2016-08-02 23:43:44 newcong0123 阅读数 3638

51单片机最小系统由三部分组成:主控电路、复位电路、晶振电路。

添加LED电路和独立按键。原理图如下所示:

 

 

 

 

 

 

 

 

2016-08-02 10:37:18 Insanity666 阅读数 10028

单片机最小系统的四大硬件单片机,晶振电阻,复位电路 ,电源


最小系统就是用最少的元件组成单片机的工作系统


1.复位电路

可以自动复位,可以是高电平使他复位也可以是低电平使他复位,跳转到0地址,然后重新开始。

高电平复位电路图: 


 
这张图可以自动复位也可以手动复位 


自动复位:导通的一瞬间,VCC由0到5,电容通交流阻直流,于是导通了,于是RST有了一段高电平,只要超过24个时钟周期就复位了。等充电一段时间后,电容饱和,RST对应为0,变为低电平。正常工作为低电平,高电平复位

手动复位:按键一瞬间让RST与VCC连通,只要时间超过24个时钟周期,高电平复位。所以手动复位要和电容并联。

低电平复位电路图: 
这里写图片描述
原理和高电平复位是一样的。


2 晶振电阻

相当于心脏,电容有助于晶振起振。



要供电的晶振叫做有源晶振,价格昂贵,精度较高 
不要供电的晶振叫做无缘晶振,价格便宜,精度较差


3.电源

需要滤波(并联,要和电源近)




开始画最小系统原理图


1、新建一个pcb工程,然后新建一个原理图文件,再新建一个pcb文件。后缀名分别是.prj, .SchDoc, .PcbDoc 
2、在左边的工程目录那边,右击工程,然后点保存,而不是一个一个单独保存原理图和pcb。但是他们三个都要保存在同一个目录下面。 
3、点菜单栏里的设计—浏览库,然后右边侧边栏就会出现Library,点击之后再次点击库,然后安装或卸载你想安装的库。但是要注意安装的库要和你的工程文件放在同一个目录下面。安装成功之后,如果嫌弃右边太小了没办法看,还可以在左边的目录那里,右击原理图,选择加载已经存在的文件,没错,就是辣个你安装的库,然后你会在一个新的页面里挑选你想要的元器件。选择好了之后,就点放置,然后就可以放到原理图文件里了。




注意事项: 
这里写图片描述

AT89s52最小系统的注意事项

NPN三极管的定义

IO口在基电极加1时接地,为低电平。 
IO口在集电极加0时截止,为高电平。 
但若没有上拉电阻,在加0截止是,会出现高阻态,形成开露口,没有输出高电平的能力。

AT89C51一共有四组IO口,其中只有一组是这样的开露口。 
开露口的作用: 
有的时候要连最高工作电压没有5V的外设,所以为了能够让外设正常使用,要加上不同的上拉电阻,再连上VCC是电压改变。

P0口就是那个开漏口,若要在P0口正常使用外设,则要加上八个电阻,上拉电阻一般是10k,也可以优化成使用排阻。 
这里写图片描述

2018-04-07 09:40:54 qq_38105227 阅读数 35908

单片机:单片机(Microcontrollers)是一种集成电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统,在工业控制领域广泛应用。

 先上原理图和PCB,原理介绍在后面:

原理图:(如有错误欢迎留言,大笑大笑大笑

PCB:

3D效果图:

最小系统组成:

51单片机最小系统:单片机、复位电路、晶振(时钟)电路、电源

最小系统用到的引脚

1、主电源引脚(2根)
VCC:电源输入,接+5V电源
GND:接地线

2、外接晶振引脚(2根)
XTAL1:片内振荡电路的输入端
XTAL2:片内振荡电路的输出端

3、控制引脚(4根)
RST/VPP:复位引脚,引脚上出现2个机器周期(如果用11.0592Mhz的晶振,一个机器周期为1us,一个机器周期等于12个时钟周期)的高电平将使单片机复位,

电源:

    电脑端输出232电平,单片机是TTL电平,需要USB转换模块对其转换

复位电路:分为高电平和低电平复位。上电复位、按键复位、看门狗复位。

单片机的复位电路就好比电脑的重启部分,当电脑在使用过程中死机,按下重启按钮电脑内部的程序开始从头执行。单片机也一样,当单片机系统在运行中,受到环境干扰出现程序跑飞的时候,按下复位按钮,内部程序从头开始执行。

 (包括上电复位和按键复位)

 

当这个电路处于稳态时,电容起到隔离直流的作用,隔离了+5V,而左侧的复位按键是弹起状态,下边部分电路就没有电压差的产生,所以按键和电容C11 以下部分的电位都是和GND 相等的,也就是 0V。我们这个单片机是高电平复位,低电平正常工作,所以正常工作的电压是 0V,没有问题。

我们再来分析从没有电到上电的瞬间,电容 C11 上方电压是 5V,下方是 0V,根据我们初中所学的知识,电容 C11 要进行充电,正离子从上往下充电,负电子从 GND 往上充电,这个时候电容对电路来说相当于一根导线,全部电压都加在了 R31 这个电阻上,那么 RST端口位置的电压就是 5V,随着电容充电越来越多,即将充满的时候,电流会越来越小,那RST 端口上的电压值等于电流乘以 R31 的阻值,也就会越来越小,一直到电容完全充满后,线路上不再有电流,这个时候RST 和 GND 的电位就相等了也就是 0V 了。

