51单片机点亮一盏LED灯的原理解析

首先应该了解51单片机最小系统：51最小系统也称为51最小应用系统，是指用最少的元件组成的51单片机可以工作的系统。如图2.1.1所示，51最小系统一般应该包括：单片机、晶振电路、复位电路。

晶振电路的原理及组成，作用：

在单片机系统里晶振的作用非常大，他结合单片机内部的电路，产生单片机所必须的时钟频率，单片机的一切指令的执行都是建立在这个基础上的，晶振的提供的时钟频率越高，那单片机的运行速度也就越快。简单地说，没有晶振，就没有时钟周期，没有时钟周期，就无法执行程序代码，单片机就无法工作。单片机工作时，是一条一条地从RoM中取指令，然后一步一步地执行。单片机访问一次存储器的时间，称之为一个机器周期，这是一个时间基准。—个机器周期包括12时钟周期。如果一个单选择了12MHz晶振，它的时钟周期是1/12us，它的一个机器周期是12×（1/12）us，也就是1us。

组成：晶振， 负载电容， 内部电路

原理：石英晶体振荡器（简称晶振）通过震动给单片机提供时间，有了时间，就有了时序，就可以无差错的跑程序， 一般51最小系统用的是12MHZ的晶振， 比内部时钟6MHZ要精确许多。晶振用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作，以提供稳定，精确的单频振荡。 就像给单片机带上了时钟。两个30pF的电容。 起到起振和谐振作用。两个电容的取值都是相同的，或者说相差不 大，如果相差太大，容易造成谐振的不平衡，容易造成停振或者干脆不起振。

有一个高增益反相放大器（即振荡器），其输入端为芯片引脚XTAL1，其输出端为引脚XTAL2 。而在芯片的外部，XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容，从而构成一个稳定的自激振荡器，这就是单片机的时钟电路。

复位电路的原理及作用：

复位电路是一种用来使电路恢复到起始状态的电路设备。一般情况：上电复位；在RST复位输入引脚上接一电容至VCC端，下接一个电阻到地即可。

原理：在控制系统中的作用是启动单片机开始工作。但在电源上电以及在正常工作时电压异常或干扰时，电源会有一些不稳定的因素，为单片机工作的稳定性可能带来严重的影响。因此，在电源上电时延时输出给芯片输出一复位信号。上复位电路另一个作用是，监视正常工作时电源电压。若电源有异常则会进行强制复位。复位输出脚输出低电平需要持续三个（12/fc s）或者更多的指令周期，复位程序开始初始化芯片内部的初始状态。等待接受输入信号。

为什么必须使用低电频点亮LED灯？

由于单片机的I/O口的结构决定了它灌电流能力较强，所以都采用低电平点亮led的方式。一般都采用低电平点亮LED，有一定的抗干扰作用。因为单片机的输出能力有限，如果都让管脚输出高电平来驱动器件的话，即使有上拉电阻，还是会造成单片机运行状态不稳定其实，采用低电平驱动LED，可以简化单片机接口的设计，如果采用接口元件，则高电平驱动和低电平驱动是同样的效果，另外，低电平驱动也简化了控制代码，避免了单片机上电复位时端口置高电平后对led的影响。

需注意：

程序中的while（1）语句去掉之后仍然可以执行操作的原因是因为：在后面的程序中已经有了LED=0，即规定了驱动LED灯的是低电频

所以即使去掉了也可以执行。

在最后画出了如下电路图之后。在仿真软件上protues确实可以点亮。但实际上这是不可以实现的。主要是因为在io端口EA为片外程序存储器选择输入端。该引脚为低电平时，使用片外程序存储器，为高电平时，使用片内程序存储器。所以需要将这一端口街上电源。使其访问片内的程序存储器