單片機基礎(chǔ)知識

單片機中常見電平

????TTL電平:一般用作數(shù)字芯片的電平,單片機大多是TTL電平,高電平+5V,低電平0V。不過通常是在某一個范圍內(nèi)為高,某一個范圍內(nèi)為低。例如以3.3V為界。有時輸入與輸出TTL的電平范圍也不同。

????? 232電平:計算機串口電平,為負(fù)邏輯電平。高電平-12V,低電平+12V。

? ? ?USB:除去屏蔽層,有4根線,分別是VCC、GND和D+、D-兩根信號線。5V是USB的電源電壓,給USB device供電用的。信號線對于2.0,?D+比D-大200mV時為1,D-比D+大200mV時為0,屬差分信號,與TTL電平不兼容,信號傳輸時需要電平轉(zhuǎn)換電路。

常見電平轉(zhuǎn)換芯片

????USB轉(zhuǎn)TTL芯片:CH340、PL2303、CP2102、FT232等。

????RS232轉(zhuǎn)TTL芯片:MAX232、MAX3232、SP232等。

實物圖

????通常RS-232接口以9個引腳(DB-9)或是25個引腳 (DB-25) 的型態(tài)出現(xiàn),一般個人計算機上會有兩組RS-232接口,分別稱為 COM1 和 COM2。

RS232(9針)接口(DB9)
RS232(25針)接口(DB25)

????不過,現(xiàn)在個人計算機上大都轉(zhuǎn)向USB接口。

單片機,最小系統(tǒng)

????對51系列單片機來說,最小系統(tǒng)一般應(yīng)該包括:電源電路、晶振電路(振蕩電路)和復(fù)位電路。

單片機最小系統(tǒng)

????電源電路:實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換與單片機供電。

電源電路

? ? ? ?晶振電路:為單片機提供時鐘。通常為晶振并聯(lián)電路,電容一般為22P或33P。

晶振電路

????復(fù)位電路:分為高電平復(fù)位或低電平復(fù)位。程序跑飛或死機情況下可考慮復(fù)位。

復(fù)位電路

????圖中復(fù)位電路由電容串聯(lián)電阻構(gòu)成,并結(jié)合"電容電壓不能突變"的性質(zhì),可以知道,當(dāng)系統(tǒng)一上電,RST腳將會出現(xiàn)高電平,并且,這個高電平持續(xù)的時間由電路的RC值來決定。典型的51單片機當(dāng)RST腳的高電平持續(xù)兩個機器周期以上就將復(fù)位,所以,適當(dāng)組合RC的取值就可以保證可靠的復(fù)位。

GPIO與上下拉電阻

準(zhǔn)雙向IO

????上拉電阻就是將不確定的信號通過一個電阻拉到高電平,同時此電阻起到一個限流的作用。下拉電阻就是下拉到低電平。OC門要輸出高電平,外部必須加上拉電阻。

????對于STC89C52來說,P0口作為IO使用時需要外加上拉電阻。而P1~P3口內(nèi)部含有上拉電阻,稱為準(zhǔn)雙向IO。

幾個周期

????(1)時鐘周期: 是指單片機提供時鐘脈沖信號的振蕩源的周期,也稱為節(jié)拍(用P表示)。

????(2)狀態(tài)周期: 每兩個節(jié)拍稱為一個狀態(tài)(用S表示)。

????(3)機器周期: 一個機器周期包含 6 個狀態(tài)周期S1~S6, 也就是 12 個時鐘周期。 在一個機器周期內(nèi), CPU可以完成一個獨立的操作。

????(4)指令周期: 它是指CPU完成一條操作所需的全部時間。 每條指令執(zhí)行時間都是有一個或幾個機器周期組成。MCS - 51 系統(tǒng)中, 有單周期指令、雙周期指令和四周期指令。

常用晶振

????(1)11.0592MHz

晶振(11.0592MHz)

????標(biāo)準(zhǔn)的51單片機晶振是1.2M-12M,一般由于一個機器周期是12個時鐘周期,所以先12M時,一個機器周期是1uS,好計算,而且速度相對是最高的。?

????11.0592M是因為在進(jìn)行通信時,12M頻率進(jìn)行串行通信不容易實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的波特率,比如9600,4800,而11.0592M計算時正好可以得到,因此在有通信接口的單片機中,一般選11.0592M。

波特率初值

????可見11.0592晶振在常用波特率下沒有誤差。

????(2)32.768K

????時鐘晶振常用32.768K的晶振。原因如下:

????系統(tǒng)如果采用外部晶振,以外部晶振為基礎(chǔ),有倍頻或者分頻獲得其他的時鐘頻率。

2的15次方正好等于32768,因而很容易得到1S(1Hz)。

DS1302時鐘模塊
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