1. Diseñe el sistema mínimo de microcontrolador (específico para el dispositivo) 2. Escriba el principio de funcionamiento del hardware y dibuje el diagrama de flujo del software.
El sistema mínimo de una microcomputadora de un solo chip, o el sistema de aplicación más pequeño, se refiere a un sistema que está compuesto por la menor cantidad de componentes y puede funcionar con una microcomputadora de un solo chip.
Para los microcontroladores de la serie 51, el sistema mínimo generalmente debe incluir: microcontrolador, circuito oscilador de cristal y circuito de reinicio.
El siguiente es un diagrama de circuito mínimo del sistema de un microcontrolador 51.
Descripción
Circuito de reseteo: Consiste en un capacitor conectado en serie con una resistencia Por la figura y la propiedad de que "el voltaje del capacitor no puede mutar", podemos saber que cuando. Cuando el sistema está encendido, el pin RST aparecerá un nivel alto y la duración de este nivel alto está determinada por el valor RC en el circuito. Un microcontrolador 51 típico se reiniciará cuando el nivel alto del pin RST dure más de dos ciclos de la máquina, por lo que una combinación adecuada de valores RC puede garantizar un reinicio confiable. Los libros de texto generales recomiendan C?10u y R es 8,2K. Por supuesto, existen otros métodos. El principio es permitir que la combinación de RC genere un nivel alto en el pin RST durante no menos de 2 ciclos de máquina. En cuanto a cómo calcular cuantitativamente, puede consultar los libros de análisis de circuitos.
Circuito de cristal: un oscilador de cristal típico es de 11,0592 MHz (porque puede obtener con precisión una velocidad de 9600 baudios y una velocidad de 19200 baudios para ocasiones de comunicación en serie)/12 MHz (genera intervalos de tiempo precisos a nivel de EE. UU., conveniente para la operación de temporización). )
MCU: un AT89S51/52 u otro MCU compatible con la serie 51
Nota especial: la combinación RC puede generar no menos de 2 ciclos de máquina en el nivel alto del pin RST.
Nota especial: Para el pin 31 (EA/Vpp), cuando se conecta a un nivel alto, el microcontrolador comienza la ejecución desde la ROM interna 0000H durante el reinicio; cuando se conecta a un nivel bajo, el reinicio comienza directamente desde; la ROM externa 0000H. Los principiantes fácilmente pasan por alto esto.
Circuito de reinicio:
1. La función del circuito de reinicio
El circuito de reinicio del microcontrolador es como la parte de reinicio de la computadora. se bloquea durante el uso, presione Presione el botón de reinicio y los programas internos de la computadora se iniciarán desde cero. Lo mismo ocurre con los microcontroladores. Cuando el sistema del microcontrolador se está ejecutando, el entorno lo perturba y cuando el programa se está ejecutando, presione el botón de reinicio y el programa interno se ejecutará automáticamente desde el principio.
El circuito de reinicio del microcontrolador se muestra en la siguiente figura:
2. El principio de funcionamiento del circuito de reinicio
Existe dicha descripción en el libro Para restablecer el microcontrolador 51, solo necesita Esto se puede lograr cuando el pin 9 está conectado al nivel alto 2US.
En un sistema de microcomputadora de un solo chip, el sistema se reinicia una vez cuando se enciende, una vez cuando se presiona el botón y una vez cuando se suelta el botón y se presiona nuevamente. Por lo tanto, en un sistema en funcionamiento, el reinicio de la llave se puede controlar abriendo y cerrando la llave.
Por qué la computadora se reinicia cuando se enciende
En el diagrama del circuito, el capacitor es de 10uF y la resistencia es de 10k. Según la fórmula, se puede calcular que. El condensador se carga a 0,7 veces el voltaje de la fuente de alimentación (microcomputadora de un solo chip). La fuente de alimentación es de 5 V, por lo que el tiempo de carga es 0,7 veces (3,5 V) y el tiempo requerido es 10 K*10 UF = 0,1 S.
Es decir, cuando se inicia la computadora, cuando se presiona el botón El sistema se reiniciará nuevamente.
Es decir, dentro de los 0,1 s posteriores al arranque del ordenador, el voltaje a través del condensador aumenta de 0 a 3,5 V. En este momento, el voltaje a través de la resistencia de 10K cae de 5 V a 1,5 V (la suma de los voltajes a través del circuito en serie es el voltaje total). Por lo tanto, dentro de 0,1 S, el voltaje recibido por el pin RST es de 5 V a 1,5 V. Bajo el voltaje de funcionamiento normal de 5 V del microcontrolador 51, las señales de voltaje inferiores a 1,5 V son señales de bajo nivel y las señales de voltaje superiores a 1,5 V son señales de alto nivel. Por lo tanto, dentro de los 0,1 s posteriores al encendido, el sistema del microcontrolador se restablecerá automáticamente (el pin RST recibe una señal de alto nivel durante aproximadamente 0,1 s).