从这个过程上来看,我们加上这个电路,单片机系统上电后,RST 引脚会先保持一小段时间的高电平而后变成低电平,这个过程就是上电复位的过程。那这个“一小段时间”到底是多少才合适呢?每种单片机不完全一样,51 单片机手册里写的是持续时间不少于 2 个机器周期的时间。复位电压值,每种单片机不完全一样,我们按照通常值 0.7VCC 作为复位电压值,复位时间的计算过程比较复杂,我这里只给大家一个结论,时间t=1.2RC,我们用的 R是 4700 欧,C 是 0.0000001 法,那么计算出 t 就是 0.000564 秒,即564us,远远大于 2 个机器周期(2us),在电路设计的时候一般留够余量就行。

按键复位(即手动复位)有 2 个过程,按下按键之前,RST 的电压是 0V,当按下按键后电路导通,同时电容也会在瞬间进行放电,RST 电压值变化为 4700VCC/(4700+18),会处于高电平复位状态。当松开按键后就和上电复位类似了,先是电容充电,后电流逐渐减小直到 RST 电压变 0V 的过程。我们按下按键的时间通常都会有几百毫秒,这个时间足够复位了。

按下按键的瞬间,电容两端的 5V 电压(注意不是电源的 5V 和 GND 之间)会被直接接通,此刻会有一个瞬间的大电流冲击,会在局部范围内产生电磁干扰,为了抑制这个大电流所引起的干扰,我们这里在电容放电回路中串入一个 18 欧的电阻来限流。

晶振(时钟电路):

晶振通常分为无源晶振和有源晶振两种类型,无源晶振一般称之为 crystal(晶体),而有源晶振则叫做 oscillator(振荡器)。

有源晶振是一个完整的谐振振荡器,它是利用石英晶体的压电效应来起振,所以有源晶振需要供电,当我们把有源晶振电路做好后,不需要外接其它器件,只要给它供电,它就可以主动产生振荡频率,并且可以提供高精度的频率基准,信号质量也比无源信号要好

无源晶振自身无法振荡起来,它需要芯片内部的振荡电路一起工作才能振荡它允许不同的电压,但是信号质量和精度较有源晶振差一些。相对价格来说,无源晶振要比有源晶振价格便宜很多。无源晶振两侧通常都会有个电容,一般其容值都选在10pF~40pF 之间,我们用 20pF 就是比较好的选择,这是一个长久以来的经验值,具有极其普遍的适用性。

 

有源晶振通常有 4 个引脚,VCC,GND,晶振输出引脚和一个没有用到的悬空引脚(有些晶振也把该引脚作为使能引脚)。无源晶振有 2 个或 3 个引脚,如果是 3 个引脚的话,中间引脚接是晶振的外壳,使用时要接到 GND,两侧的引脚就是晶体的 2 个引出脚了,这两个引脚作用是等同的,就像是电阻的 2 个引脚一样,没有正负之分。对于无源晶振,用我们的单片机上的两个晶振引脚接上去即可,而有源晶振,只接到单片机的晶振的输入引脚上,输出引脚上不需要接,如图所示。

 

 

 总结:

1.   51单片机最小系统复位电路的极性电容C1的大小直接影响单片机的复位时间,一般采用10~30uF,51单片机最小系统容值越大需要的复位时间越短。

 2.    51单片机最小系统晶振Y1也可以采用6MHz或者11.0592MHz典型的晶振取11.0592MHz(因为可以准确地得到9600波特率和19200波特率,用于有串口通讯的场合)在正常工作的情况下可以采用更高频率的晶振,51单片机最小系统晶振的振荡频率直接影响单片机的处理速度,频率越大处理速度越快。

 3.    51单片机最小系统起振电容C2、C3一般采用10~40pF,并且电容离晶振越近越好,晶振离单片机越近越好

 4.    P0口为开漏输出,作为输出口时需加上拉电阻,阻值一般为10k。

工程文件,提供下载链接:

https://download.csdn.net/download/qq_38105227/10374324

 

2017-01-24 16:56:10 OurRtems 阅读数 1081

    跟随孟老师的视频设计好了基于KiCad的STM32F103VET6的最小系统原理图,设计过程主要有以下几个步骤:

1.由于STM32F103VET6在原理图中占的空间很大,所有要对页面进行设置,将原来的A4纸转换为A1纸张。


2.设置完纸张后,在原理图中放置元件STM32F103VET6

3.在设计STM32F103VET6的外围电路时发现STM32F103VET6的引脚稍微有些拥挤,不太便于其外围电路的设计,因此需要对其引脚进行调整。

4.STM32F103VET6元件上点击鼠标右键,选择编辑元件,然后选择在库编辑器中编辑元件。进入库编辑器后对元件的引脚间距等进行修改。


5.完成电源电路的设计。


6.完成复位电路的设计。


7.完成两个时钟电路的设计。





8.设计电池电路。


9.修改元器件的标称值。


10.添加元器件的封装。

11.补充二极管、32.768kHz晶振及电池座三种元器件的封装。

    最后完成的作品如下图所示:


By:霜月孤鸟


2016.12.28

博文 来自: qq_30594349

51单片机最小系统

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2.2 单片机最小系统

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