单片机基础知识

单片机中常见电平

    TTL电平：一般用作数字芯片的电平，单片机大多是TTL电平，高电平+5V，低电平0V。不过通常是在某一个范围内为高，某一个范围内为低。例如以3.3V为界。有时输入与输出TTL的电平范围也不同。

      232电平：计算机串口电平，为负逻辑电平。高电平-12V，低电平+12V。

     USB：除去屏蔽层，有4根线，分别是VCC、GND和D+、D-两根信号线。5V是USB的电源电压，给USB device供电用的。信号线对于2.0， D+比D-大200mV时为1，D-比D+大200mV时为0，属差分信号，与TTL电平不兼容，信号传输时需要电平转换电路。

常见电平转换芯片

    USB转TTL芯片：CH340、PL2303、CP2102、FT232等。

    RS232转TTL芯片：MAX232、MAX3232、SP232等。

实物图

    通常RS-232接口以9个引脚(DB-9)或是25个引脚 (DB-25) 的型态出现，一般个人计算机上会有两组RS-232接口，分别称为 COM1 和 COM2。

RS232（9针）接口（DB9）

RS232（25针）接口（DB25）

    不过，现在个人计算机上大都转向USB接口。

单片机,最小系统

    对51系列单片机来说,最小系统一般应该包括:电源电路、晶振电路（振荡电路）和复位电路。

单片机最小系统

    电源电路：实现电平转换与单片机供电。

电源电路

       晶振电路：为单片机提供时钟。通常为晶振并联电路，电容一般为22P或33P。

晶振电路

    复位电路：分为高电平复位或低电平复位。程序跑飞或死机情况下可考虑复位。

复位电路

    图中复位电路由电容串联电阻构成,并结合"电容电压不能突变"的性质，可以知道,当系统一上电，RST脚将会出现高电平，并且，这个高电平持续的时间由电路的RC值来决定。典型的51单片机当RST脚的高电平持续两个机器周期以上就将复位，所以，适当组合RC的取值就可以保证可靠的复位。

GPIO与上下拉电阻

准双向IO

    上拉电阻就是将不确定的信号通过一个电阻拉到高电平，同时此电阻起到一个限流的作用。下拉电阻就是下拉到低电平。OC门要输出高电平，外部必须加上拉电阻。

    对于STC89C52来说，P0口作为IO使用时需要外加上拉电阻。而P1~P3口内部含有上拉电阻，称为准双向IO。

几个周期

    （1）时钟周期: 是指单片机提供时钟脉冲信号的振荡源的周期，也称为节拍（用P表示）。

    （2）状态周期: 每两个节拍称为一个状态（用S表示）。

    （3）机器周期: 一个机器周期包含 6 个状态周期S1~S6, 也就是 12 个时钟周期。 在一个机器周期内, CPU可以完成一个独立的操作。

    （4）指令周期: 它是指CPU完成一条操作所需的全部时间。 每条指令执行时间都是有一个或几个机器周期组成。MCS - 51 系统中, 有单周期指令、双周期指令和四周期指令。

常用晶振

    （1）11.0592MHz

晶振（11.0592MHz）

    标准的51单片机晶振是1.2M-12M，一般由于一个机器周期是12个时钟周期，所以先12M时，一个机器周期是1uS，好计算，而且速度相对是最高的。 

    11.0592M是因为在进行通信时，12M频率进行串行通信不容易实现标准的波特率，比如9600，4800，而11.0592M计算时正好可以得到，因此在有通信接口的单片机中，一般选11.0592M。

波特率初值

    可见11.0592晶振在常用波特率下没有误差。

    （2）32.768K

    时钟晶振常用32.768K的晶振。原因如下：

    系统如果采用外部晶振，以外部晶振为基础，有倍频或者分频获得其他的时钟频率。

2的15次方正好等于32768，因而很容易得到1S（1Hz）。

DS1302时钟模块