一文解決你對微控制器最小系統的所有疑問

微控制器的最小系統就是讓微控制器能正常工作併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微控制器可以工作的系統。怎麼理解可以工作呢?在此老宅說一個特例——“可以下載程式”,也就是說一塊可以正常的透過下載器完成程式下載的微控制器最小系統。這個特例也是我們後面會說到的如何快速判斷微控制器系統是否正常的一個辦法,也就說一個微控制器系統,只要能下載程式,那它的最小系統部分的電路是沒問題。那微控制器最小系統的電路都有哪些部分呢?對51 系列微控制器來說, 微控制器最小系統一般應該包括: 電源、時鐘電路、復位電路三部分。有了這三部分,微控制器就能自主的執行程式,完成我們想要完成的任務或者動作。

電源

傳統51微控制器的供電電壓再4。7V-5。2V之間,超出此範圍會燒燬微控制器或者微控制器不工作,一般是採用5V供電。STC51微控制器中從3V-5V的都有,還有超寬電壓供電的,供電電壓從2。7V-5。5V都能正常工作,一般我們採用5V或者3。3V供電,這樣方便匹配外部電路的供電電壓。

時鐘電路

時鐘電路就是晶振電路,一般選擇12Mhz的晶振,方便使用定時器、計數器的功能。,傳統的51微控制器的晶振必須外接,外接於XTAL2和引腳XTAL1引腳上,最大隻支援到24M。STC單片機發展到現在的STC15系列,已經不需要外接晶振,微控制器內部已經集成了高精度的時鐘電路,XTAL2和XTAL1引腳可以作為普通IO口使用,增加了IO數量,還簡化了最小系統電路,內部高精度時鐘還可以支援到最大30M的執行頻率。

復位電路

無論是在微控制器剛開始接上電源時,還是執行過程中發生故障都需要復位。復位電路用於將微控制器內部各電路的狀態恢復到一個確定的初始值,並從這個狀態開始工作。微控制器的復位條件:必須使其RST引腳上持續出現兩個(或以上)機器週期的高電平。微控制器的復位形式:上電覆位、按鍵復位。傳統微控制器必須外接復位電路,具體電路如下圖,STC15系列以後的微控制器內部已經集成了高可靠的復位,不需再外接復位電路,優點不用再說。

對於不同的51微控制器型號來說,其最小系統電路又有所不同,下面我們放上幾個常用微控制器的最小系統,以供大家比較學習。

傳統51微控制器最小系統

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傳統51微控制器最小系統

STC89系列最小系統

一文解決你對微控制器最小系統的所有疑問

STC98系列微控制器最小系統

STC微控制器12系列最小系統

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STC微控制器12系列最小系統

STC15系列最小系統

一文解決你對微控制器最小系統的所有疑問

STC15系列最小系統

從以上幾張圖中可以看出,微控制器最小系統是越來越簡單,可以使用的IO是越來越多,內部整合的復位電路是越來越可靠,時鐘電路精度是越來越高。

這是我們直觀看到的,還有一點在以上圖片中沒有表現出來的是程式下載電路,STC微控制器開闢了新的51微控制器程式下載方式,可以直接採用微控制器串列埠實現程式的下載,省去了複雜的下載電路和下載器。從STC15W系列後的晶片,還支援USB直接下載,直接把微控制器和PC的USB介面相連就可以實現程式下載,省去的不只是最小系統電路,還有昂貴的程式燒寫器。這些種種的原因,也就是我們為什麼一直都建議大家買開發板一定要買STC15系列以後的板子。