小系统，指的是的用少的元件组成的单片机可以工作的系统。一般在设计小系统的时候分为这四种必要的电路，分别是1、电源供电电路;2、单片机复位电路;3、时钟振荡电路;4、程序的下载接口电路。这次基于我们研发的WiFi小车51核心控制板的小系统原理图来讲一下51单片机的小系统。

WiFi小车51核心控制板使用的单片机是STC15W4K32S4系列单片机，这个系列单片机为宽电压单片机，指的是工作电压宽它的工作电压可为2.5V-5.5V，为了方便大家使用我们选择了与多核心实验箱同款的单片机IAP15W4K61S4，具有4K的SRAM和61KB的Flish程序存储空间，带有8路PWM其中包含6路15位的PWM和2路CCP，4个串行通信接口，5个内部定时器和8路10位的ADC通道。这款单片机是可以直接在线对程序进行仿真调试的，方便开发和学习。

电源供电电路对于一个完整的电子产品来讲，首先面临的问题就是系统的供电，所以电源是整个系统平稳运行的基础。在设计的时候会在单片机每个电源引脚旁边放上一个滤波电容来保障输入到单片机电源引脚的电压是稳定的，若单片机的时钟频率较高，建议这处的电容设置成0.01uF;若单片机的时钟频率较低，建议设置为0.1uF。

复位电路的作用是给单片机复位，使单片机恢复到起始状态程序从头开始执行，好比电脑在使用过程中出现了死机的情况，按下重启按键电脑内部程序从头开始运行。单片机也一样，当单片机在工作过程中也会受到环境等因素出现程序跑飞的现象。从单片机的数据手册上得知复位电路的工作原理是在需要复位的时候给单片机的复位引脚输入两个机器周期以上的复位信号。这个复位信号分两种，一种是高电平复位，一种是低电平复位。如下图这两种复位电路左侧为低电平复位电路，右侧是高电平复位。具体选用那种就需要看所使用的单片机是那种复位电路，原理都是一样的只是复位信号不同，而51单片机常用的是低电平复位信号。

由图中可以看出来这两种复位电路是由电容和电阻串联构成的，不同的是我们考虑电容在直流中为短路的情况下单片机的复位引脚所接入的电平信号不一样。高电平复位电路中复位引脚接的是低电平信号，反之低电平复位电路引脚接高电平。复位电路通电之后由于电容要进行充电所以RST端的电压并不是突变的，如在高电平复位电路中，系统一上电RST脚将会出现一段时间的高电平，而且这个高电平持续的时间是由复位电路的RC值决定的，所以选用合适的组合的RC值就可保证单片机能够可靠的复位。通常会选用0.1uF的电容和10K欧姆的电阻值，在工作电压是5V的情况下电容充满电的时间大概为1ms，这1ms的充电时间远大于了单片机的两个机器周期。在这两种复位电路中还包含了自动复位电路和手动复位电路，复位电路在系统上电的时候会完成一次复位，除此之外可以通过复位电路上的按键来实现手动复位，手动复位的原理是按下按键后将电容器两端短路直接将复位信号输入到RST引脚来实现复位。

时钟震荡电路：前面的电源电路比较好理解，但是什么事时钟电路呢?它的作用是什么呢?其实时钟震荡电路在单片机中的作用就像是人的心脏一样，每时每刻都不断的跳动着，所以时钟电路是是为单片机内部各部分正常的工作提供驱动力。WiFi小车上的时钟震荡电路如下图所示。

经常的我们的震荡电路使用石英晶体振荡器作为单片机的时钟源，如果有时钟信号的时候也可以直接输入到TXAL1引脚。如果使用无源晶振的话在单片机的XTAL1和XTAL2脚接上一个石英晶体震荡器，它在通电的时候会产生特定的频率的震荡，后通过电路可以输出一个频率稳定的时钟信号来驱动单片机工作。

时钟电路还要用到两个电容C1，C2。这两个电容和内部电路共同组成一定频率的震荡，电容起固定频率的作用。一般在设计的时候要注意是晶振、外部电容器与单片机之间的走线要尽量短，如果线太长，会使它对干扰变得非常敏感,而且还会给振荡器增加寄生电容。

在WiFi小车控制板上用的单片机其实内部自带了一个RC振荡器作为时钟源来 ，但是它也可以使用外部晶振。一般RC振荡器容易发生温漂，使时钟精度受到影响，所以我们在这里依然使用了外部的石英晶体振荡器作为时钟振荡电路了。

还有一个部分就是单片机下载程序的接口，这个就根据使用不同型号的单片机和不同的下载方式来决定的。WiFi小车51核心控制板中使用的单片机是可以使用串口进行下载和仿真的，所以需要留出一个串口作为下载程序的接口，这个引出的下载口除了可以下载程序外，还是普通的串口，可以向普通的串口一样做串口通信使用。

有了这四种电路单片机就可以稳定的工作啦，我们在WiFi小车上接上我们的RGBLED灯、超声波测距、电机驱动电路、按键等外围设备，就可以用单片机控制和通信啦!