单片机最小系统的电源、晶振与复位电路设计

2017-08-18 86 0

单片机最小系统主要由电源、复位、振荡电路以及扩展部分组成。对于一个完整的电子设计来讲,首要问题就是为整个系统提供电源供电模块,电源模块的稳定可靠是系统平稳运行的前提和基础。

一、电源

使用 STC89C52RC 单片机时,工作电压为 3.4~5.5 V(5 V 单片机),这说明该单片机正常的工作电压是一个范围值:只要电源 VCC 在 3.4 V 到 5.5 V 之间都可以正常工作;电压超过 5.5 V 是绝对不允许的、会烧坏单片机;电压如果低于 3.4 V,单片机不会损坏,但也不能正常工作。

二、振荡电路

单片机系统里都有晶振,晶振在单片机系统里作用非常大,全称是晶体振荡器,它结合单片机内部电路产生单片机所需的时钟频率。单片机晶振提供的时钟频率越高,单片机运行速度就越快,单片机的一切指令的执行都是建立在晶振提供的时钟频率之上的。

单片机最小系统的电源、晶振与复位电路设计

图 1 晶振

晶振通常分为无源晶振和有源晶振两种类型:无源晶振一般称之为 crystal(晶体),而有源晶振则叫做 oscillator(振荡器)。

有源晶振是一个完整的谐振振荡器,它利用石英晶体的压电效应来起振,所以有源晶振需要供电;当我们把有源晶振电路做好后不需要外接电路,它就可以主动产生振荡频率,并且可以提供高精度的频率基准,信号质量比无源晶振好。

有源晶振通常有 4 个引脚:VCC、GND、晶振输出引脚和一个没有用到的悬空引脚。无源晶振有 2 个或 3 个引脚,如果是 3 个引脚,中间引脚是晶振的外壳、使用时要接到 GND,两侧的引脚就是晶体的 2 个引出脚,这两个引脚作用是等同的,就像电阻的 2 个引脚一样没有正负之分。对于无源晶振,用单片机上的两个晶振引脚接上去即可;而有源晶振只接到单片机的晶振输入引脚上,输出引脚上不需要接,如图 2 和图 3 所示。

单片机最小系统的电源、晶振与复位电路设计

图 2 无源晶振接法

单片机最小系统的电源、晶振与复位电路设计

图 3 有源晶振接法

三、复位电路

复位电路如图 4 所示。当这个电路处于稳态时,电容起到隔离直流的作用、隔离了 +5 V,而左侧的复位按键是弹起状态,下边部分电路就没有电压差的产生,所以按键和电容 C11 以下部分的电位都是和 GND 相等的,也就是 0 V 电压。该单片机是高电平复位、低电平正常工作,所以正常工作时 RST 引脚上为 0 V 电压,电路可以稳定工作。

单片机最小系统的电源、晶振与复位电路设计

图 4 单片机复位电路

四、独立按键

通常的按键分为独立式按键和矩阵式按键两种:独立式按键比较简单,与独立的输入线相连接,如图 5 所示。

单片机最小系统的电源、晶振与复位电路设计

图 5 独立式按键电路

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