初始单片机：51单片机最小系统最全讲解

单片机最小系统是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统。对51系列单片机来说，最小系统一般包括单片机芯片、晶振电路、复位电路。

复位电路

用途：单片机复位电路就好比电脑的重启部分，当电脑在使用中出现死机，按下重启按钮电脑内部的程序从头开始执行。

单片机也一样，当单片机系统在运行中，受到环境干扰出现程序跑飞的时候，按下复位按钮内部的程序自动从头开始执行。

工作原理：在单片机系统中，系统上电启动的时候复位一次，当按键按下的时候系统再次复位，如果释放后再按下，系统还会复位。所以可以通过按键的断开和闭合在运行的系统中控制其复位。

开机复位：在电路图中，电容大小是10uF，电阻大小是10k。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。

也就是说，在单片机启动的0.1S内，电容两端的电压从0V增加到3.5V。这个时候10K电阻两端的电压为从5V减少到1.5V（串联电路各处电压之和为总电压）。

在51单片机中，小于1.5V的电压信号为低电平信号，而大于1.5V的电压信号为高电平信号。所以在开机0.1S内，单片机系统自动复位（RST引脚接收到的高电平信号时间为0.1S左右）。

按键复位：在单片机启动0.1S后，电容两端的电压持续充电，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，开始释放之前充的电量。

随着时间的推移，电容电压在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。

晶振电路

晶振是给单片机提供工作信号脉冲的，这个脉冲就是单片机的工作速度。例如，12M晶振单片机工作速度就是每秒12M。

晶振与单片机的XTAL0脚和脚XTAL1构成的振荡电路中会产生谐波，这个波对电路的影响不大，但会降低电路时钟振荡器的稳定性。

为了电路的稳定性起见， ATMEL公司（89C51系列厂商）建议在晶振的两引脚处接入两个10pf-50pf的瓷片电容，并接地来削减谐波对电路稳定性的影响，所以晶振电路的电容在10pf-50pf之间都可以。

P0口的上拉电阻

P0口作为I/O口输出时，输出低电平为0，输出高电平为高组态（并非5V，相当于悬空状态），也就是说P0 口不能真正的输出高电平，给所接的负载提供电流，因此必须接上拉电阻（一电阻连接到VCC），由电源通过这个上拉电阻给负载提供电流。

由于P0口内部没有上拉电阻，是开漏的，不管它的驱动能力多大，相当于它是没有电源的，需要外部的电路提供，绝大多数情况下P0口是必须加上拉电阻的。

P0口使用注意事项：

1、一般51单片机的P0口在作为地址/数据复用时不接上拉电阻；

2、作为一般的I/O口使用时，由于内部没有上拉电阻，故必须接上拉电阻；

3、当P0口用来驱动PNP三极管时，不需要接上拉电阻；