单片机原理及应用C语言版2节.pptVIP

2.5.1 时钟电路及时钟信号 一、时钟电路 MCS-51单片机内部有产生振荡信号的放大电路，可以两种方式产生时钟信号，一种是内部方式，另一种是外部方式。 1、内部方式 就是利用单片机内部的高增益反向放大器，外接晶振等器件构成的振荡电路。 晶 振 XTAL2 XTAL1 单片机 C1 C2 18 19 30p 30p 2.5.1 时钟电路及时钟信号 2、外部方式 就是把外部的时钟信号接到XTAL1或XTAL2引脚上，给单片机提供基本的时钟信号。主要用于多电路时钟同步。 XTAL1 XTAL2 CHMOS 工艺 19 18 外部时钟信号 Vcc XTAL2 XTAL1 HMOS 工艺 18 19 外部时钟信号 Vcc 2.5.1 时钟电路及时钟信号 二、时钟信号 在单片机中，泛意的时钟信号包括：振荡信号、振荡信号的2分频信号、机器周期信号、指令周期信号。 1、节拍与状态周期 时钟信号：振荡频率的2分频，是基本时序信号。 状态周期S：时钟信号的周期 时钟信号的前后半个周期称为相位1(记为P1)和相位2(P2)，也称为节拍1、节拍2 2.5.1 时钟电路及时钟信号 2、机器周期 机器周期：指CPU访问一次存储器所需要的时间。机器周期是量度时间的基本单位 机器周期与时钟周期的关系： 1个机器周期包含6个时钟周期或状态周期 机器周期与振荡周期的关系： 1个机器周期包含12个振荡周期 机器周期计算：设单片机的振荡频率fosc为12MHz，则机器周期为1μs。 若振荡频率为6MHz，则机器周期为2μs 2.5.1 时钟电路及时钟信号 3、指令周期 指令周期：指CPU执行一条指令所需要的时间。用机器周期量度。 不同的指令有不同的指令周期，有单机器周期、双机器周期、4机器周期三种。 2.5.2 CPU时序 CPU时序即CPU操作时序，包括取指令和执行指令两个阶段。 指令周期分为：单机器周期、双机器周期、4机器周期三种。 指令字节：单字节、双字节、三字节 一些典型指令的操作时序如图2-15所示。 2.5.2 CPU时序 图2-15 MCS-51单片机的CPU时序(1) S1 S2 S3 S4 S5 S6 S1 S2 S3 S4 S5 S6 读操作码 读下一操作码(丢弃) 读操作码 读第2字节 时钟信号 ALE (a)单字节、单周期指令 如：MOV A, Rn (b)双字节、单周期指令 如：ADD A, #data S1 P1 P2 S2 P1 P2 S3 P1 P2 S4 P1 P2 S5 P1 P2 S6 P1 P2 2.5.2 CPU时序 时钟信号 图2-15 MCS-51单片机的CPU时序(2) S1 S2 S3 S4 S5 S6 S1 S2 S3 S4 S5 S6 读操作码 读下一操作码(丢弃) 读操作码 读下一操作码(丢弃) ALE (c)单字节、双周期指令 如：INC DPTR (d) 单字节、双周期指令“MOVX” S1 P1 P2 S2 P1 P2 S3 P1 P2 S4 P1 P2 S5 P1 P2 S6 P1 P2 2.6 MCS-51单片机的工作方式 主要内容 2.6.1 复位方式 2.6.2 程序执行方式 2.6.3 单步执行方式 2.6.4 节电工作方式 2.6.5 编程和校验方式 2.6.1 复位方式 复位电路、复位状态 一、复位电路 主要有两种方式：上电自动复位、手动复位。 单片机 C 22μ R 1k RST Vcc 上电复位电路 1、上电自动复位 单片机在正常工作时，高电平持续2个时钟即复位。上电时高电平要维持10ms以上。 2.6.1 复位方式 2、手动复位 下面电路具有上电自动复位和手动复位功能。 上电时RST引脚高电平持续的时间，决定于复位电路的时间常数R2C之积，大约是0.55R2C左右。 按键复位电路 C 22μ R2 1k RST 单片机 Vcc R1 200 2.6.1 复位方式 二、复位状态 引脚信号状态： ALE、PSEN均