51最小系统讲解及IO端口应注意问题.pptxVIP

51单片机最小系统1、51单片机最小系统结构组成2、51端口结构及工作原理3、LED共阳极接法与共阴极接法区别4、51最小系统原理图一、51最小系统结构组成 单片机最小系统概念：是能够让单片机工作的最小硬件电路。 51单片机最小系统包括：供电电路、复位电路、时钟电路。供电电路：提供电源复位电路：用于将单片机内部各电路的状态恢复到初始值时钟电路：为单片机工作提供基本时钟复位电路：这是最常用的复位电路，结构简单，所需外围元件较少。在电路图中，电容的的大小是10uF，电阻的大小是10k。所以根据公式，可以算出电容充电到电源电压的0.7倍（单片机的电源是5V，所以充电到0.7倍即为3.5V），需要的时间是10K*10UF=0.1S。在单片机启动0.1S后，电容C两端的电压持续充电为5V，这是时候10K电阻两端的电压接近于0V，RST处于低电平所以系统正常工作。当按键按下的时候，开关导通，这个时候电容两端形成了一个回路，电容被短路，所以在按键按下的这个过程中，电容开始释放之前充的电量。随着时间的推移，电容的电压在0.1S内，从5V释放到变为了1.5V，甚至更小。根据串联电路电压为各处之和，这个时候10K电阻两端的电压为3.5V，甚至更大，所以RST引脚又接收到高电平。单片机系统自动复位。抗干扰复位电路带电压监控功能的复位电路时钟电路：时钟电路用于产生单片机工作时所需要的时钟信号。单片机本身如同一个复杂的同步时序电路，为了保证其同步工作，电路应在唯一的时钟信号下严格的按规定完成时序工作。时钟频率直接影响单片机的速度，电路的质量直接影响系统的稳定。常用的时钟电路有两种：内部时钟电路和外部时钟电路。晶振的选择：这是51内部时钟电路最常用的接法，标准的51单片机晶振选择范围是在1.2M-12M，且频率越高，单片机运行速度越快一般，由于一个机器周期是12个时钟周期，即12分频，所以采用6M、12M晶振，分频后为2us,1us,便于计算，但是在串行通信时为了实现标准的波特率，如9600，4800，一般取晶振为11.0592MHZ。二、51端口的结构及工作原理P0作为I/O端口使用时的工作原理： P0口作为I/O端口使用时，多路开关的控制信号为0，多路开关的控制信号同时与与门的一个输入端是相接的，我们知道与门的逻辑特点是“全1出1，有0出0”那么控制信号是0的话，这时与门输出的也是一个0（低电平），V1管就截止，在多路控制开关的控制信号是0（低电平）时，多路开关是与锁存器的Q非端相接的。工作过程：当写锁存器信号CP 有效，数据总线的信号→锁存器的输入端D→锁存器的反向输出Q非端→多路开关→V2管的栅极→V2的漏极到输出端P0.X。前面我们已讲了，当多路开关的控制信号为低电平0时，与门输出为低电平，V1管是截止的，所以作为输出口时，P0是漏极开路输出，类似于OC门，当驱动上接电流负载时，需要外接上拉电阻。P1端口结构及工作原理：工作过程： 由图可见，P1端口与P0端口的主要差别在于，P1端口用内部上拉电阻R代替了P0端口的场效应管T1，并且输出的信息仅来自内部总线。由内部总线输出的数据经锁存器反相和场效应管反相后，锁存在端口线上，所以，P1端口是具有输出锁存的静态口。由上图可见，要正确地从引脚上读入外部信息，必须先使场效应管关断，以便由外部输入的信息确定引脚的状态。为此，在作引脚读入前，必须先对该端口写入1。具有这种操作特点的输入/输出端口，称为准双向I/O口。8051单片机的P1、P2、P3都是准双向口。P0端口由于输出有三态功能，输入前，端口线已处于高阻态，无需先写入1后再作读操作。P2端口的结构及工作原理：工作过程：当没有外部程序存储器或虽然有外部数据存储器，但容易不大于256B，即不需要高8位地址时（在这种情况下，不能通过数据地址寄存器DPTR读写外部数据存储器），P2口可以I/O口使用。这时，“控制”信号为“0”，多路开关转向锁存器同相输出端Q，输出信号经内部总线→锁存器同相输出端Q→反相器→V2管栅极→V2管9漏极输出。P3端口的结构及工作原理 由上图可见，P3端口和Pl端口的结构相似，区别仅在于P3端口的各端口线有两种功能选择。当处于第一功能时，第二输出功能线为1，此时，内部总线信号经锁存器和场效应管输入/输出，其作用与P1端口作用相同，也是静态准双向I/O端口。当处于第二功能时，锁存器输出1，通过第二输出功能线输出特定的内含信号，在输入方面，即可以通过缓冲器读入引脚信号，还可以通过替代输入功能读入片内的特定第二功能信号。由于输出信号锁存并且有双重功能，故P3端口为静态双功能端口。三、驱动LED共阳接法与共阴接法的区别： 由以上端口原理图可以看出，无论是P0口还是P1、P2、P3口，在作为I/O端口输出时，输出高电平都是采用上拉电阻，单片