，發展到現在運行速度可以媲美電腦CPU的高速單片機。