1、2.4 单片机的时钟电路单片机的时钟电路2202050pf50pfx2x24 412MHz12MHz（MCS-51MCS-51）0 024MHz24MHz（Atmel-89Atmel-89）XTAL1XTAL1XTAL2XTAL2通常通常外接外接一个晶振一个晶振两个电容两个电容一、一、片内振荡器及时钟信号的产生片内振荡器及时钟信号的产生 1 1、使用内部时钟电路、使用内部时钟电路、使用内部时钟电路、使用内部时钟电路 电容参数：电容参数：石英晶振：石英晶振：C1=C2=30PC1=C2=30P10P 10P 即即 20P20P40P40P；陶瓷晶振：陶瓷晶振：C1=C2=40PC1=C2=40P
2、10P 10P 即即 30P30P50P50P。晶振：晶振：电容：电容：实际应用电路一实际应用电路一：温度测量电路：温度测量电路实际应用电路二实际应用电路二：数字电压表：数字电压表62、使用外部时钟电路、使用外部时钟电路可以由可以由 XTAL2XTAL2端接入外部时钟，此端接入外部时钟，此时应将时应将 XTAL1XTAL1接地：接地：XTAL1XTAL1XTAL2XTAL2外部时钟外部时钟 对于对于CHMOSCHMOS型型80C5180C51单片机，外部脉冲单片机，外部脉冲信号须从信号须从XTAL1XTAL1端输入，端输入，XTAL2XTAL2端悬空。端悬空。XTAL2XTAL2XTAL1XT
3、AL1外部时钟外部时钟GNDGND悬空悬空CHMOS CHMOS 8XC518XC51二、机器周期和指令周期二、机器周期和指令周期 机器周期：机器周期：一个机器周期是指一个机器周期是指CPU访问访问存储器一次所需要的时间。存储器一次所需要的时间。一条指令由若干个字节组成，执行一条一条指令由若干个字节组成，执行一条指令需要多长时间则以机器周期为单位；指令需要多长时间则以机器周期为单位；一个机器周期包括一个机器周期包括1212个振荡周期，分为个振荡周期，分为6 6个个S S状态：状态：S1S1S6S6；每个状态又分为两拍，；每个状态又分为两拍，称为称为 P1P1和和P2P2。因此，一个机器周期中的
4、。因此，一个机器周期中的1212个振荡周期表示为个振荡周期表示为S1P1,S1P2,S1P1,S1P2,，S6P2S6P2。指令周期指令周期：每条指令都由一个和几个：每条指令都由一个和几个机器周期组成。在机器周期组成。在MCS-51系统中，有单周系统中，有单周期指令、双周期指令和四周期指令。期指令、双周期指令和四周期指令。9CPUCPU总是按照一定的时钟节拍与时序工作：总是按照一定的时钟节拍与时序工作：振荡周期振荡周期/时钟周期：时钟周期：Tc=Tc=晶振频率晶振频率foscfosc（或外加频率）的倒数（或外加频率）的倒数状态周期：状态周期：Ts=2Ts=2个时钟周期个时钟周期(Tc)(Tc)
5、机器周期：机器周期：Tm=6Tm=6个状态周期个状态周期(Ts)=12(Ts)=12个振荡周期个振荡周期(Tc)(Tc)指令周期指令周期:Ti:Ti:执行一条指令所需的机器周期执行一条指令所需的机器周期(Tm)(Tm)数数 振荡周期振荡周期 =晶振频率晶振频率foscfosc的倒数；的倒数；1 1个机器周期个机器周期 =12=12个振荡周期；个振荡周期；1 1个指令周期个指令周期 =1=1、2 2、4 4个机器周期个机器周期三、三、CPUCPU取指、执行周期时序取指、执行周期时序 每条指令的执行包括取指和执行指令两每条指令的执行包括取指和执行指令两个阶段。在取指阶段，个阶段。在取指阶段，CPU
