单片机有很多种，51、AVR、430、PIC、STM32等等，每种都有自己的最小系统板。今天简单说下51单片机的最小系统板该如何设计。最小系统板的说法其实是相对开发板来说的，因为在开发板上有各种功能模块，例如AD、DA、数码管什么的，但是有些追求简洁的开发者习惯简单一些，只要有电源，下载口，一些简单的按键，同时把IO口都引出来，仅此而已。所以说，最小系统板是没有一个明确的规范的，因人而异，简洁为主。上个图先：

先出个问题，谁能猜出这是atmel公司的51单片机还是STC公司的51单片机？
答案是：atmel。因为芯片型号是89S51，原理图上标着呢。为什么最小系统上面选用ATMEL的芯片？
因为ATMEL的芯片下载方便，只需要一条下载线，淘宝上卖十多块钱。但如果用STC的单片机，相对麻烦一些。它的程序下载是通过串口实现的，这就需要一片MAX232，或者串口转USB芯片CH340T等等，添加了这个芯片，还要装一个难看的串口或者USB口。制图、焊接上都相对复杂了一些。
P0口一定要记得加上拉电阻，因为其它三组IO口都是内部自带的，唯独P0没有。复位按键是必须的，程序跑飞的时候能通过复位来恢复。图中，他把四组IO都引出来了，而且引出来了两遍，充分为扩展设计考虑。下面是电源部分的电路：

 89C2051是由ATMEL公司推出的一种小型单片机。95年出现在中国市场。其主要特点为采用Flash存贮器技术，降低了制造成本，其软件、硬件与MCS-51完全兼容，可以很快被中国广大用户接受，其程序的电可擦写特性，使得开发与试验比较容易。
1 引脚
　　89C2051共有20条引脚，详见图1.从图中可见，2051继承了8031最重要引脚：
　　P1口共8脚，准双向端口。
　　P3.0～P3.6共7脚，准双向端口，并且保留了全部的P3的第二功能，如P3.0、P3..1的串行通讯功能，P3.2、P3..3的中断输入功能，　　　　P3.4、P3.5的定时器输入功能。
在引脚的驱动能力上面，89C2051具有很强的下拉能力，P1,P3口的下拉能力均可达到20mA.相比之下，89C51/87C51的端口下拉能力每脚最大为15mA。但是限定9脚电流之和小于71mA.这样，引脚的平均电流只9mA。89C2051驱动能力的增强，使得它可以直接驱动LED数码管。
为了增加对模拟量的输入功能，2051在内部构造了一个模拟信号比较器，其输入端连到P1.0和P1.1口，比较结果存入P3.6对应寄存器，（P3.6在2051外部无引脚），原理见图2。
对于一些不大复杂的控制电路我们就可以增加少量元件来实现，例如，对温度的控制，过压的控制等。
图3为测量示意图。其中，R用于测量门限的调节，IN端接输入模拟信号。


2 电源
　　89C2051有很宽的工作电源电压，可为2.7～6V,当工作在3V时，电流相当于6V工作时的1/4。89C2051工作于12Hz时，动态电流为5.5mA，空闲态为1mA,掉电态仅为20nA。这样小的功耗很适合于电池供电的小型控制系统。




3 存储器
　　89C2051片内含有2k字节的Flash程序存储器，128字节的片内RAM,与80C31内部完全类似。由于2051内部设计全静态工作，所以允许工作的时钟为0～20MHz,也就是说，允许在低速工作时，不破坏RAM内容。相比之下，一般8031对最低工作时钟限制为3.5MHz，因为其内部的RAM是动态刷新的。89C2051不允许构造外部总线来扩充程序/数据存储器，所以它也不需要ALEPSEN、RD、WR一类的引脚。
4 内部I/O控制
　　89C2051在内部I/O控制上继承了MCS51的特性：
　　5路2级优待中断，串等口，2路定时器/计数器，内部组成参见图4。


