在了解原理之前， 首要讓咱們考慮一個疑問，啥是單片機， 單片機有啥用？ 這是一個有意思的疑問，因為任何人都不能給出一個被咱們都認可的概念，那終究啥是單片機呢？ 遍及來說， 單片機又稱單片微操控器， 是在一塊芯片中集成了CPU（ 基地處理器）、RAM（ 數據存儲器）、ROM（ 程序存儲器）、守時器/ 計數器和多種功用的I/O（ 輸入/ 輸出） 接口等一臺核算機所需求的根柢功用部件，然后能夠完結雜亂的運算、邏輯操控、通訊等功用。在這兒，咱們沒必要去找到明晰的概念來解析啥是單片機，分外在運用C 言語編寫程序的時，不必太多的去了解單片機的內部構造以及作業原理等。從運用的視點來說，經過從簡略的程序下手，逐步的了解然后逐步深化知曉單片機。

　　在簡略了解了啥是單片機往后，然后咱們來構建單片機的最小體系，單片機的最小體系即是讓單片機能正常作業并體現其功用時悉數必要的構成有些，也可了解為是用起碼的元件構成的單片機能夠作業的體系。對51 系列單片機來說， 最小體系通常應當包含： 單片機、時鐘電路、復位電路、輸入/ 輸出設備等（見圖1）。

　　圖1 單片機最小體系框圖

　　電路詳解

　　根據上文的內容，方案51 系列單片機最小體系見圖2。

　　圖2 51系列單片機最小體系

　　下面就圖2 所示的單片機最小體系各有些電路進行具體闡明。

　　1. 時鐘電路

　　在方案時鐘電路之前，讓咱們先了解下51 單片機上的時鐘管腳：

　　XTAL1（19 腳） ：芯片內部振動電路輸入端。

　　XTAL2（18 腳） ：芯片內部振動電路輸出端。

　　XTAL1 和XTAL2 是獨立的輸入和輸出反相拓展器，它們能夠被配備為運用石英晶振的片內振動器，或許是器材直接由外部時鐘驅動。圖2 中選用的是內時鐘辦法，即選用運用芯片內部的振動電路，在XTAL1、XTAL2 的引腳上外接守時元件（一個石英晶體和兩個電容），內部振動器便能發作自激振動。通常來說晶振能夠在1.2 ～ 12MHz 之間任選，乃至能夠抵達24MHz 或許更高，可是頻率越高功耗也就越大。在本實驗套件中選用的11.0592M 的石英晶振。和晶振并聯的兩個電容的巨細對振動頻率有纖細影響，能夠起到頻率微調作用。中選用石英晶振時，電容能夠在20 ～ 40pF 之間選擇（本實驗套件運用30pF）；中選用陶瓷諧振器材時，電容要恰本地增大一些，在30 ～ 50pF 之間。通常選擇33pF 的陶瓷電容就能夠了。

　　別的值得一提的是假定讀者自個在方案單片機體系的打印電路板（PCB） 時，晶體和電容應盡或許與單片機芯片挨近，以削減引線的寄生電容，保證振動器牢靠作業。查看晶振是不是起振的辦法能夠用示波器能夠查詢到XTAL2 輸出的十分美麗的正弦波，也能夠運用萬用表丈量（ 把擋位打到直流擋，這個時分測得的是有用值）XTAL2 和地之間的電壓時，能夠看到2V 分配一點的電壓。

　　2. 復位電路

　　在單片機體系中，復位電路對錯常要害的，當程序跑飛（作業不正常）或死機（間斷作業）時，就需求進行復位。

　　MCS-5l 系列單片機的復位引腳RST（ 第9 管腳） 呈現2個機器周期以上的高電往常，單片機就施行復位操作。假定RST 繼續為高電平，單片機就處于循環復位狀況。

　　復位操作通常有兩種根柢辦法：上電主動復位和開關復位。圖2 中所示的復位電路就包含了這兩種復位辦法。上電剎那間，電容兩頭電壓不能驟變，此刻電容的負極和RESET 相連，電壓悉數加在了電阻上，RESET 的輸入為高，芯片被復位。隨之+5V電源給電容充電，電阻上的電壓逐步減小，終究約等于0，芯片正常作業。并聯在電容的兩頭為復位按鍵，當復位按鍵沒有被按下的時分電路完結上電復位，在芯片正常作業后，經過按下按鍵使RST管腳呈現高電平抵達手動復位的作用。通常來說，只需RST 管腳上堅持10ms 以上的高電平，就能使單片機有用的復位。圖中所示的復位電阻和電容為經典值，實習制作是能夠用同一數量級的電阻和電容代替，讀者也可自行核算RC 充電時刻或在作業環境實習丈量，以保證單片機的復位電路牢靠。