6、从内部或者外从内部或者外部程序存储器中取出指令操作码及操作数，部程序存储器中取出指令操作码及操作数，然后再执行这条指令。然后再执行这条指令。S1S1S2S2S3S3S4S4S5S5S6S6S1S1S2S2S3S3S4S4S5S5S6S6P1 P2P1 P2P1 P2P1 P2P1 P2P1 P2P1 P2P1 P2P1 P2P1 P2P1 P2P1 P2P1 P2P1 P2P1 P2P1 P2P1 P2P1 P2 P1 P2P1 P2P1 P2P1 P2 P1 P2P1 P2ALEALES1S1S2S2S3S3S4S4S5S5S6S6读下一个读下一个操作码操作码读操作码读操作码读第二字节读第二
7、字节(b)(b)双字节、双字节、单周期指令单周期指令S1S1S2S2S3S3S4S4S5S5S6S6S1S1S2S2S3S3S4S4S5S5S6S6读操作码读操作码读下一个读下一个操作码操作码(不要不要)读下一个读下一个操作码操作码(不要不要)读下一个读下一个操作码操作码(不要不要)读下一个读下一个操作码操作码(c)(c)单字节、单字节、双周期指令双周期指令S1S1S2S2S3S3S4S4S5S5S6S6S1S1S2S2S3S3S4S4S5S5S6S6读操作码读操作码读下一个读下一个操作码操作码(不要不要)读下一个读下一个操作码操作码地地 址址数数 据据无无ALEALE不取指不取指无无ALEA
8、LE不取指不取指(d)(d)单字节、单字节、双周期指令双周期指令MOVXMOVXS1S1S2S2S3S3S4S4S5S5S6S6读操作码读操作码读下一个读下一个操作码操作码(不要不要)读下一个读下一个操作码操作码(a)(a)单字节、单字节、单周期指令单周期指令取指、执行周期时序2.5 2.5 复位及复位电路复位及复位电路一、一、复位操作复位操作 复位是单片机的初始化操作。复位是单片机的初始化操作。主要功能是把主要功能是把PC初始化为初始化为0000H，使，使单片机从单片机从0000H单元开始执行程序。单元开始执行程序。CPU复位状态如下表所示复位状态如下表所示:14PC与SFR复位状态表寄存器
9、寄存器复位状态复位状态寄存器寄存器复位状态复位状态PCPC0000H0000HTCONTCON00H00HA A00H00HT2CONT2CON00H00HB B00H00HTH0TH000H00HPSWPSW00H00HTL0TL000H00HSPSP07H07HTH1TH100H00HDPTRDPTR0000H0000HTL1TL100H00HP0P0P3P30FFH0FFHSCONSCON00H00HIPIPXX000000BXX000000BSBUFSBUFXXHXXHIEIE0X000000B0X000000BPCONPCON0XXX0000B0XXX0000BTMODTMOD00H
10、00H 二、二、复位信号复位信号 RST 引脚加上大于二个机器周期（引脚加上大于二个机器周期（24个振荡周期）的高电平，个振荡周期）的高电平，CPU可靠复位。可靠复位。2T RST16三、复位电路三、复位电路+5V10uF10KVccRSTGND上电复位上电复位10uF10KVccRSTGND带按键上电复位带按键上电复位1K+5V常用复位电路常用复位电路：上电复位；上电复位；按键且上电复位按键且上电复位 实际应用电路一：上电复位接法实际应用电路一：上电复位接法实际应用电路二：带按键上电复位实际应用电路二：带按键上电复位l看门狗（看门狗（Watchdog）复位电路）复位电路 1 8 2 73 64 5 MRWDIWDOVccGNDPFIPFORST(a)MAX813(a)MAX813 引脚图引脚图(b)MAX813(b)MAX813使用电路图使用电路图 RESETMRWDOWDIRSTP1.0RSTMCS-51R2R1MAX813LPFIMRRESETWDOWDI未稳压电源未稳压电源P1.0RSTMCS-51R2R1MAX813LPFIMRRESETWDOWDI稳压电源稳压电源P1.0看门狗（看门狗（Watchdog）复位电路）复位电路工作时序图如下：工作时序图如下：200ms200ms RESETRESET WDIWDI 1.6s 答疑解惑！
