(7)--2.5 80C51单片机的工作方式、时序及最小系统（2）.pdf

时序及最小系统

80C51系列单片机的时序

时序是CPU在执行指令时各控制信号之间的时间顺序关系。

为了保证各部件间协调一致地同步工作，单片机内部的电路应

在唯一的时钟信号控制下严格地按时序进行工作。

CPU发出的控制信号有两大类：

一类用于单片机内部，控制片内各功能部件。这类信号非常多，但

对用户来讲，并不直接接触这些信号，所以可以不作了解；

另一类信号是通过控制总线送到片外的，这类控制信号的时序在系

统扩展中比较重要，也是单片机的使用者应该关心的问题。

80C51系列单片机的时序

3.6.1时钟电路

单片机的时钟信号用来提供单片机内部各种操作的时

间基准，时钟电路用来产生单片机工作所需要的时钟信号。

80C51系列单片机的时钟信号通常用两种方式得到：

内部振荡方式和外部振荡方式。

80C51系列单片机的时序

外接石英晶体(陶瓷振荡器)和电容C1、C2接在

80C51

XTAL1放大器的反馈回路中构成并联振荡电路，对外接电

C1晶1容C1和C2虽然没有十分严格的要求，但是电容容

C2振

量的大小会轻微影响振荡频率的高低、振荡器工作

XTAL2

内部时钟的稳定性、起振的难易程度和温度稳定性。

如果使用石英晶体，电容的典型值为

(a)80C51内部电路Cl=C2=30pF±10pF。

图3-1780C51系列单片机的时钟电路如果使用陶瓷振荡器，电容的典型值为

Cl=C2=40pF±10pF。

80C51系列单片机的时序

3.6.2时序的基本单位

微型计算机的CPU实际上就是一个时钟脉冲推动下工作的复杂同步时

序电路，单片机时序就是CPU在执行指令时所需控制信号的时间顺序。在

执行指令时，CPU首先要到程序存储器ROM中取出需要执行的指令，然

后对指令译码，并由时序部件产生一系列的控制信号区完成指令的执行。

这些控制信号的相互关系就是CPU时序。

CPU发出的时序信号有两类：

一类用于单片机内部功能部件的控制，这类信号很多，但是对用户没

有意义，在此不再赘述；

另一类用户片外存储器或I/O口的控制，需要通过控制引脚送到片外，

这部分时序对于分析硬件电路原理至关重要，也是每个计算机工作者普遍

关心的问题。

80C51系列单片机的时序

1.时钟周期

时钟周期也称振荡周期，它是指晶体振荡电路产生的振荡

脉冲的周期，又称节拍(如P1，P2)。在一个时钟周期内，CPU

仅完成一个最基本的动作。

2.状态周期

状态周期是指振荡脉冲信号经过内部时钟电路二分频之后

产生的信号周期(用S表示)。它是时钟周期的两倍，也即一个状

态周期S包含两个时钟周期，前一时钟周期为Pl拍，后一时钟周

期为P2拍。

80C51系列单片机的时序

3.机器周期

机器周期是指CPU完成某一规定操作(如取指令、存储器读、

存储器写等)所需时间。机器周期为单片机的基本操作周期。即：

1个机器周期=6个状态周期=12个时钟周期。

4.指令周期

指令周期是执行一条指令所需要的时间。不同的指令，其执

行时间各不相同。80C51系列单片机的指令周期根据指令的不同

可以包含1～4个机器周期。

80C51系列单片机的时序

3.6.380C51系列单片机的典型时序分析