微控制器是一种集成电路芯片。 它采用超大规模技术，将具有数据处理能力的微处理器（CPU）、存储器（包括程序存储器ROM和数据存储器RAM）、输入输出接口电路（I/O接口）集成在同一芯片上，形成一个即一个小型而完整的计算机硬件系统，在单片机程序的控制下，能够准确、快速、高效地完成程序员事先指定的任务。 因此，单片机芯片具有计算机的全部功能。
从这一点来看，单片机具有普通微处理器（CPU）芯片所不具备的功能。 能够独立完成现代工业控制所需的智能控制功能。 这是单片机的最大特点。
但单片机与单板计算机（将微处理器芯片、存储芯片、输入输出接口芯片安装在同一印刷电路板上的微型计算机）不同。 单片机芯片在开发出来之前，只具有极其功能性的功能。 一个功能强大的VLSI电路，如果应用和开发出来，就是一个小型的微机控制系统，但它与单板计算机或个人计算机（PC）有着本质的区别。
单片机应用是芯片级应用，需要使用者（单片机学习者和使用者）了解单片机芯片的结构和指令系统以及其他集成电路应用所需的理论和技术技术和系统设计，并使用此类特定芯片来设计应用程序。 ，使芯片具有特定的功能。
不同的微控制器具有不同的硬件特性和软件特性，即它们的技术特性也不相同。 硬件特性取决于微控制器芯片的内部结构。 要使用某种单片机，用户必须了解该产品是否满足应用系统所需的功能和特性。 这里的技术特性包括功能特性、控制特性、电气特性等，这些信息需要从制造商的技术手册中获取。 软件特性是指指令系统特性和开发支撑环境。 指令特性是单片机熟悉的寻址方式、数据处理和逻辑处理方式、输入输出特性、电源要求等。开发支持环境包括指令兼容性和可移植性、支持软件（包括可以支持单片机开发的软件资源）。应用程序）和硬件资源。 要使用某种类型的单片机开发自己的应用系统，必须掌握其结构特点和技术特点。
单片机控制系统可以取代以前由复杂的电子电路或数字电路组成的控制系统。 可以用软件控制来实现，可以实现智能化。 如今，单片机控制无处不在，如通讯产品、家用电器、智能仪器仪表、过程控制等。 以及专用控制装置等，单片机的应用领域也越来越广泛。
诚然，单片机的应用意义远不仅限于它的应用范围或者它带来的经济效益。 更重要的是，它从根本上改变了传统的控制方法和设计思路。 它是控制技术的一场革命，也是一个重要的里程碑。
单片机最小系统简述
单片机的最小系统，或者说最小的应用系统，是指由最少的部件组成的能够与单片机一起工作的系统。
对于51系列单片机来说，最小系统一般应包括：单片机、晶振电路、复位电路。
下面是51单片机的最小系统电路图。
阐明
复位电路：由一个电容和一个电阻串联组成。 从图中和“电容电压不能突变”的性质可以知道，当系统上电时，RST引脚会出现高电平，这个高电平的持续时间由下式决定：电路的RC值。 典型的51单片机当RST引脚的高电平持续超过两个机器周期时就会复位。 因此，适当的RC值组合可以保证可靠的复位。 一般教材建议C为10u，R为8.2K。 当然，还有其他方式可以选择。 原理是让RC组合在RST引脚上产生不少于2个机器周期的高电平。 至于如何进行具体的定量计算，可以参考电路分析相关的书籍。
晶振电路：典型的晶振为11.0592MHz（因为可以精确获取9600波特率和19200波特率，用于有串口通信的场合）/12MHz（产生精确的uS级间隔，方便定时操作）
微控制器：AT89S51/52或其他51系列兼容微控制器
特别说明：对于引脚31（EA/Vpp），当接高电平时，单片机复位后从内部ROM的0000H开始执行； 当接低电平时，复位后直接从外部ROM中的0000H开始执行。 这一点很容易被初学者忽视。
