单片机工程师常遇面试问题之四：画出一款单片机的最小系统

我们先从字面上理解这个话题。 最小系统可以理解为能让单片机工作的最简单的电路。 其实单片机的最小系统可以分为三个部分：1-电源部分； 2-晶体振荡器部分； 3-重置部分。 下面我就这三个部分为大家详细分析一下。

首先，我们看一下最小微控制器系统的简化图，如图（1）所示。 这是作者自己画的。 你觉得外围元件很少吗？ 事实上，微控制器可以与这些外围设备一起工作。 看到这里，你是不是觉得很简单呢？ 其实这里面的学问还是很多的！ ！

图（1）单片机最小系统

我们来看看电源部分。 微控制器上电时有一个范围。 你必须查阅微控制器的参考手册才能知道这个范围。 常用的有+3.3V和+5V电源。 例如，如图（2）所示，从手册中，我们可以清楚地了解到该单片机的供电范围是2.95V-5.5V，但如果输入电压不在这个范围内，例如+12V，那么此时就不能直接给单片机供电了。 我们需要将这个+12V电源转换成单片机的输入电压范围。 这时候就需要加一个稳压IC了。 例如，-1 IC的输入电压范围为+3.3-30V，输出为3.3V。 这样我们就可以稳定地为单片机提供3.3V电源。 稳压电路见图（3）。

图（2）微控制器输入功率范围

图(3)-1 稳压电路

晶体振荡器对于微控制器来说就像心脏对于人类一样。 晶体振荡器为微控制器提供“心跳”。 不同的是，人的心跳只有60-100Hz左右，而单片机的心跳可以很高，可以根据需要改变（不能超过单片机的最大时钟频率）。 现在的微控制器基本上都有内部晶振。 与外部晶振相比，内部晶振误差会较大，通常在3%左右，但这种内部晶振可以满足大部分需求。 添加外部晶振的目的一般是为了减少系统时钟误差。 或者让单片机达到更高的频率。 单片机有两个引脚用于外部晶振的输入端口，如图（1）所示。 晶振两端分别连接两个IO口，晶振两端电容接地。 两个电容的值可以在10到30P之间。 其作用是滤除晶振的高频信号，使晶振工作时更加稳定。 具体线路图见图（4）。

图（4）晶振电路

单片机上电时需要复位，因此单片机的最小系统需要一个上电复位电路。 单片机有复位引脚，一般为低压复位。 也就是说，当输入为低电平时，微控制器复位。 如图（1）所示，上电复位电路由10K电阻和104电容组成。 该电路的工作原理是什么？ 我们来具体分析一下：当单片机开始上电时，由于电容两端的电压不能突变，电容的电压会通过10K电阻充电，上升到VCC电压，这意味着单片机的复位脚单片机有一段时间。 是低电平。 如果这个低电平时间超过了单片机复位所需的时间，那么单片机在上电过程中就会复位一次。 因此，这个电阻和电容的值不能随意选择。 一般采用10K、104。 就是这样。 参考电路如图（5）

图（5）复位电路

下图是作者绘制的demo电路图。 如果需要的话可以关注作者，并在文章评论区留言。 作者将把下载链接分享给大家。 谢谢~~

下图是作者绘制的demo电路图。 如果需要，可以关注作者，给作者“MCU最小系统”留言，获取最小系统文件。 回答。