單片機簡介
單片機是一種集成電路芯片。它採用超大規模技術將具有數據處理能力的微處理器（CPU）、存儲器（含程序存儲器ROM和數據存儲器RAM）、輸入、輸出接口電路（I/O接口）集成在同一塊芯片上，構成一個即小巧又很完善的計算機硬件系統，在單片機程序的控制下能準確、迅速、高效地完成程序設計者事先規定的任務。所以說，一片單片機芯片就具有了組成計算機的全部功能。
單片機的最小系統簡述
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單片機最小系統，或者稱爲最小應用系統，是指用最少的元件組成的單片機可以工作的系統。
對51系列單片機來說，最小系統一般應該包括：單片機、晶振電路、復位電路。
下面給出一個51單片機的最小系統電路圖。
特別注意：對於31腳（EA/Vpp），當接高電平時，單片機在復位後從內部ROM的0000H開始執行;當接低電平時，復位後直接從外部ROM的0000H開始執行。這一點是初學者容易忽略的。
復位電路
由電容串聯電阻構成，由圖並結合“電容電壓不能突變”的性質，可以知道，當系統一上電，RST腳將會出現高電平，並且，這個高電平持續的時間由電路的RC值來決定。典型的51單片機當RST腳的高電平持續兩個機器週期以上就將復位，所以，適當組合RC的取值就可以保證可靠的復位。一般教科書推薦C 取10u，R取8.2K.當然也有其他取法的，原則就是要讓RC組合可以在RST腳上產生不少於2個機週期的高電平。至於如何具體定量計算，可以參考電路分析相關書籍。
復位電路的用途
單片機復位電路就好比電腦的重啓部分，當電腦在使用中出現死機，按下重啓按鈕電腦內部的程序從頭開始執行。單片機也一樣，當單片機系統在運行中，受到環境干擾出現程序跑飛的時候，按下復位按鈕內部的程序自動從頭開始執行。
單片機復位電路如下圖：
復位電路的工作原理
在書本上有介紹，51單片機要復位只需要在第9引腳接個高電平持續2US就可以實現，那這個過程是如何實現的呢？
在單片機系統中，系統上電啓動的時候復位一次，當按鍵按下的時候系統再次復位，如果釋放後再按下，系統還會復位。所以可以通過按鍵的斷開和閉合在運行的系統中控制其復位。
開機的時候爲什麼會復位？
在電路圖中，電容的的大小是10uF，電阻的大小是10k。所以根據公式，可以算出電容充電到電源電壓的0.7倍（單片機的電源是5V，所以充電到0.7倍即爲3.5V），需要的時間是10K*10UF=0.1S。
也就是說在電腦啓動的0.1S內，電容兩端的電壓時在0-3.5V增加。這個時候10K電阻兩端的電壓爲從5-1.5V減少（串聯電路各處電壓之和爲總電壓）。所以在0.1S內，RST引腳所接收到的電壓是5V~1.5V。在5V正常工作的51單片機中小於1.5V的電壓信號爲低電平信號，而大於1.5V的電壓信號爲高電平信號。所以在開機0.1S內，單片機系統自動復位（RST引腳接收到的高電平信號時間爲0.1S左右）。
按鍵按下的時候爲什麼會復位
在單片機啓動0.1S後，電容C兩端的電壓持續充電爲5V，這是時候10K電阻兩端的電壓接近於0V，RST處於低電平所以系統正常工作。當按鍵按下的時候，開關導通，這個時候電容兩端形成了一個迴路，電容被短路，所以在按鍵按下的這個過程中，電容開始釋放之前充的電量。隨着時間的推移，電容的電壓在0.1S內，從5V釋放到變爲了1.5V，甚至更小。根據串聯電路電壓爲各處之和，這個時候10K電阻兩端的電壓爲3.5V，甚至更大，所以RST引腳又接收到高電平。單片機系統自動復位。，
晶振電路
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晶振好比單片機的心臟，如果沒有心臟起跳，單片機無法工作，晶振值越大，單片機運行速度越快，典型的晶振取11.0592MHz（因爲可以準確地得到9600波特率和19200波特率，用於有串口通訊的場合）/12MHz（產生精確的uS級時歇，方便定時操作）
晶振，全稱是石英晶體振盪器，是一種高精度和高穩定度的振盪器。通過一定的外接電路來，可以生成頻率和峯值穩定的正弦波。而單片機在運行的時候，需要一個脈衝信號，做爲自己執行指令的觸發信號，而晶振的諧振頻率就能爲單片機的運行提供基準
晶振起振原理
石英晶片所以能做振盪電路（諧振）是基於它的壓電效應，從物理學中知道，若在晶片的兩個極板間加一電場，會使晶體產生機械變形；反之，若在極板間施加機械力，又會在相應的方向上產生電場，這種現象稱爲壓電效應。如在極板間所加的是交變電壓，就會產生機械變形振動，同時機械變形振動又會產生交變電場。一般來說，這種機械振動的振幅是比較小的，其振動頻率則是很穩定的。但當外加交變電壓的頻率與晶片的固有頻率（決定於晶片的尺寸）相等時，機械振動的幅度將急劇增加，這種現象稱爲壓電諧振，因此石英晶體又稱爲石英晶體諧振器。其特點是頻率穩定度很高。
晶振電路都是在一個反相放大器的兩端接入晶振，再有兩個電容分別接入到晶振的兩端，另一個電容則接地，這兩個電容串聯的電容量就等於負載電容。具體電路如下圖所示。
晶振有一個重要的參數，那就是負載電容值，選擇與負載電容值相等的並聯電容，就可以得到晶振標稱的諧振頻率。
一般的晶振的負載電容爲15p或12.5p ，如果再考慮元件引腳的等效輸入電容，則兩個22p的電容構成晶振的振盪電路就是比較好的選擇。負載電容+等效輸入電容=22pF
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