5 程序保密
89C2051设计有2个程序保密位，保密位1被编程之后，程序存储器不能再被编程除非做一次擦除，保密位2被编程之后，程序不能被读出。
6 软硬件的开发
　　89C2051可以采用下面2种方法开发应用系统。
　　（1）由于89C2051内部程序存贮器为Flash，所以修改它内部的程序十分方便快捷，只要配备一个可以编程89C2051的编程器即可。调试人员可以采用程序编辑-编译-固化-插到电路板中试验这样反复循环的方法，对于熟练的MCS-51程序员来说，这种调试方法并不十分困难。当做这种调试不能够了解片内RAM的内容和程序的走向等有关信息。
　　（2）将普通8031/80C31仿真器的仿真插头中P1.0～P1.7和P3.0～P3.6引出来仿真205T,这种方法可以运用单步、断点的调试方法，但是仿真不够真实，比如，2051的内部模拟比较器功能，P1口、P3口的增强下拉能力等等。
7 性能价格比
下面就目前国内全胜较多的两种单片机，讨论一下2051的性能价格比。
　　7.1 与80C31系统相比较
　　　　如果需要构成一个80C31的最小系统的话，除了CPU之外，至少需要一片27C64,而系统的有效引脚和89C2051基本相同。从元器件的成本，电路板的面积和加密性来看，使用89C2051都是合算的。
　　7.2 与PIC单片机比较
　　　　目前，国内小型的单片机全胜较多的有PIC系列，89C2051与PIC相对应芯片比较有如下特点：
89C2051的价格高于PIC的OTP型号，但大大低于PIC的EPROM型，89C2051片内不含Watch Dog，这是89C2051的不足之处，中断系统堆栈结构、串等通讯笔定时器系统都大大强于PIC系统。
由于PIC芯片中无标准串等口，所以在单片机的联网应用上面，PIC不太适合。
与PIC相比2051更适合于较复杂的应用场合，适合一些软件需要多次修改的应用。
8 应用
　　就目前中国市场的情况来看，89C2051有很大的市场。其原因有下列2点：（1）2051采用的是MCS51的核心，十分容易为广大用户所接受；（2）2051内部基本保持了80C31的硬件I/O功能；（3）2051的Flash存贮器技术，可重复擦/写1000次以上，容易解闷调试手段；（4）更适合小批量系统的应用，容易实现软件的升级。
89C2051适合于家用电器控制，分布式测控网络，I/O量不足不是很大的应用系统。

介绍：串行口是单片机与外界进行信息交换的工具。

8051单片机的通信方式有两种：

并行通信:数据的各位同时发送或接收。  串行通信:数据一位一位次序发送或接收。参看下图：

     有关单片机中断系统的概念：什么是中断，我们从一个生活中的例程引入。你正在家中看书，突然电话铃响了，你放下书本，去接电话，和来电话的人交谈，然后放下电话，回来继续看你的书。这就是生活中的“中断”的现象，就是正常的工作过程被外部的事件打断了。仔细研究一下生活中的中断，对于我们学习单片机的中断也很有好处。

第一、什么可经引起中断，生活中很多事件能引起中断：有人按了门铃了，电话铃响了，你的闹钟闹响了，你烧的水开了….等等诸如此类的事件，我们把能引起中断的称之为中断源，单片机中也有一些能引起中断的事件，8031中一共有5个：两个外部中断，两个计数/定时器中断，一个串行口中断。

    从上一节我们已经得知，单片机中的定时/计数器都能有多种用途，那么我怎样才能让它们工作于我所需要的用途呢？这就要通过定时/计数器的方式控制字来设置。

在单片机中有两个特殊功能寄存器与定时/计数有关，这就是TMOD和TCON。顺便说一下，TMOD和TCON是名称，我们在写程序时就能直接用这个名称来指定它们，当然也能直接用它们的地址89H和88H来指定它们（其实用名称也就是直接用地址，汇编软件帮你翻译一下而已）。

<TMOD结构>

一、计数概念的引入

   从选票的统计谈起：画“正”。这就是计数，生活中计数的例程处处可见。例：录音机上的计数器、家里面用的电度表、汽车上的里程表等等，再举一个工业生产中的例程，线缆行业在电线生产出来之后要计米，也就是测量长度，怎么测法呢？用尺量？不现实，太长不说，要一边做一边量呢，怎么办呢？行业中有很巧妙的办法，用一个周长是1米的轮子，将电缆绕在上面一周，由线带轮转，这样轮转一周不就是线长1米嘛，所以只要记下轮转了多少圈，就能知道走过的线有多长了。