第七章 7.1 单片机最小系统（课件）- 《单片机技术与应用》（高教版第二版）同步精品课堂

第七章 单片机硬件扩展与接口技术 7.1 单片机最小系统 《单片机技术与应用》 高教版 第二版 魏寿明 CONTENTS 目录 01 学习目标 02 新课引入 03 新课教学 04 师生互动 05 课堂练习 06 课堂小结 学习目标 CATALOGUE 一 01 02 04 知识与技能目标 掌握单片机的基本概念和原理，了解单片机的种类和应用领域； 熟悉单片机最小系统的组成和各部分的功能，能够搭建简单的单片机最小系统； 学会使用单片机开发工具进行程序编写、调试和烧录； 了解单片机与外设的接口电路及通信方式，能够实现基本的输入输出控制。 03 新课引入 CATALOGUE 二 工业控制 智能家居 医用设备 汽车电子 单片机应用领域 单片机具有多种控制功能，如数据采集、传输、处理、控制等，被广泛应用于工业自动化控制系统中。 单片机在医用设备中发挥着重要作用，如监护仪、呼吸机、血液透析机等。 单片机可以控制家居设备，如灯光、窗帘、空调等，实现智能化管理和远程控制。 单片机被广泛应用于汽车电子控制系统中，如发动机控制、车身控制、安全系统等。 新课教学 CATALOGUE 三 单片机最小系统是指能够维持单片机正常工作的最简单配置，包括单片机、电源、晶振、复位电路等部分。 定义 单片机最小系统的主要功能是提供一个稳定的运行环境，使单片机能够正常执行程序，控制外部设备，实现各种功能。 功能 单片机最小系统 单片机最小系统 单片机最小系统由电源电路、复位电路、时钟电路组成，如图所示 电源电路 01 MCS-51 系列单片机的工作电压根据封装和使用场合不同，电压有所不同，例如， DIP (双列直插式)封装的 一般为+5V, 有 些SMD (贴片)封装的为3 . 3V 时钟电路 02 时钟电路有外部振荡和内部振荡两种，外部振荡需要单独提供时钟信号源(12MHz 或 6MHz) 接在单片机的XTAL1或 者XTAL2 引脚。由于这种方式需要单独的信号源输送给单片机，故一般不采用。 复位电路 03 复位电路是单片机系统不可缺少的电路。当出现非正常情况时，可以依靠复位电路来解决。 单片机最小系统 时钟电路 如图所示，单片机的18和19脚外 接石英振荡器(晶振) OSC, 外 接 2 只 3 0pF 的电容，即 OSC、C₂ 、C₃ 构成单片机的内部时钟 振荡电路。 复位电路 图所示电路 采用手动复位加自动复位的形式。复位的条件是：在复位引脚(9脚)保持2个机器周期以上 的高电平。 核心元器件介绍 单片机最小系统的核心，负责数据处理和控制功能； 提供单片机工作所需的时钟信号； 与晶振一起构成振荡电路，确保时钟信号的稳定； 用于限流、分压等电路功能。 单片机芯片 晶振 电容 电阻 电源芯片 滤波电容 电源指示灯 保护电路 电源电路设计及选型 01 02 03 04 将外部电源转换为单片机所需的稳定电压； 滤除电源中的高频噪声，确保电源质量； 显示电源是否接通及工作状态； 防止过流、过压等异常情况对单片机造成损坏。 晶振类型 负载电容 时钟芯片 时钟分频器 时钟电路设计及选型 根据单片机工作频率要求选择合适的晶振； 提供高精度时钟信号，用于需要精确计时的应用； 与晶振匹配，确保时钟信号稳定； 将时钟信号分频，以满足不同模块的工作需求。 上电复位、手动复位等，根据应用需求选择； 复位方式 提供可靠的复位信号，确保单片机正常启动； 复位芯片 构成复位电路，确保复位信号的稳定性和可靠性； 复位电容和电阻 显示复位状态，方便调试和故障排查。 复位指示灯 复位电路设计及选型 LED 负极接P2.0 引脚，正极通过电阻R₁ 接 + 5V 电源，当P2.0 引脚输出0时， LED 正 向偏置通电发光；当 P2.0 引脚输出1时，LED 反向偏置熄灭。LED 在亮与灭之间延时1s ( 由 延时子程序完成),重复运行实现闪烁功能。 单片机最小系统电路应用 LED 负极接P2.0 引脚，正极通过电阻R₁ 接 + 5V 电源，当P2.0 引脚输出0时， LED 正 向偏置通电发光；当 P2.0 引脚输出1时，LED 反向偏置熄灭。LED 在亮与灭之间延时1s ( 由 延时子程序完成),重复运行实现闪烁功能。 单片机最小系统电路应用 师生互动 CATALOGUE 四 设计并搭建一个简单单片机最小系统 选择合适的单片机型号，了解其引脚功能和特性； 根据电路原理图搭建实际电路，注意元器件的布局和连线； 设计最小系统的电路原理图，包括电源、晶振、复位电路等； 完成搭建后进行电路测试，确保单片机能够正常工作。 编写程序实现LED闪烁控制功能 使用单片机开发环境编写程序，实现LED闪烁控制功能； 将程序下载到单片机中，观察LED的实际闪烁效果。 了解单片机I/O口的控制方