前言： 對於(yu) 一個(ge) 完整的電子設計來講，首要問題就是為(wei) 整個(ge) 係統提供電源供電模塊，電源模塊的穩定可靠是係統平穩運行的前提和基礎。

　　　　以下介紹單片機最小係統電路設計，單片機最小係統主要由電源、複位、振蕩電路以及擴展部分組成。對於(yu) 一個(ge) 完整的電子設計來講，首要問題就是為(wei) 整個(ge) 係統提供電源供電模塊，電源模塊的穩定可靠是係統平穩運行的前提和基礎。

　　1、電源

　　在使用STC89C52RC單片機的時候，工作電壓：5.5V-3.4V（5V單片機），這個(ge) 地方就說明我們(men) 這個(ge) 單片機正常的工作電壓是個(ge) 範圍值，隻要電源VCC在5.5V到3.4V之間都可以正常工作，電壓超過5.5V是絕對不允許的，會(hui) 燒壞單片機，電壓如果低於(yu) 3.4V，單片機不會(hui) 損壞，但是也不能正常工作。

　　2、振蕩電路

　　單片機係統裏都有晶振，在單片機係統裏晶振作用非常大，全程叫晶體(ti) 振蕩器，他結合單片機內(nei) 部電路產(chan) 生單片機所需的時鍾頻率，單片機晶振提供的時鍾頻率越高，那麽(me) 單片機運行速度就越快，單片接的一切指令的執行都是建立在單片機晶振提供的時鍾頻率。

　　晶振

　　晶振通常分為(wei) 無源晶振和有源晶振兩(liang) 種類型，無源晶振一般稱之為(wei) crystal（晶體(ti) ），而有源晶振則叫做oscillator（振蕩器）。

　　有源晶振是一個(ge) 完整的諧振振蕩器，他是利用石英晶體(ti) 的壓電效應來起振，所以有源晶振需要供電，當我們(men) 把有源晶振電路做好後，不需要外接電路，它就可以主動產(chan) 生振蕩頻率，並且可以提供高精度的頻率基準，信號質量比無源信號好。

　　有源晶振通常有4個(ge) 引腳，VCC，GND，晶振輸出引腳和一個(ge) 沒有用到的懸空引腳。無源晶振有2個(ge) 或3個(ge) 引腳，如果是3個(ge) 引腳的話，中間引腳是晶振的外殼，使用時要接到GND，兩(liang) 側(ce) 的引腳就是晶體(ti) 的2個(ge) 引出腳了，這兩(liang) 個(ge) 引腳作用是等同的，就像是電阻的2個(ge) 引腳一樣，沒有正負之分。對於(yu) 無源晶振，就是用我們(men) 的單片機上的兩(liang) 個(ge) 晶振引腳接上去即可，而有源晶振，隻接到單片機的晶振的輸入引腳上，輸出引腳上不需要接，如圖1和圖2所示。

　　圖1 無源晶振接法

　　圖2 有源晶振接法

　　3、複位電路

　　我們(men) 先來分析一下我們(men) 的複位電路，如圖3所示。

　　圖3 單片機複位電路

　　當這個(ge) 電路處於(yu) 穩態時，電容起到隔離直流的作用，隔離了+5V，而左側(ce) 的複位按鍵是彈起狀態，下邊部分電路就沒有電壓差的產(chan) 生，所以按鍵和電容 C11以下部分的電位都是和GND相等的，也就是0V電壓。我們(men) 這個(ge) 單片機是高電平複位，低電平正常工作，所以正常工作的電壓是0V電壓，完全OK，沒有問題。

　　4、獨立按鍵

　　通常的按鍵分為(wei) 獨立式按鍵和矩陣式按鍵兩(liang) 種，獨立式按鍵比較簡單，並且與(yu) 獨立的輸入線相連接，如圖4所示

　　圖4 獨立式按鍵電路圖

　　4條輸入線接到單片機的IO口上，當按鍵K1按下時，+5V通過電阻R1然後再通過按鍵K1最終進入GND形成一條通路，那麽(me) 這條線路的全部電壓都加到了R1這個(ge) 電阻上，KeyIn1這個(ge) 引腳就是個(ge) 低電平。當鬆開按鍵後，線路斷開，就不會(hui) 有電流通過，那麽(me) KeyIn1和+5V就應該是等電位，是一個(ge) 高電平。我們(men) 就可以通過KeyIn1這個(ge) IO口的高低電平來判斷是否有按鍵按下。

　　這個(ge) 電路中按鍵的原理我們(men) 清楚了，但是實際上在我們(men) 的單片機IO口內(nei) 部，也有一個(ge) 上拉電阻的存在。我們(men) 的按鍵是接到了P2口上，P2口上電默認是準雙向IO口，我們(men) 來簡單了解一下這個(ge) 準雙向IO口的電路，如圖5所示。

　　圖5 準雙向IO口結構圖

　　當內(nei) 部輸出是高電平，經過一個(ge) 反向器變成低電平，NPN三極管不會(hui) 導通，那麽(me) 單片機IO口從(cong) 內(nei) 部來看，由於(yu) 上拉電阻R的存在，所以是一個(ge) 高電平。當外部沒有按鍵按下將電平拉低的話，VCC也是+5V，他們(men) 之間雖然有2個(ge) 電阻，但是沒有壓差，就不會(hui) 有電流，線上所有的位置都是高電平，這個(ge) 時候我們(men) 就可以正常讀取到按鍵的狀態了。

　　當內(nei) 部輸出是個(ge) 低電平，經過一個(ge) 反相器變成高電平，NPN三極管導通，那麽(me) 單片機的內(nei) 部IO口就是個(ge) 低電平，這個(ge) 時候，外部雖然也有上拉電阻的存在，但是兩(liang) 個(ge) 電阻是並聯關(guan) 係，不管按鍵是否按下，單片機的IO口上輸入到單片機內(nei) 部的狀態都是低電平，我們(men) 就無法正常讀取到按鍵的狀態了。

　　5、矩陣按鍵

　　矩陣按鍵和獨立按鍵的關(guan) 係

　　我們(men) 在使用按鍵的時候有這樣一種使用經驗，當需要多個(ge) 按鍵的時候，如果做成獨立按鍵會(hui) 大量占用IO口，因此我們(men) 引入了矩陣按鍵，如圖6所示，使用了8個(ge) IO口來實現16個(ge) 按鍵。

　　圖6 矩陣按鍵

　　其實獨立按鍵理解了，矩陣按鍵也簡單，我們(men) 來分析一下。圖6中，一共有4組按鍵，我們(men) 隻看其中一組，如圖7所示。大家認真看一下，當KeyOut1輸出一個(ge) 低電平，KeyOut2、KeyOut3、KeyOut4這三個(ge) 輸出高電平時，是否相當於(yu) 4個(ge) 獨立按鍵呢。

　　圖7 矩陣按鍵變獨立按鍵

　　編輯點評：本文介紹了單片機最小係統的電路設計，單片機係統裏都有晶振，晶振通常分為(wei) 無源晶振和有源晶振兩(liang) 種類型。對單片機最小係統的電源模塊、複位電路和振蕩電路進行了詳細的分析，理解單片機最小係統的設計對工程師是有利的。