本文詳細講解單片機最小系統原理、設計和制作過程以及程序下載方法，單片機入門全在這裡了。趕快按照本文方法，自己動手做一個單片機最小系統吧！

一、單片機最小系統

單片機最小系統，是指用最少的元件組成的單片機可以工作的系統，是單片機可以正常工作的最簡單電路。下面以全宇宙最火的51單片機（高等院校、高職高專大量電類專業小鮮肉都靠這個入門呢）為例，做一個單片機的最小系統，包括電源電路、時鐘電路、複位電路和程序存儲器選擇電路。先來圍觀一下單片機引腳吧。

51單片機管腳圖

引腳太多太亂記不住，怎麼辦？記住下面兩幅圖就OK了。

管腳逆時針排序

四個端口速記圖

• 電源電路

引腳VCC（引腳40）接 5V電源，引腳GND（引腳20）接地線。為提高電路的抗幹擾能力，可選擇一個0.1μF（器件标注為104）的瓷片電容器和一個10μF的電解電容器跨接在引腳VCC和接電線之間。

• 時鐘電路

系統時鐘是一切微處理器内部電路工作的基礎，STC89C52單片機的時鐘頻率範圍為0~33MHz。單片機内部有一個可以構成振蕩器的放大電路。在這個放大電路的對外引腳XTAL2（引腳18）和XTAL1（引腳19）接上晶振和電容器就可以構成單片機的時鐘電路。常用的時鐘電路有内部振蕩方式和外部振蕩方式，電路如圖所示。

晶振産生時鐘

時鐘電路由晶振CYS和電容C1與C2組成。單片機的時鐘頻率取決于晶振CYS的頻率。電容器C1與C2的取值範圍為30~50pF。時鐘電路采用晶振的目的是提高時鐘頻率的穩定性。51單片機最小系統晶振CYS可以采用12MHz、11.0592MHz、6MHz等，在正常工作的情況下可以采用更高頻率的晶振，51單片機最小系統晶振的振蕩頻率直接影響單片機的處理速度，頻率越大，處理速度越快。也可使用外部時鐘脈沖産生電路，但很少這樣用。

外接時鐘電路

• 複位電路

如果51單片機的引腳RST（引腳9）保持24個時鐘周期的高電平，單片機就可以完成複位。通常為了保證系統可靠複位，複位電路應使引腳RST保持10ms以上的高電平。隻要引腳RST保持高電平，單片機就可以循環複位。當引腳RST從高電平變為低電平時，單片機退出複位狀态，從程序空間的0000H地址開始取指令并執行用戶程序。常用的複位電路有上電自動複位和手動複位方式，電路如圖所示。

上電複位

手動複位

複位電路由電容串聯電阻構成，由于“電容電壓不能突變”的性質，可以知道，當系統一上電，RST腳将會出現高電平，并且這個高電平持續的時間由電路的RC值來決定。典型的51單片機當RST腳的高電平持續兩個機器周期以上就将複位，所以适當組合RC的取值就可以保證可靠的複位。一般推薦C 取10μF，R取10kΩ。當然也有其他取法的,原則就是要讓RC組合可以在RST腳上産生不少于2個機周期的高電平。

• 程序存儲器選擇電路

51單片機兼容芯片具有多種容量的内部程序存儲器的型号，因此在使用中通常不需要在擴展外部程序存儲器，這樣在單片機應用電路中引腳EA（引腳31）可以總是接高電平，單片機在複位後從内部ROM的0000H開始執行。

• 最小系統電路

單片機最小系統電路如圖所示。

二、單片機最小系統制作

單片機最小系統所需器件:

STC89C52單片機、1kΩ電阻、10kΩ電阻（2隻）、10μF電解電容、30pF電容（2隻）、12MHz晶振、按鍵開關、洞洞闆、排針。

所需工具：電烙鐵、萬用表。

注意事項:

·單片機缺口标記的左上方為1号引腳，逆時針排列為1～40引腳；

·電阻的大小按照色環标記區分（色環電阻識别方法可參考；

·電解電容要注意正負極不要反接；

·所有器件要看清位置再焊接；

·注意按鍵開關的引腳四個引腳之間的開閉關系：

• 開始制作

1. 準備好萬用闆和IC插座-40P

洞洞闆和插座

2. 開始焊接，注意焊點焊錫不要太多。

開始焊接

3. 焊接完成，注意單個焊點焊接時間不要過長，2-4秒為宜。

繼續焊接

4. 将晶振放置于IC插座内，并與16、18号腳平齊，離闆面一兩毫米。

焊接晶振

5. 将瓷片電容放至于闆上，與晶振兩腳平齊，注意靠晶振的一面不要和晶振外殼接觸。焊接好的瓷片電容，将瓷片電容的另外兩腳相連，連接至IC插座的40管腳。

焊接電容

6. 将瓷複位電路裡的電阻和電解電容放置于IC插座内，注意電解電容的極性，負極和插座的9腳平齊。焊接好的複位電路，将電解電容的負極和9腳還有電阻相連，電阻的另一腳和地線相連（即40腳）。

焊接複位電路

7. 使用片内存儲器，将單片機的EA接VCC即31腳和40腳相連。在單片機兩邊放置好單排插針，方便擴展。

基本完成

8. 焊接好的單排插針。在單片機的P1.0口，接上電阻和發光二極管，注意LED的陰極連單片機的管腳。

焊接插針引出IO口

9. 放置好複位按鍵并焊接。

複位按鍵

10. 插上單片機的最小系統實物如圖所示。

焊接完成

三、程序下載方法

51系列單片機都可以使用串口下載程序，即ISP下載。串口分為電腦的串口和單片機的串口。每個單片機都有串口，外部表現為2個引腳，即RXD和TXD。以前，每個電腦上都有串口，現在，家用型電腦已經不配置串口，隻有工控電腦還帶有串口。但是，電腦不帶串口并不會影響下載程序，你不必非要買一個帶有串口的電腦。因為現在市面上，有一種線，叫做“USB轉串口線”，它可以把你電腦的USB口變成串口，和以前電腦上的串口外表和功能一模一樣。

USB轉串口線

DB9串口頭一共9個引腳，其中兩個是RXD 和TXD，需要注意的是，這裡的RXD TXD不能直接和單片機的RXD TXD連接。因為電腦串口的高低電平是 15V和-15V，而單片機的高低電平是5V和0V，也就是電平不匹配。如果要在兩者之間實現通信，就要用到電平匹配芯片max232或者sp232。232芯片上面有分别連接單片機和電腦串口的RXD和TXD，它起到一個中介的作用。單片機----232芯片----電腦串口，這樣就可以下載程序了！

除了上面的方法，還有一種現在最為流行的也是應用非常廣泛的下載接法。那就是利用USB轉TTL芯片。TTL可以暫時理解為單片機電平，這種芯片可以直接将電腦串口轉換成和單片機連接的RXD、TXD信号。例如：PL2303 、CH340、CP2102等。其中CH340為國産芯片，是在國内應用最廣泛的USB轉TTL芯片。

使用CH340芯片的USB轉串口程序下載闆如下圖所示。

U口轉串口闆

USB轉串口下載闆驅動程序的安裝

STC單片機程序下載軟件STC-ISP

程序下載過程

單片機下載連線

程序下載成功

至此，将單燈點亮程序下載到單片機中，單片機最小系統通電運行，LED燈點亮，表示最小系統運行正常。

本文講了最小系統原理、設計和制作、程序下載方法，單片機入門全在這裡了。趕快按照本文方法，自己動手做一個單片機最小系統吧！

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