单片机是一种大规模的数字集成电路,它的基本工作条件是电源、复位信号和时钟信号,只有具备了这些条件,单片机才能开始工作。
1.电源的提供
单片机内部有各种电路,这些电路在工作时需要提供电源。
40脚为电源正极引脚(VCC),20脚为电源负极引脚(VSS)。
电源正极引脚一般接5V电源,负极引脚接地。
2.复位电路
单片机内部有大量的数字电路,在为这些电路提供电源的同时,还要给它们提供复位信号,让这些电路都进入初始状态,然后才开始工作。
单片机的复位电路如图所示
9脚为复位引脚(RST)。在接通+5V 电源的瞬间,由于 C1 来不及充电,其两端的电压 UC1为 0V,R2 两端的电压 UR2为 5V (UC1+UR2=5V),即单片机的9脚为高电平,该高电平信号进入9脚,对内部电路进行复位,让内部电路都进入初始状态。随着+5V电源对C1不断充电,C1两端的电压迅速上升,而 R2 两端的电压则迅速下降,当C1两端电压充到5V时,R2两端电压为0V,单片机9脚变为0V(低电平),复位完成,单片机的内部电路开始工作。由于该复位过程在单片机接通电源时就会自动进行,故又称上电复位。
如果单片机工作不正常,可按一下复位开关S,在按下开关时,+5V电源通过R1加到9脚,9脚为高电平,该高电平对内部电路进行复位,使内部电路全部回到初始状态,当S断开时,9脚变为低电平,复位结束,单片机内部电路全部恢复到起始状态,然后重新开始工作。该复位过程称作手工复位。
3.时钟电路
为了让单片机的内部电路有次序、有节拍地工作,需要为这些电路提供时钟脉冲信号,让时钟信号来控制它们工作。
有的电路来一个时钟脉冲就工作一次,有的电路需要来多个时钟脉冲才工作一次,如果没有时钟脉冲到来,这些电路就不能正常工作。时钟信号频率越高,这些电路的工作速度越快。
18、19 脚为时钟信号引脚(XTAL2、XTAL1)。单片机可采用两种时钟电路来提供时钟信号,如图
(a)采用了内时钟电路,单片机内部的反相放大器与 XTAL2、XTAL1 引脚外接的反馈兼选频电路(C1、C2、晶振)构成时钟振荡器,产生时钟信号提供给单片机的内部电路。如果晶振的频率为12MHz,则时钟振荡器产生的时钟信号频率为12MHz。(b)采用了外时钟电路,单片机外部的振荡电路产生的时钟信号经放大器放大后,进入XTAL2引脚,送给单片机的内部电路。单片机XTAL2、XTAL1引脚之间的内部放大电路由于无外接反馈选频电路,并且XTAL1引脚接地,所以不会产生振荡。
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