复位电路：
1. 复位电路的用途
单片机的复位电路就像计算机的重启部分。 当电脑在使用过程中死机时，按下重启按钮，电脑内部的程序将从头开始启动。 对于微控制器来说也是如此。 当单片机系统运行时，因环境干扰导致程序跑掉时，按下复位按钮，内部程序会自动从头开始。
单片机复位电路如下图：
2、复位电路工作原理
书中介绍，要复位51单片机，只需要在9脚接高电平2US即可。 那么这个流程是如何实现的呢？
在单片机系统中，系统上电时会复位一次。 当按下该按钮时，系统将再次重置。 如果释放按钮并再次按下，系统将再次重置。 因此，其复位可以在运行系统中通过打开和关闭按钮来控制。
为什么电脑一开机就重置？
电路图中，电容的大小为10uF，电阻的大小为10k。 因此，根据公式可以计算出，将电容充电至0.7倍电源电压（单片机的电源为5V，所以充电至0.7倍为3.5V）所需时间为10K*10UF= 0.1S。
也就是说，计算机启动后0.1S内，电容两端的电压从0上升到3.5V。 此时10K电阻两端的电压从5V下降到1.5V（串联电路中电压之和即为总电压）。 所以在0.1S内，RST引脚接收到的电压为5V~1.5V。 在5V正常工作的51单片机中，小于1.5V的电压信号为低电平信号，大于1.5V的电压信号为高电平信号。 因此，在上电0.1S内，单片机系统自动复位（RST引脚收到高电平信号的时间约为0.1S）。
为什么按钮按下后会重置？
单片机启动0.1S后，电容C两端电压继续充电至5V。 此时10K电阻两端电压接近0V，RST为低电平，系统正常工作。 当按下按钮时，开关打开。 此时电容器两端形成回路，电容器短路。 因此，在按下按钮的过程中，电容器开始释放之前充电的电量。 随着时间的推移，电容电压在0.1S内从5V释放到1.5V甚至更低。 根据串联电路各处电压之和，此时10K电阻两端的电压为3.5V甚至更大，因此RST引脚再次接收到高电平。 微控制器系统自动复位。
总结：
1、复位电路的原理是单片机的RST引脚接收到2US以上的电平信号。 只要电容的充放电时间大于2US，就可以实现复位，从而可以改变电路中的电容值。
2、按下按钮使系统复位时，由于电容短路，释放出全部电能，电阻两端电压升高。
51单片机最小系统电路介绍
1、51单片机最小系统复位电路极性电容C1的大小直接影响单片机的复位时间。 一般为10~30uF。 51单片机的最小系统电容越大，所需的复位时间越短。
2、51单片机的系统晶振Y1最小也可以是6MHz或11.0592MHz。 正常工作时，可以使用更高频率的晶体振荡器。 51单片机最小系统晶振的振荡频率直接影响单片机的处理速度。 频率越大，处理速度越快。 快点。
3、51单片机最小系统启动电容C2、C3一般为15~33pF，电容离晶振越近越好，晶振离单片机越近越好。 4、P0口为开漏输出，用作输出口时需要添加。 拉电阻，阻值一般为10k。
设置为定时器模式时，1递增计数器对内部机器周期进行计数（1个机器周期等于12个振荡周期，即计数频率为晶振频率的1/12）。 计数值N乘以机器周期Tcy即为计时时间t。
当设置为计数器模式时，外部事件计数脉冲从 T0 或 T1 引脚输入到计数器。 T0 和 T1 引脚电平在每个机器周期的 S5P2 期间进行采样。 当某个周期采样到高电平输入，下一个周期采样到低电平时，计数器加1，并在下一个机器周期的S3P1期间将更新后的计数值加载到计数器中。 由于检测从1到0的下降沿需要2个机器周期，因此采样电平需要保持至少1个机器周期。 当晶振频率为12MHz时，最大计数频率不超过1/2MHz，即计数脉冲的周期必须大于2ms。