　　3. EA/VPP（31 腳） 的功用和接法

　　51 單片機的EA/VPP（31 腳） 是內部和外部程序存儲器的選擇管腳。當EA 堅持高電往常，單片機拜訪內部程序存儲器；當EA 堅持低電往常，則不論是不是有內部程序存儲器，只拜訪外部存儲器。

　　關于如今的絕大有些單片機來說，其內部的程序存儲器（通常為flash）容量都很大，因而根柢上不需求外接程序存儲器，而是直接運用內部的存儲器。

　　在本實驗套件中，EA 管腳接到了VCC 上，只運用內部的程序存儲器。這一點必定要留心，許多初專家常常將EA 管腳懸空，然后致使程序施行不正常。

　　4. P0 口外接上拉電阻

　　51 單片機的P0 端口為開漏輸出，內部無上拉電阻（見圖3）。所以在作為通常I/O 輸出數據時，因為V2 截止，輸出級是漏極開路電路，要使“1”信號（即高電平）正常輸出，有必要外接上拉電阻。

　　圖3 P0端口的1位構造

　　別的，防止輸入時讀取數據犯錯，也需外接上拉電阻。在這兒簡明的說下其要素：在輸入狀況下，從鎖存器和從引腳上讀來的信號通常是一同的，但也有破例。例如，當從內部總線輸出低電平后，鎖存器Q ＝ 0， Q ＝ 1，場效應管V1 注冊，端口線呈低電平狀況。此刻不論端口線上外接的信號是低電平仍是高電平，從引腳讀入單片機的信號都是低電平，因而不能精確地讀入端口引腳上的信號。又如，當從內部總線輸出高電平后，鎖存器Q ＝ 1， Q ＝ 0，場效應管V1 截止。如外接引腳信號為低電平， 從引腳上讀入的信號就與從鎖存器讀入的信號紛歧樣。所以當P0 口作為通用I/O 接口輸入運用時，在輸入數據前，應先向P0 口寫“1”，此刻鎖存器的Q 端為“0”，使輸出級的兩個場效應管V1、V2 均截止，引腳處于懸浮狀況，才可作高阻輸入。

　　總結來說：為了能使P0 口在輸出時能驅動NMOS 電路和防止輸入時讀取數據犯錯，需外接上拉電阻。在本實驗套件中選用的是外加一個10K 排阻。此外，51 單片機在對端口P0—P3 的輸入操作上，為防止讀錯，應先向電路中的鎖存器寫入“1”，使場效應管截止，以防止鎖存器為“0”狀況時對引腳讀入的攪擾。

　　5. LED 驅動電路

　　仔細的讀者或許現已發現，在最小體系中，發光二極管（LED）的接法是采納了電源接到二極管正極再經過1K 電阻接到單片機I/O 口上的（見圖4 中的接法1）。為何這么接呢？首要咱們要知道LED 的發光作業條件，紛歧樣的LED 其額外電壓和額外電流紛歧樣，通常而言，紅或綠色彩的LED 的作業電壓為1.7V~2.4V，藍或白色彩的LED 作業電壓為2.7~4.2V， 直徑為3mm LED 的作業電流2mA~10mA。在這兒選用赤色的3mm 的LED。其次，51 單片機（如本實驗板中所運用的STC89C52單片機）的I/O 口作為輸出口時，拉電流（向外輸出電流）的才華是μA 等級，是短少以點亮一個發光二極管的。而灌電流（往內輸入電流）的辦法可高達20mA，故選用灌電流的辦法驅動發光二極管。當然，如今的一些增強型單片機，是選用拉電流輸出（接法2）的，只需單片機的輸出電流才華滿意強即可。別的，圖4 中的電阻為1K 阻值，是為了綁縛電流，讓發光二極管的作業電流綁縛在2mA~10mA。

　　圖4 LED的接法