认识单片机最小系统电路组成和工作原理

在嵌入式系统设计中，主控芯片可能是单片机，也可能是数字信号处理器DSP，也可能是FPGA芯片。但不管采用哪种芯片，这些芯片要工作，所设计的电路都必须满足一定的基本条件，也就是我们常说的最小系统。在这里，我们介绍单片机的最小系统。下面我以国产单片机STC15W40的最小系统向大家作介绍。

一、认识单片机最小系统电路组成

下面是一个单片机最小系统的电路原理图

在任何嵌入式系统中，电路都必须包括电源电路、晶振电路和复位电路这三大基本组成部分。在上图的基本电路中，包括 （1）+5V电源 ;(2) 晶振电路, 包括一个11.0592MHz的晶振、两个30P的电容、一个150欧的电阻;（3） 复位电路， 包括一个10uF的电解电容和一个10K的电阻。另外，再加上一个用于指示的LED电路，包括一个发光LED和一个360R的电阻。

二、电路工作原理

在电路通电后，晶振电路开始振荡，然后通过单片机内部电路产生所需要的高频方波信号，用于同步单片机内部各个电路。下图为晶振电路振荡波形。

在单片机振荡电路进入正常工作后，复位电路将单片机内部各寄存器、内存和各输入/输出口等进入一个默认的状态，即一个确定的状态。然后单片机开始执行第一条操作指令，也就是执行程序中的第一条指令。

下图是复位电路的复位波形图

三、下载程序到单片机

如果单片机中没有下载程序，则在单片机正常复位后，单片机不会有什么功能。我们也看不到电路中有任何反应。比如上面我们所说的最小系统电路中，发光LED灯是不会被点亮。因此，我们要编写单片机程序，再编译成单片机能识别的十六进制（HEX）文件后，经过下载程序将HEX文件下载到单片机内部。下图是单片机程序下载画面。

在程序下载 完成后，再重新上电后，单片机就会执行所编写的程序，然后完成我们程序中所设定的功能。如下图，是我们下载了程序后，电路中的发光LED被点亮了。

关于单片机最小系统，今天我就向大家讲到这里。下期我将向大家介绍嵌入式系统开发中要用到的C语言。感谢大家的阅读！