51单片机学习笔记1 -- 单片机最小系统仿真电路绘制

Posted 2022-12-09 GenCoder

在Protues和Keil都安装好之后，就可以开始学习51单片机了，但其实只要有Keil和开发板就可以开始搞

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单片机最小系统仿真

• • • 1.Protues新建工程
    • 2.晶振电路绘制
    • 3.复位电路绘制
    • 4.电路勘误与仿真
    • 5.课外科普 -- 51单片机名称由来

1.Protues新建工程

打开Protues，首页打开ISIS图标，绘制电路图

进入到以下绘制界面

像电路中的芯片、电阻电容等，都可以在器件区找到，直接点击器件区的Pick Device，会弹出来一个器件选择框

可以看到器件选择框中有很多类别的元器件，对于行业单词不熟悉的我们可以在搜索框键入我们想找的元器件，比如51芯片，在搜索框键入89C52，可以看到器件明细区出来两个AT89C52芯片待选

选中需要的芯片，右侧会出现选中的元器件对应预览图和PCB封装图，可以从预览图中看到我们选中的芯片是不是我们想要的，引脚数是否一样等，右下角有个下拉菜单可以选择不同的PCB封装，但PCB不是我们电路图所需要考虑的，所以选中芯片后直接右下角ok

挑选出芯片后回到绘制区单击鼠标左键，会看到有个芯片轮廓跟随着鼠标移动，可以把鼠标移动到我们想在绘制图中放置芯片的位置

确定位置后单机鼠标左键，芯片就被放置在图纸上了

绘制小贴士
滚动鼠标滚轮 - 以鼠标所在位置进行图纸放大缩小
单击鼠标滚轮 - 图纸跟随鼠标位置移动，按鼠标左键取消

2.晶振电路绘制

单片机最小系统电路，这个很多人都了解的，也就是单片机要运行起来的最基础电路，如图（以下电路相关的只针对STC89C52而言）

在Protues电路图中，上面刚把51单片机找出来，剩下的就是补充晶振电路和复位电路，像上面找51芯片一样，晶振电路也是把所需的元器件先找出来，主要是电容和晶振，对应的元器件搜索词如下

因为后续会使用到51开发板，所以晶振电路按开发板原理图来画，开发板晶振原理图如下

按照原理图的接线，晶振两端连接在51单片机的XTAL1和XTAL2引脚上
将晶振电路所需的元器件（晶振+电容）放置在对应晶振引脚附近，右键元器件可以对元器件进行旋转或者镜像操作

旋转元器件后按照原理图进行接线（元器件接线方法是鼠标在元器件引脚或芯片引脚单击可引出一条线路，需要在哪做90度拐角的直接点击邻近的网格交叉点即可），地线的位置如图找出来放置图纸上接线即可

Pick出来的元器件比如电容电阻晶振参数大小都有一个默认值，需要双击元器件进行参数修改

晶振修改好11.0592MHz后，需要copy修改值到第二行，才会显示在图纸的晶振元器件旁

修改值后的晶振电路如下

3.复位电路绘制

51单片机STC89C52的复位电路原理图如下，通过复位按键接通高电平复位

同样的，将复位电路所需要的元器件找出来，比晶振电路多出来的元器件是按键和下拉电阻

按照原理图绘制电路后的样子（单片机上电时通过C3电容连接高电平产生一次复位，待电容充满电之后RST引脚连通R1电阻接地低电平输入，只有当按键按下时接通电源才会产生复位）

4.电路勘误与仿真

按照原理图我们已经完成了STC89C52单片机晶振电路和复位电路的绘制，但估计有个地方容易被我们忽视掉，那就是仿真电路里搜出来的89C52是AT的，不是STC的

虽然都是89C52，但是不同产生商做出来的芯片有什么不一样呢？！答案就是AT89C52是低电平复位，STC89C52是高电平复位，为此我们可以通过软件仿真来验证，按左下角的仿真功能键来进行仿真

仿真过程中，可以看到元器件以及芯片引脚端都带有红色/蓝色的小方块，颜色即代表该元器件引脚/芯片引脚端的电平，红色为高电平，蓝色为低电平

仔细观察会发现AT89C52的复位引脚一直处于高电平，不管有无复位按键按下，RST引脚一直是高电平输入，在上面讲最小系统电路时说过，STC89C52为高电平复位，RST引脚内部已有45K-100K下拉电阻，也就是内部下拉；而AT89C52复位电平与STC89C52相反，RST内部是45K-100K上拉，因此STC89C52的复位电路对AT89C52无效

需要修改上面画的高电平复位电路，将之改为低电平复位，修改后的仿真电路如下，当没按下复位按键时，RST引脚为高电平输入

按下复位按键时，RST引脚接地输入低电平，AT89C52单片机复位

这样就已经完成了51单片机最小系统电路的电路仿真了

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5.课外科普 – 51单片机名称由来

市场上51单片机种类很多，例如ATMEL89S51（52）、PHILIPS P89C51、 STC89C51（52）等…但为什么都叫51单片机 ？！？！

• 那是因为目前市场上这一体系结构的单片机有一个共同的老祖宗——INTEL公司的MCS51系列中的8051，他们现在虽然看起来各不相同，但身上流着相同的血——它们严格遵循INTEL公司的8051体系标准（目前已经是一个工业标准了）。
  所以现在经常说的51单片机，实际上是这指单片机世界中的一个历史最悠久的家族，不是指具体的型号。