51最小系统原理图设计

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1、最小系统电源部分8051的工作电压为+5V，±0.5V，工作电流200mA其它部分工作电流：总电流：≤500mA功耗：≤2.5W电源电路见下图，为典型电路这里不再叙述LED数码显示器（如图所示）LED数码显示器是一种由LED发光二极管组合显示字符的显示器件，它使用了8个LED发光二极管，其中7个用于显示字符，1个用于显示小数点，故通常称为7段（也有称作8段）发光二极管数码显示。LED数码显示器有两种连接方法：①共阳极接法：把二极管的阳极连接在一起构成公共阳极，使用时公共阳极接+5V，每个发光二极管的阴极通过电阻与输入端相连。当阴极端输入低电平时，七段发光二极管就导通点亮，而输入

2、高电平时则不点亮。②共阴极接法：把二极管的阴极连接在一起构成公共阴极，使用时公共阴极接+5V，每个发光二极管的阳极通过电阻与输入端相连。当阳极端输入高电平时，七段发光二极管就导通点亮，而输入低电平时则不点亮。a)符号及引脚配置b)共阴极LEDc)共阳极LED2.2.2时钟电路的设计单片机工作的时间基准是由时钟电路提供的。在单片机的XTAL1和XTAL2两个引脚间，接一只晶振及两只电容就构成了单片机的时钟电路，如图1所示。图一电路中的器件选择可以通过计算和实验确定，也可以参考一些典型电路的参数。电路中，电容器C1和C2对振荡器频率有微调作用，通常的取值范围30±10pF；石英晶体

3、选择6MHZ或12MHZ都可以。其结果只是机器周期时间不同，影响计数器的计数初值。8051单片机的时钟产生有以下两种方法：一、内部时钟方式：利用单片机内部的振荡器，然后在引脚XTAL1（18脚）和XTAL2（19脚）两端接晶振，就构成了稳定的自激振荡器，其发出的脉冲直接送入内部时钟电路，外接晶振时，晶振两端的电容一般选择为30PF左右；这两个电容对频率有微调的作用，晶振的频率范围可在1.2MHz-12MHz之间选择。二、外部时钟方式：此方式是利用外部振荡脉冲接入XTAL1或XTAL2。HMOS和CHMOS单片机外时钟信号接入方式不同，HMOS型单片机（例如8051）外时钟信号由

4、XTAL2端脚注入后直接送至内部时钟电路，输入端XTAL1应接地。由于XTAL2端的逻辑电平不是TTL的，故建议外接一个上接电阻。如下图外接时钟信号通过一个二分频的触发器而成为内部时钟信号，要求高、低电平的持续时间都大于20ns，一般为频率低于12MHz的方波。片内时钟发生器就是上述的二分频触发器，它向芯片提供了一个2节拍的时钟信号。前面已提到，计算机工作时，是在统一的时钟脉冲控制下一拍一拍地进行的。由于指令的字节数不同，取这些指令所需要的时间也就不同，即使是字节数相同的指令，由于执行操作有较大的差别，不同的指令执行时间也不一定相同，即所需的拍节数不同。为了便于对CPU时序进行

5、分析，一般按指令的执行过程规定了几中周期，即时钟周期、机器周期和指令周期，也称为时序定时单位，下面分别予以讲解。时钟周期时钟周期也称为振荡周期，定义为时钟脉冲的倒数（可以这样来理解，时钟周期就是单片机外接晶振的倒数，例如12M的晶振，它的时间周期就是1/12us），是计算机中最基本的、最小的时间单位。在一个时钟周期内，CPU仅完成一个最基本的动作。对于某种单片机，若采用了1MHZ的时钟频率，则时钟周期为1us；若采用4MHZ的时钟频率，则时钟周期为250us。由于时钟脉冲是计算机的基本工作脉冲，它控制着计算机的工作节奏（使计算机的每一步都统一到它的步调上来）。显然，对同一种机型

6、的计算机，时钟频率越高，计算机的工作速度就越快。但是，由于不同的计算机硬件电路和器件的不完全相同，所以其所需要的时钟周频率范围也不一定相同。我们学习的8051单片机的时钟范围是1.2MHz-12MHz。2.2.3复位电路的设计单片机的RET引脚为主机提供一个外部复位信号输入端口。复位信号是高电平有效，高电平有效的持续时间应为2个机器周期以上。复位以后，单片机内各部件恢复到初始状态，单片机从ROM的0000H开始执行程序。单片机的复位方式有上电自动复位和手工复位两种。图2是51系列单片机常用的上电复位和手动复位的组合电路，只要VCC上升时间不超过1ms，它们都能很好地工作。阻容器

7、件的参考值为，R1=200Ω，R2=1KΩ，C3=22uF图二2.2.4电源电路的设计电源部分8051的工作电压为+5V，±0.5V，工作电流200mA其它部分工作电流：总电流：≤500mA功耗：≤2.5W图三电源：桥式整流、滤波（两个滤波电容）、稳压三端稳压器件：7805系列三端稳压器件是最常用的线性降压型DC/DC转换器，目前也有大量先进的DC/DC转换器层出不穷，例如低压差线性稳压器LDO等。7805简单易用，价格低廉，直到今天还在大多电路中采用。7805系列在降压电路中应注意以下事项