前面介绍了集成电路的管脚编号辨认,这儿咱们简略了解下51单片机的40个管脚具体的效果。关于没有触摸过杂乱电子元器件的读者来说,或许会感觉十分难,但实践上彻底不需求有害怕心思。
单片机管脚
依照%&&&&&%的管脚辨认方法,缺口朝上,逆时针转一圈,单片机的引脚编号从1到40,如图所示。图中一同给出了各个管脚的称号。咱们彻底不需求故意去记这些管脚次序和称号,在需求的时分查一下就好了,假如用的比较多,后来天然就记住了。
依照图中的大括号的提示,咱们把P0.0~P0.7这样八个管脚称为一组IO口,叫做P0,相同有P1、P2和P3。IO口(IO = Input / Output),望文生义,便是输入输出接口,它是单片机与外界进行信息沟通的途径。之后咱们首要的学习内容,也是环绕IO口进行的。别的这32个IO口又有一些在括号中标示的管脚称号,叫做第二功用;第二功用在特定的状况下会被启用,没有启用第二功用时,它们就仅仅起到IO口的效果。例如P3.0和P3.1又叫做RXD和TXD,它们有串口的效果,能够用来给单片机下载程序,也能够用来和电脑进行数据的收发,即串口通讯。除32个IO口外,还有八个管脚:其间29~31号脚一般用得不多,暂不做介绍;40脚VCC、20脚GND、9号脚RST以及18、19号脚XTAL1、XTAL2很快就会鄙人面的单片机最小系统中进行具体解说。
单片机最小系统电路
什么是单片机最小体系呢?最小体系,便是指单片机能正常作业最简略的电路。对51单片机来说,最小体系一般包含:电源、单片机、时钟电路和复位电路。其电路图如下:
现在向咱们介绍下这些电路的效果。
电源电路
电源电路:作为电子器件,51单片机当然少不了电源供电,它一般运用5V电源,咱们能够从咱们所了解的USB接口获取5V电源。在图中,每个VCC符号都是一同衔接在5V电源正极的;而一切的GND符号衔接在一同,一同接到电源负极。图中之所以没有把它们衔接到一同,而是运用多个VCC和GND符号,是为了让电路图看起来更明晰简练(VCC = Volt Current Condenser,表明供电电压;GND = Ground,接地的意思,能够简略了解为衔接到电源负极,而且咱们以GND作为参阅电压,GND的电压值一直为0V)。
特别注意,必定不要把单片机接到过高的电压上,或许将电源正负极接反,很可能烧坏单片机,乃至发生爆炸。假如单片机是插在芯片插座上的,因为VCC和GND刚好在对称的方位,插反了刚好会呈现电源接反的状况,必定要注意防止。
这儿弥补一点,假如需求知道一种芯片运用的电源电压,一般能够查官方给出的芯片手册,后边会对芯片手册进行介绍。
时钟电路
时钟电路:衔接在引脚XTAL1、XTAL2和GND间的电路是时钟电路(XTAL = External Crystal Oscillator,表明外接晶振)。前面的电源比较好了解,可是什么是时钟电路呢?它有什么用途呢?时钟电路就像是人的心脏相同,每时每刻不断跳动着,关于单片机来说是至关重要的。好像心脏给咱们的身体不断运送血液和氧气,让身体各种器官正常作业,而时钟电路则是单片机内部各部分电路正常作业的驱动力。
时钟电路由晶振和电容器组成。晶振是一种由石英制作的电子元件,在通电时,其表面会发生特定频率的振动,最终经过电路能够输出一个频率很安稳的时钟信号,驱动单片机作业。咱们人的心脏每分钟跳动几十到上百次,而关于单片机来说,这实在太慢了。图中的晶振频率是12MHz(1MHz=1,000,000Hz),正常作业起来,每秒钟振动12,000,000次!实践上,时钟电路的晶振并非有必要是12M,也能够是其他的,可是要注意STC89C51这款单片机最高作业频率不能超过80M(这个相同能够经过芯片手册查找)。实践上咱们运用更多的是11.0592M的晶振,为什么是这样古怪的频率呢?后边讲到串口的时分信任读者就能理解了。
时钟电路还用到C2和C3两个电容,假如不了解电容,能够找找常用电子%&&&&&%介绍的相关材料,这儿不做介绍。这两个电容一般用瓷片电容,容量一般取30pF即可。
趁便说一下,假如自己规划时钟电路,晶振和单片机之间的连线不要过长,这样可能会导致电路不能正常作业(不能起振)。
时钟每发生一次振动的时刻,叫做一个时钟周期;关于咱们用的这款51单片机,每12个时钟周期,单片机履行一步操作,称为一个机器周期(STC也推出了1T单片机,每1个时钟周期就履行一步操作)。假如是12M晶振,时钟周期便是1/12 us,机器周期刚好是1 us。
咱们应该还记得前面说的上世纪陈旧巨大的核算机埃尼阿克吧,埃尼阿克一秒钟能进行5000次加法运算,那在其时已经是适当高的水平了。可是和咱们的51单片机比起来,实在是小巫见大巫。51单片机能够在一个机器周期里进行一次加法运算(即汇编指令ADD),用12M晶振,1秒钟最多能够进行一百万次加法运算,是埃尼阿克的200倍(不考虑数据在寄存器和内存之间的移动)。看到这儿,咱们是不是在为自己能用上这么高科技的东西而窃喜呢?^_^
复位电路
复位电路:图中衔接到RST引脚的那部分电路便是复位电路,由电阻和电容组成。复位电路的效果,便是在刚通电的时分给单片机宣布一个信号(关于51单片机,是接连至少两个机器周期的高电平),告知单片机现在能够开端作业了。所以单片机就从初始状况开端,诲人不倦的履行特定的程序,直到断电,或许呈现特殊状况导致程序停止。一般状况下,单片机正常作业时是不应该呈现程序履行停止的状况的,有关这个问题,后文讲单片机程序特色时会阐明。
复位电路的原理,是上电时经过电阻给电容充电,让电容衔接到RST管脚的电压,从5V变为0V,也便是高电平变为低电平。电阻和电容的取值,依照图中给出的参阅值即可,假如对模仿电路有了解,也能够自行核算确认其取值。
其他电路
别的,图中的EA/VPP管脚,是拜访内部或外部程序存储器挑选信号和供给编程电压的,一般用的不多。直接衔接VCC就能够了。
实践做试验的时分,我发现单片机不接复位电路,晶振上的两个%&&&&&%省去,一般也能作业。可是为了安全起见,有条件的状况下仍是应该把这些都接上。咱们需求谨慎的科学态度。
有了最小体系,单片机就能够正常作业,不断的履行咱们让它履行的程序了。单片机这种不怕苦不怕累的精力值得咱们学习。
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