單片機的工作時序
時鐘電路用于產(chǎn)生單片機工作所需要的時鐘信號，控制單片機按照一定的節(jié)拍運行，時序規(guī)定了指令執(zhí)行過程中各控制信號之間的相互關系。在時鐘信號的控制作用下，單片機就是一個復雜的同步時序電路，嚴格地按照規(guī)定的時序進行工作。
AT89S52的時鐘有兩種方式，一種是片內時鐘振蕩方式，需在18和19腳外接石英晶體（2-12MHz）和振蕩電容，振蕩電容的值一般取10p-30p。另外一種是外部時鐘方式，即將XTAL2懸空，外部時鐘信號從XTAL1腳輸入。
一、機器周期和指令周期
振蕩周期指為單片機提供定時信號的振蕩源的周期，即晶體振蕩器直接產(chǎn)生的振蕩信號，用Tosc表示。振蕩脈沖的周期也叫做節(jié)拍，用Ｐ表示。
時鐘周期是振蕩周期的兩倍，是對振蕩器2分頻的信號。時鐘周期又稱狀態(tài)周期，用S來表示，一個時鐘周期，分為P1和P2兩個節(jié)拍。P1節(jié)拍通常完成算術邏輯操作，P2節(jié)拍通常完成內部寄存器間數(shù)據(jù)的傳遞。
在計算機中，為了便于管理，常把一條指令的執(zhí)行過程劃分為若干個階段，每一階段完成一項工作。例如，取指令、存儲器讀、存儲器寫等，這每一項工作稱為一個基本操作。完成一個基本操作所需要的時間稱為機器周期。
AT89S52單片機的一個機器周期由6個S周期（狀態(tài)周期）組成，即S1～S6。
指令周期是執(zhí)行一條指令所需要的時間，一般由若干個機器周期組成。通常含一個機器周期的指令稱為單周期指令，包含兩個機器周期的指令稱為雙周期指令。時鐘周期、機器周期、指令周期之間的關系圖如圖1所示。
圖1 AT89S52雙周期指令的時序綜合以上分析，時序之間的關系如下：
振蕩周期Tocs＝1/fosc；fosc為振蕩頻率
時鐘周期S＝2Tosc；
機器周期＝12Tosc；
指令周期＝1～4個機器周期；
二、時序分析
圖2給出了單片機的取指和執(zhí)行指令的定時關系。在圖中可看到，低8位地址的鎖存信號ALE在每個機器周期中出現(xiàn)兩次。對此時序說明如下：
1）第一個機器周期是ROM的取指時序。從第二個機器周期開始讀外部RAM；
2）第一個機器周期的Ｓ4之后，為讀外部RAM送出地址，其中包括P0的Ａ7～Ａ0，Ｐ2的Ａ15～Ａ8；
3）在第二個機器周期中，第一個ALE信號不再出現(xiàn)，但讀選通有效，以進行RAM 讀操作，然后從P0口把讀出數(shù)據(jù)送單片機；
4）第二個機器周期的第二個ALE信號仍然出現(xiàn)，無取指操作。
編輯：admin 最后修改時間：2019-06-23
