51单片机简介

单片机简介

单片机也称为控制器MCU，将CPU、RAM、ROM、输入/输出设备集成在一块电路芯片中。

51单片机简介

51单片机是对所有兼容Intel 8031指令系统的单片机的统称。

数字电路基础

电平特性

TTL电路和CMOS电路的逻辑电平关系如下**（逻辑电平1指高电压，逻辑电平0指低电压）**：

  • VOH：逻辑电平1的输出电压。
  • VOL：逻辑电平0的输出电压。
  • VIH：逻辑电平1的输入电压。
  • VIL：逻辑电平0的输入电压。

TTL电平临界值：

  • VOHmin=2.4V，VOLmax=0.4V。
  • VIHmin=2.0V，VILmax=0.8V。

CMOS电平临界值（假设电源电压为+5V）：

  • VOHmin=4.99V，VOLmax=0.01V。
  • VIHmin=3.5V，VILmax=1.5V。

通常CMOS电平可以驱动TTL电平，但TTL电平不能驱动CMOS电平，需要外接上拉电阻。

51单片机最小系统

51最小系统构成

1.晶振电路
2.复位电路
3.电源电路
4.下载电路

晶振电路

由于单片机正常工作需要一个时钟，因此就需要在其晶振引脚上外接晶振。我们使用的是51单片机，其时钟频率可在0-40MHZ 上运行，一般情况下我们建议选择12M（适合计算延时时间）或者是11.0592M（适合串口通信）。因为晶振起振的一瞬间会产生一些电感，若直接将此晶振接入单片机晶振引脚，系统工作会不稳定。因此，可以在此晶振两端分别加上一个电容，电容的选取需要无极性的，另一端需要共地。根据选取的晶振大小决定电容值，通常电容可在10-33PF值范围内选取。
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复位电路

单片机引脚当中有一个RST复位引脚。STC89CXX单片机是高电平复位，所以只需要让这个引脚保持一段时间高电平就可以完成复位。
要实现此功能通常有两种方式，一种是通过按键进行手动复位，还有一种是上电复位，即电源开启后自动复位。手动复位是通过一个按键及电容电阻所组成，利用按键的开关功能实现复位，按键按下后VCC直接进入到单片机RST 引脚，松开后VCC断开，RST被电阻拉为低电平，实现手动复位。自动复位主要是利用RC充放电功能，电源已开启，由于电容隔直通交，VCC直接进入RST，然后电容开始慢慢充电，直到充电完成，此时RST被电阻拉低，起到上电复位的效果。不到系统崩溃，我们几乎不会操作复位。
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电源电路

STC89CXX单片机的工作电压是3.3-5.5V，通常我们使用5V直流。将电源接入到各芯片电源引脚即可。开发板上预留了P3（5V/3V）端子，可以很方便的给外部模块连接电源。
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下载电路

现在的笔记本电脑没有RS232接口，所以要使用USB转TTL串口电平芯片来建立PC机和单片机数据传输通路。通常使用CH340G或者CH340C芯片来完成电平转换。CH340G需外接12M晶振，而CH340C内部自带晶振，所以可以不接外部12M晶振。
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51单片机GPIO介绍

GPIO概念

GPIO是通用输入输出端口的简称，可以通过软件来控制其输入和输出。

  • 电源引脚
  • 晶振引脚
  • 复位引脚
  • 下载引脚
  • GPIO引脚