¿Por qué se reinicia al presionar el botón?
0,1 s después de iniciar el microcontrolador, el voltaje en el capacitor C continúa cargándose a 5 V, el voltaje en la resistencia de 10 K es cerca de 0 V, RST está en nivel bajo y el sistema funciona normalmente. Cuando se presiona el botón, se enciende el interruptor, se forma un bucle a través del capacitor y el capacitor sufre un cortocircuito. Por lo tanto, durante el proceso de presionar el botón, el capacitor comienza a descargar la electricidad previamente cargada. Con el tiempo, el voltaje del condensador se libera de 5 V a 1,5 V o incluso menos en 0,1 S. Según el principio de que el voltaje de un circuito en serie es la suma de sus partes, el voltaje a través de la resistencia de 10K es de 3,5 V o más en este momento, por lo que el pin RST vuelve a estar alto. El sistema de microcontrolador se reinicia automáticamente.
Resumen:
1. El principio del circuito de reinicio es que el pin RST del microcontrolador recibe una señal de nivel superior a 2US mientras transcurra el tiempo de carga y descarga. El condensador es mayor que 2US, se puede lograr el reinicio, por lo que se puede cambiar el valor de capacitancia en el circuito.
2. El reinicio clave del sistema se debe a que el capacitor está en estado de cortocircuito, liberando toda la energía eléctrica, lo que hace que aumente el voltaje a través de la resistencia.
Introducción al circuito mínimo del sistema de 51 microcomputadoras de un solo chip
1.51 El tamaño del capacitor de polaridad C1 del circuito mínimo de reinicio del sistema de la computadora de un solo chip afecta directamente el reinicio Tiempo del microordenador de un solo chip Generalmente, se selecciona 10 ~ 30 uF. El sistema mínimo de 51 microordenadores de un solo chip cuanto mayor sea el valor de capacitancia, menor será el tiempo necesario para el reinicio.
El oscilador de cristal mínimo del sistema Y1 del MCU 2.51 también puede ser 6 MHz o 11.0592 MHz. En funcionamiento normal, se puede utilizar un oscilador de cristal de mayor frecuencia que la frecuencia de oscilación del oscilador de cristal mínimo del sistema 51. La MCU afecta directamente la velocidad de procesamiento de la MCU. Cuanto mayor sea la frecuencia, más rápida será la velocidad de procesamiento.
3.51 Los condensadores mínimos de arranque del sistema C2 y C3 de una microcomputadora de un solo chip son generalmente de 15 a 33 pF, y cuanto más cerca esté el capacitor del oscilador de cristal, mejor. a la microcomputadora de un solo chip, mejor 4.51 Los capacitores mínimos de control del sistema C2 y C3 de una microcomputadora de un solo chip son generalmente de 15 ~33 pF, y cuanto más cerca esté el capacitor del oscilador de cristal, mejor y más cerca estará el cristal. Cuanto más oscilador esté al microcontrolador, mejor. El puerto P0 es una salida de drenaje abierto. Dado que el puerto de salida requiere una resistencia, su valor generalmente es de 10k.
Cuando se configura en modo temporizador, el contador incremental cuenta el ciclo interno de la máquina (1 ciclo de la máquina equivale a 12 ciclos de oscilación), que es lo mismo que el contador. El ciclo de la máquina es igual a 12 ciclos de oscilación, es decir, la frecuencia de conteo es 1/12 de la frecuencia del oscilador de cristal). El valor de conteo N multiplicado por el ciclo de la máquina Tcy es el tiempo de sincronización t.
Cuando se configura en modo contador, el pulso de conteo de eventos externos se ingresa al contador desde el pin T0 o T1. Los niveles de pines T0 y T1 se muestrean durante S5P2 de cada ciclo de la máquina. Cuando se muestrea una entrada alta en un ciclo y una entrada baja en el siguiente ciclo, el contador se incrementará en 1 y el valor de conteo actualizado se cargará en el contador durante S3P1 del siguiente ciclo de la máquina. Dado que el flanco descendente de 1 a 0 requiere 2 ciclos de máquina para detectarse, el nivel que se está muestreando debe mantenerse durante al menos un ciclo de máquina. Cuando la frecuencia del cristal es de 12 MHz, la frecuencia máxima de conteo no excede 1/2 MHz, es decir, el período del pulso de conteo debe ser mayor que 2 ms.