在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，主控芯片可能是單片機(jī)，也可能是數(shù)字信號(hào)處理器DSP，也可能是FPGA芯片。但不管采用哪種芯片，這些芯片要工作，所設(shè)計(jì)的電路都必須滿足一定的基本條件，也就是我們常說(shuō)的最小系統(tǒng)。在這里，我們介紹單片機(jī)的最小系統(tǒng)。下面我以國(guó)產(chǎn)單片機(jī)STC15W40的最小系統(tǒng)向大家作介紹。

一、認(rèn)識(shí)單片機(jī)最小系統(tǒng)電路組成

下面是一個(gè)單片機(jī)最小系統(tǒng)的電路原理圖

在任何嵌入式系統(tǒng)中，電路都必須包括電源電路、晶振電路和復(fù)位電路這三大基本組成部分。在上圖的基本電路中，包括 （1）+5V電源 ;(2) 晶振電路, 包括一個(gè)11.0592MHz的晶振、兩個(gè)30P的電容、一個(gè)150歐的電阻;（3） 復(fù)位電路， 包括一個(gè)10uF的電解電容和一個(gè)10K的電阻。另外，再加上一個(gè)用于指示的LED電路，包括一個(gè)發(fā)光LED和一個(gè)360R的電阻。

二、電路工作原理

在電路通電后，晶振電路開始振蕩，然后通過(guò)單片機(jī)內(nèi)部電路產(chǎn)生所需要的高頻方波信號(hào)，用于同步單片機(jī)內(nèi)部各個(gè)電路。下圖為晶振電路振蕩波形。

在單片機(jī)振蕩電路進(jìn)入正常工作后，復(fù)位電路將單片機(jī)內(nèi)部各寄存器、內(nèi)存和各輸入/輸出口等進(jìn)入一個(gè)默認(rèn)的狀態(tài)，即一個(gè)確定的狀態(tài)。然后單片機(jī)開始執(zhí)行第一條操作指令，也就是執(zhí)行程序中的第一條指令。

下圖是復(fù)位電路的復(fù)位波形圖

三、下載程序到單片機(jī)

如果單片機(jī)中沒(méi)有下載程序，則在單片機(jī)正常復(fù)位后，單片機(jī)不會(huì)有什么功能。我們也看不到電路中有任何反應(yīng)。比如上面我們所說(shuō)的最小系統(tǒng)電路中，發(fā)光LED燈是不會(huì)被點(diǎn)亮。因此，我們要編寫單片機(jī)程序，再編譯成單片機(jī)能識(shí)別的十六進(jìn)制（HEX）文件后，經(jīng)過(guò)下載程序?qū)EX文件下載到單片機(jī)內(nèi)部。下圖是單片機(jī)程序下載畫面。

在程序下載 完成后，再重新上電后，單片機(jī)就會(huì)執(zhí)行所編寫的程序，然后完成我們程序中所設(shè)定的功能。如下圖，是我們下載了程序后，電路中的發(fā)光LED被點(diǎn)亮了。

關(guān)于單片機(jī)最小系統(tǒng)，今天我就向大家講到這里。下期我將向大家介紹嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中要用到的C語(yǔ)言。感謝大家的閱讀！