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MCS51单片机时钟周期、机器周期和指令周期

4 月 14, 2019

一、时序:单片机时序是指单片机执行指令时应发出的控制信号的时间序列。这些控制信号在时间上的相互关系就是CPU的时序。它是一系列具有时间顺序的脉冲信号。
CPU发出的时序有两类:一类用于片内各功能部件的控制,它们是芯片设计师关注的问题,对用户没有什么意义。另一类用于片外存储器或I/O端口的控制,需要通过器件的控制引脚送到片外,这部分时序对分析硬件电路的原理至关重要,也是软件编程遵循的原则,需要认真掌握。
二、时钟周期、机器周期和指令周期
1、 时钟周期:又称振荡周期。指为单片机提供定时信号的振荡源周期。是最小的时序单位。
振荡源的频率越高,单片机的工作速度越快。
时钟周期被分成两个节拍P1和P2。每个时钟周期的前半周期P1信号有效,这时CPU通常完成算术逻辑操作;在每个时钟的后半周期P2信号有效,内部寄存器与寄存器之间的数据一般在此状态发生。
2、 机器周期:定义为实现特定功能所需要的时间。机器周期按其功能来命名,如取指机器周期等。
MCS-51的机器周期时间是不变的,均为12个晶振周期或6个状态周期。分为S1P1,SIP2;S2P1,S2P2;等
3、 指令周期:执行一条指令的时间。
按指令执行的时间可分为:单周期、双周期和四周期(只有乘法和除法两条指令)。
时钟周期、机器周期和指令周期均是单片机时序单位。机器周期是单片机计算其它时间值(如波特率、定时器的定时时间等)的基础时序单位。
如MCS-51外接晶振为12MHz,则:
时钟周期= = =0.167us;
机器周期= = =1us;
指令周期=(1~4) =(1~4) =1~4us.
例:若单片机时钟频率为12MHz,计算定时2ms所需要的定时器初值。(设定时器工作在方式1,即模为
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