chapter1.5 时钟复位电路和节电运行方式.ppt

1.5 时钟电路、复位电路与节电运行方式 1.5.1 单片机的时钟电路 1.5.2 振荡周期、时钟周期、机器周期和指令周期 1.5.3 MCS-51单片机指令的取指和执行时序 1.5.4 单片机复位电路及复位状态 1.5.1 单片机的时钟电路 单片机时钟电路通常有两种形式： 1．内部振荡方式：MCS-51单片机片内有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端。把放大器与作为反馈元件的晶体振荡器或陶瓷谐振器连接，就构成了内部自激振荡器并产生振荡时钟脉冲（如图1.25所示）。 2．外部振荡方式：外部振荡方式就是把外部已有的时钟信号引入单片机内（如图1.26所示）。 1．振荡周期：为单片机提供时钟信号的振荡源的周期。 2．时钟周期：是振荡源信号经二分频后形成的时钟脉冲信号。 3．机器周期：通常将完成一个基本操作所需的时间称为机器周期。 4．指令周期：是指CPU执行一条指令所需要的时间。一个指令周期通常含有1～4个机器周期。 若MCS-51单片机外接晶振为12MHz时，则单片机的四个周期的具体值为： 振荡周期＝1/12MHz＝1/12μs＝0.0833μs 时钟周期＝1/6μs＝0.167μs 机器周期＝1μs 指令周期＝1～4μs 1.5.4 单片机复位电路及复位状态 1．复位电路 单片机复位电路包括片内、片外两部分。外部复位电路就是为内部复位电路提供两个机器周期以上的高电平而设计的。MCS-51单片机通常采用上电自动复位和按键手动复位两种方式。如图1.27所示。 2．单片机复位后的状态 单片机运行出错或进入死循环时，可按复位键重新运行。21个特殊功能寄存器复位后的状态为确定值，如表1.2所示。 1.5.5 节电运行与掉电工作方式 图1.28 节电运行的硬件结构 节电运行方式 冻结运行方式 低功耗运行方式 掉电工作方式 XTAL2 XTAL1 MCS-51 C1 C2 CYS XTAL2 XTAL1 MCS-51 +5V VSS TTL 外部时钟源 图1.25 内部振荡方式 图1.26 外部振荡方式 返回本节 P1 P2 S1 P2 振荡周期 时钟周期 机器周期 机器周期 指令周期 XTAL2 (OSC) S2 S3 S4 S5 S6 S1 S2 S4 S5 S3 S6 P1 P1 P1 P1 P1 P1 P1 P1 P1 P1 P1 P2 P2 P2 P2 P2 P2 P2 P2 P2 P2 MCS-51单片机各种周期的相互关系 1.5.2 振荡周期、时钟周期、机器周期和指令周期 返回本节 22μF C1 ? RST R1 1KΩ +5V 22μF C1 ? RST +5V R2 200Ω ? ? RST R1 ? +5V ? C2 22μF ? 8031 8051 8751 8031 8051 8751 8031 8051 8751 （a）上电复位电路 （c）按键脉冲复位电路 （b）按键电平复位电路 R1 1KΩ 22μF C1 1KΩ R2 1KΩ ? 图1.27 几种复位电路 特殊功能寄存器 初始状态 特殊功能寄存器 初始状态 A 00H TMOD 00H B 00H TCON 00H PSW 00H TH0 00H SP 07H TL0 00H DPL 00H TH1 00H DPH 00H TL1 00H P0～P3 FFH SBUF ××××××××B IP ×××00000B SCON 00H IE 0××00000B PCON 0×××××××B 表1.2 单片机复位后特殊功能寄存器的状态 返回本节 OSC 时钟 发生器 C C XTAL1 XTAL2 PD IDL CLK CPU 中断、串行口定时器