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单片机最小系统组成部分(下)-时钟电路和存储器访问路径控制电路
发布时间:2021.12.07
信息摘要:
传统的单片机最小系统由单片机、电源电路、时钟电路、复位电路、存储器访问路径控制电路这五部分组成,本文主要讲五部分中时钟电路和存储器访问路径控制电路的内容。


单片机时钟电路就像人的心脏一样,它维持着单片机系统的正常工作,单片机执行指令的过程可分为取指令和执行指令,每个步骤由许多微操作组成,这些微操作必须在一个统一的时钟信号控制下才能按照正确的顺序执行,这些时钟信号就是由单片机外部时钟电路和内部的时钟电路一起产生的。

单片机时钟电路包括一个晶振和两个电容,一般来说,晶振可以在1.2~24兆赫兹之间任选,频率越高处理速度越快,相对的频率越高功耗也就越大。这里用12兆赫兹为例,当采用石英晶振时,与晶振并联的两个电容的大小可以在15~33PF之间选择,一般选30PF,用于晶振的起针,可以起到频率微调的作用。设计上电容离晶振越近越好,晶振距离单片机越近越好。存储器访问路径控制电路

下面一起来了解一下时钟电路的相关概念,晶体振荡器的频率我们称为晶振频率,用fosc表示。一旦接好了晶振,这个频率就是一定的,通常51单片机晶振频率会用到6MHz12MHz,在串行通讯的时候,还会用到11.0592MHz。晶振频率的倒数叫做时钟周期,是计算机中最基本的、最小的时间单位。晶振通过振荡器产生的振荡脉冲,也叫节拍,它的倒数是振荡周期,与时钟周期相同,一个节拍通过一个两分频器就生成了状态时钟SS包括节拍P1和节拍p2S的倒数是状态周期。两分频器产生的信号,再经过3分频就是我们的ALE信号,这个信号可以为外部电路提供一个具有1/6晶振频率的正脉冲信号,两分频器产生的信号再经过6分频,就是机器周期。

单片机的时钟信号可以由两种方式产生,第一种是内部时钟方式,它是利用单片机芯片内部的振荡电路实现的,此时须通过单片机的XTAL1引脚芯片内部震荡电路输入端和XTAL2引脚芯片内部振荡电路输出端外接定时元件,定时元件一般用晶体振荡器和电容组成并联谐振回路。第二种是外部时钟方式,在由多片单片机组成的系统中,为十个单片机之间的时间信号严格同步,应当采用公用外部脉冲信号,作为个单片机振荡脉冲,这时外部脉冲信号要经过XTAL2引脚注入,就是通过XTAL2引脚直接连接一个外部的时钟信号,这个时候XTAL1引脚接地。

最后来看存储器访问路径控制电路,51单片机的31引脚EA/VPP是内部和外部程序存储器的选择引脚,它的连接方式有三种情况。第一种,EA/VPP+5V或高电平,单片机在复位后从内部ROM000H开始执行,单片机先访问内部ROM,再访问外部ROM;第二种,EA/VPP接低电平,此时不管是否有内部ROM,都只访问外部ROM,并且直接从外部ROM000H开始执行;第三种,EA/VPP引脚悬空,这样会导致程序执行不正常,初学者很容易忘记对该引脚进行连接,所以一定记住不要出现这种情况。单片机最小系统内部参考图

对于目前绝大部分单片机来说,其内部的程序存储器一般为Flash存储器,容量都很大,基本上不需要再外接,所以这里EA/VPP我们接高电平,从内部ROM000H开始存储和访问,以上就是单片机最小系统的构成,当然单片机最小系统要想完成我们交代的任务,还需要软件下载电路以及外围电路的配合,更多单片机相关内容可浏览艾能微官网进行了解。



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