【单片机】自学单片机第01天|单片机简介、内部资源、最小系统

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• 所属专栏: 单片机基础自学教程：适合小白的单片机自学教程|以51单片机为学习对象，争取举一反三！，和小白瑶瑶子一起学起来吧！（学习参考书籍：《手把手教你学51单片机-C语言版——宋雪松》）
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一、单片机的内部资源

‍♀️什么是单片机的内部资源呢？就是可以供单片机操作者使用的资源，单片机资源分为以下三类：

• FLASH:程序存储空间

  • ROM（Read-Only-Memory 只读存储器),类似于电脑磁盘（其实我们写的c程序、java程序也就是存储在磁盘上，程序允许起来才会开辟内存），特性是：断电后数据不会消失，且可重复擦写，容量大成本低
  • 扩展：早期的单片机用的OTPROM（One-Time-Programmable Read-Only Memory),即：一次可编程存储器，这种虽然断电后数据也不会丢失，但是由于一个程序，智能存储一次，不能进行修改，想要修改就要换板子，很不方便

• RAM(Read-Access Memory 随机存储器)：内存

  • 和电脑内存的概念相似，我们说到过，程序不允许是乖乖躺在磁盘里的（也就是单片机的FLASH），当程序允许起来，会产生一些数据、需要一些数据（比如常说的：给这个变量分配一块空间，就是指的内存空间）
  • 优点是：读写速度快，理论上可以无限次数写入

• SFR（Special-Function Register）：特殊功能寄存器

  • 一个单片机有许多功能，每个功能会对应一个或者多个SFP，通过对SFR的读写，来实现单片机的各种功能

二、51单片机简介

• 51单片机

  • 所谓51单片机，指的是不是一个单片机，而是系列单片机：即，兼容Intel的MCS-51体系架构的一系列单片机

• STC89C52
  我学习的这本书用到的单片机是 STC89C52型号

  • FLASH: 8kb（1k = 1024byte，1 byte = 8 bit)
  • RAM: 512byte
  • 3个IO口
  • 3个定时器
  • 1个UART
  • 8个中断源

三、单片机最小系统

3.1：简介

单片机最小系统，又称为单片机最小应用系统，是指能使单片机运行、工作起来的所需原器件组合的最小系统。
单片机的最小系统由3要素构成

• 电源电路
• 复位电路
• 晶振电路

最小系统的特点有

• 能使单片机运行程序
• 是单片机控制系统的核心

看电路图的Tips:

• 我们看到从中间黄色部分向外有许多平行线，线上除了1、2、3…编号（单片机的引脚）还有字母组成的字符串，我们把它们叫作：网络编号。连线上网络编号相同的，表示这两条线实际是连在一起的。（比如引脚为9那条线上有RST，在复位电路图中的线上也可以找到RST，说明它们是连着一起的）

• 注意，原理图中的单片机的引脚图，引脚位置位置可以随意放。但是每个引脚上有数字标号，这个标号表示的才是单片机真正的引脚位置。一般情况，这种双列直插封装芯片，左上角是1号脚，按照逆时针引脚号依次增加，一直到右上角是最大脚位。

  我学习的，STC89C52单片机，一共40个引脚

下面，对这三要素，进行详细讲解

3.2：电源

这个很好理解，电子设备均需要供电，单片机也不例外。

学习的STC89C52是5V供电系统，开发板使用USB输出5V直流直接供电（电脑上的USB接口的输出电压正好就是5V±5%！）

• 供电电路在40脚和20脚的位置上
• 40脚：正极，接+5V，称为VCC或VDD，代表电源正极
• 20脚：负极，接GND，代表电源负极
• 电源电路的正极和负极之间有一个电容（后期介绍）

3.3：晶振

晶振也称晶体振荡器。

作用

• 结合单片机内部电路，为单片机系统提供基准时钟系统,　单片机的一切指令的执行都是建立子这个基础上的。晶振提供的始终频率越高，那么单片机的运行速度就越快。
• 可以把晶振形象的理解成一个给单片机系统喊口令的人，单片机指令执行的步调以这个口令为基准，口令喊得越快，是不是运行速度也就越快啦？　　　　
  

1. 晶振电路接在了19脚和18脚，11.0592M(兆）（1M = 10^6),表示它1s中可以震荡11.0592M次，这个速度还是很快的
2. 另外还加了两个20pF的电容，作用在于帮助晶振器振，维持振荡信号的稳定。

3.4：复位

单片机一般有三种复位情况，这个可以和电脑的“复位”进行类比

• 上电复位：电脑开机
  和我们电脑开机差不多，在电脑正常运行的情况下，操作系统这个软件、和其他一些应用程序在运行，当我们关机或者突然停电了，那么有些数据区域的数据会直接丢失掉（本来还在跑的应用程序），而有的应用程序可能还没丢失（操作系统）。当我们下次打开电脑的适合，对于上次突然关机停掉的应用程序，一般是不会处于之前状态的，而对于操作系统这个软件，每次开机，都会从一个固定的相同的状态开始工作。
  所以，当下次打开设备的时候，我们想要单片机能够正常运行，所以上电后，单片机要进行一个内部初始化过程，这个过程就是上电复位，保证单片机每次都从一个固定的相同状态开始工作。这和给电脑接上电源，开机是一致的。

• 手动复位：按下电脑的重启按键
  当一些程序运行时，程序死机、跑飞，我们可以手动按下复位键，让程序重新初始化位，重新运行。这和电脑出现点问题，我们大多选中让电脑重启差不多。

• 程序自动复位：安装软件后提升：重启电脑
  当程序死机或者跑飞时，单片机有自己的一套自动复位机制。比如：看门狗。如果程序长时间失去相应，该模块就会自动重启单片机。

‍♀️讲完最小单片机系统的三要素，我们可以在单片机上运行下载的程序。
对于一些如：LED小灯、数码管、等，属于外设。

最终的目标是：通过对单片机编程，控制各种各样的外设，实现所需功能。

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