单片机全部.ppt

1.5.2 MCS-51单片机的时序 时钟周期 ,T:时序中最小的时间单位.其值由外接晶体或外输入时钟来决定，其值为石英振荡器频率的倒数。 例如:在单片机外接1MH的晶体,则单片机的系统时钟的频率为1M, 时钟周期为1us. 机器周期:完成特定功能所需要的时间,在MCS-51单片机中机器周期由12个时钟周期构成,并分为6个状态(S1-S6),每个状态又分为P1和P2两拍.这样一个机器周期的12个震荡周期可以表示为: S1P1,S1P2,S2P1,S2P2,S3P1,S3P2 … S6P1,S6P2 将12个震荡周期用6个状态和2拍来替代。 指令周期:这是时序图中最大的时间单位,既执行一条指令所需要的时间.在MCS-51系统中,不同的指令它所包含的机器周期数不同.它们分别是: 1,单机器周期指令; 2,双机器周期指令; 3,四机器周期指令 我们知道:一个机器周期包含了12个震荡周期.如果我们使用一个12M的晶体震荡器,那么: 一个机器周期为1us, 两个机器周期为2us, 四个机器周期为4us. 可见一条指令的运算速度与它所包含的机器周期数有关.机器周期数越少,执行的速度就越快.在MCS-51单片机的指令系统中,除了乘、除法指令为四个机器周期外,其余都是单周期和双周期指令. 指令的字节数与指令周期之间的关系： 在MCS-51单片机的指令系统中有： 单字节； 双字节； 三字节指令。 在MCS-51的111条指令中,可以分为六种基本的时序: 1,单字节单周期指令; 4,双字节单周期指令; 2,单字节双周期指令; 5,双字节双周期指令; 3,单字节四周期指令; 6,三字节双周期指令. 单字节单周期指令的时序: 指令特点:在程序存储器ROM中仅占一个存储单元。 在ALE第一次有效(S2P1)时,从ROM中读取指令的操作码,送入指令寄存器IR中.并译码执行,在ALE第二次有效时,封锁PC加一,使第二次读数无效.可见: 1, ALE信号对应这从ROM中读指令,所以在一个机器周期中CPU可以读两次指令; 2,对于单字节单周期的指令,CPU通过译码后封死PC,实际上指令的后半部不做任何工作. 双字节单周期指令时序 指令特点:一条指令长度为两个字节，并存储在ROM相邻的两个单元中。要想完整的将这样的指令执行完,必须从ROM中读两次操作码. 在ALE第一次有效时,CPU 从ROM的n单元中取出指令的第一个字节OP1-1,并送入IR译码,通过译码CPU知道这是一条双字节指令,所以使PC加一,并在ALE第二次有效时,从ROM的n+1单元取出指令的第二个字节OP1-2送入IR进行译码,并产生对应的操作.最后在S6P2时完成本条指令的运行. 单字节双周期指令的时序 指令特点:单字节, 需要两个机器周期运行.如: INC DPTR DPTR为两个8位的寄存器,加一时,必须分两步完成.既第一步 DPL加一,如果DPL加一有进位则还要进行第二步对DPH加一. 在指令周期的第一个ALE时,将ROM中的操作码OP取出, 经IR译码后得知为单字节双周期指令,所以一面执行该指令, 同时封锁后面三次ALE有效时的PC+1,在第二个机器周期的S6P2时,完成操作. 1.5.3 访问外部程序存储器ROM的时序: 设:单片机使用片外ROM,且要执行的是一条 : movc a,@a+dptr指令.（设a+dptr=2000H） 1,在S2P1时刻,P2口输出外部ROM的高八位地址A15-A8,P0口输出低八位地址A7-A0, 这时地址是由程序计数器PC提供的ROM中的指令地址; 2,在ALE的下降沿,P0口的数据(低八位地址)被锁存到74LS373中. 3,在S3P2到S4P1期间,/psen变低电平时,外部程序ROM被选中, 数据输出端的三态门被打开,被选中单元中的指令movc送到P0口上,且在S4P2时指令经P0口送至CPU的IR中. 4,CPU对指令译码后,在S4P2时进行常数地址计算并由P0、P2口输出. 5,在S5P2时