51单片机-51单片机最小系统

本章概述思维导图：

51单片机最小系统

        51单片机最小系统是51系列单片机（如AT89C51、STC89C52等）能够独立工作的最简电路配置，它为单片机提供了运行所需的基本条件。51单片机最小系统板是嵌入式系统开发的基础平台，集成了单片机运行所需的最小功能模块。

51最小系统板硬件架构

51最小系统板的核心是单片机（MCU），围绕其集成以下功能模块：

1.时钟电路：为单片机提供精确的时钟信号。

2.复位电路：实现上电复位和手动复位功能。

3.电源电路：为系统提供稳定的工作电压。

4.下载电路：支持程序烧录和在线调式。

51最小系统核心电路设计详解

单片机核心芯片

型号选择：STC89C52是增强型51单片机，支持在线编程（ISP），无需专用编程器。

连接引脚：

51单片机18XTAL1和19XTAL2引脚：外接晶振引脚，练级时钟电路；

51单片机9RST引脚：复位引脚，连接复位电路；

51单片机10( P3.0)RXD和11(P3.1)TXD引脚：串联通信引脚，连接下载电路；

51单片机40(VCC)和20(GND)引脚：为核心芯片供电和接地电流；

晶振电路

晶振电路也称时钟电路：为单片机提供时钟信号，同步CPU、存储器、外设等模块的工作。

观察图中51单片机核心芯片中18和19脚连接晶振。

晶振的选择11.0592MHz和12MHz是两种常见方案。选择11.0592MHZ方便与串口通信中波特率精度的优化，选择12MHZ简化定时器计算和提高程序执行速度；

在晶振电路中添加两个电容是给晶振提高稳定的相位和幅度条件，确保晶振输出频率与标称值一致，可抑制高频噪声提高系统稳定性。

复位电路

复位电路：是在系统上电或手动操作时，将电路状态初始化为确定的初始值，确保系统可靠启动或从异常状态恢复。

观察图中51单片机核心芯片的9脚连接了复位电路上

下半部分是上电复位实现电路，由电阻R9和电容C14构成充放电回路，利用电容电压不能突变的特性生成复位脉冲。上电时，电容电压从0V开始充电，复位引脚被拉低；充电完成后，复位引脚恢复高电平实现复位。

上半部分在RC复位电路基础上增加按键，按下时，电容通过按键快速放电，复位引脚被拉点，生成按键复位脉冲。松开按键后，电容重新充电，复位引脚恢复高电平实现复位。

电源电路

电源电路需为单片机核心、时钟电路、复位电路及必要外设提供稳定、低噪声的电源。

用USB接口上直流电5V通过AMS1117-3.3稳压芯片转变成3.3V，这3.3V是给外围电路模块供电的。51芯片依旧是使用5V供电。同时用端子把5V和3.3V、GND引出来方便我们使用；

下载电路

下载电路也称USB转TTF电路，下载电路是实现程序烧录的关键模块，通常采用USB转串口（如CH340G芯片）的方式与PC通信。

观察图中CH340G是一款USB转串口芯片，负责将PC的USB信号转换为TTL串口信号（RXD/TXD），从而与51单片机的串口通信模块（如STC89C52的P3.0/P3.1）对接。

电源引脚：

        USB的5V（VCC）连接到CH340G的VCC引脚，为芯片供电。

        USB的GND与CH340G的GND引脚连接，形成公共地。

数据引脚：

        USB的D+和D-分别连接到CH340G的UD+和UD-引脚，实现USB通信。

串口引脚：

        CH340G的TXD引脚 → 单片机的RXD（如P3.0），用于向单片机发送数据。

        CH340G的RXD引脚 → 单片机的TXD（如P3.1），用于接收单片机发送的数据。

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