MCS-51 單片機的對奇
發布時間:2014/6/4 20:24:04 訪問次數:950
單片機時序就是CPU在執行指令時所需控制信號的時間順序。因此,HEF4011BT微型計算機中的CPU實質上就是一個復雜的同步時序電路,這個時序電路是在時鐘脈沖推動下工作的。
在執行指令時,CPU首先要到程序存儲器中取出需要執行指令的指令碼,然后對指令碼進行譯碼,并由時序部件產生一系列控制信號去完成指令的執行。這些控制信號在時間上的相互關系就是CPU時序。
CPU發出的時序信號有兩類:一類用于片內各功能部件的控制,這類信號很多,但對于用戶是沒有意義的,故通常不作專門介紹;另一類用于片外存儲器或lUO端口的控制,需要通過器件的控制引腳送到片外,這部分時序對于分析硬件電路原理至關重要,也是每個計算機工作者普遍關心的問題。
機器周期和指令周期
為了對CPU時序進行分析,首先要為它定義一種能夠度量各時序信號出現時間的尺度。最常用的尺度包括時鐘周期、機器周期和指令周期。
1.時鐘周期
時鐘周期T又稱為振蕩周期,由單片機片內振蕩電路OSC產生,常定義為時鐘脈沖頻率的倒數,是時序中最小的時間單位。例如,若某單片機時鐘頻率為1MHz:,則它的時鐘的時間尺度不是絕對的,而是一個隨時針脈沖頻率而變化的參量。但時鐘脈沖畢竟是計算機的基本工作脈沖,它控制著計算機的工作節奏,使計算
機的每一步工作都統一到它的步調上來。因此,采用時鐘周期作為時序中最小時間單位是必然的。
2.機器周期
機器周期定義為實現特定功能所需的時間,通常由若干時鐘周期T構成。因此,微型計算機的機器周期常常按其功能來命名,且不同機器周期所包含的時鐘周期的個數也不相同。例如,280 CPU中的取指令機器周期由4個時鐘周期T構成,而存儲器讀寫機器周期所需的時鐘周期數是不固定(最少有4個T)的,由WAIT引腳上的電平決定。
MCS-51的機器周期沒有采用上述方案,它的機器周期時間是固定不變的,均由12個時鐘周期T組成,分為6個狀態( S1~S6),每個狀態又分為Pl和P2兩拍。因此,一個機器周期中的12個振蕩周期可以表示為SIP1,SIP2,S2Pl,S2P2---S6P2。
3.指令周期
指令周期是時序中的最大時間單位,定義為執行一條指令所需的時間。由于機器執行不同指令所需的時間不同,因此不同指令所包含的機器周期數也不相同。通常,包含一個機器周期的指令稱為單周期指令,包含兩個機器周期的指令稱為雙周期指令等。
揩令的運算速度和指令所包含的機器周期數有關,機器周期數越少的指令執行速度越快。MCS-51單片機通常可以分為單周期指令、雙周期指令和四周期指令3種。四周期指令只有乘法和除法指令兩條,其余均為單周期和雙周期指令。
單片機時序就是CPU在執行指令時所需控制信號的時間順序。因此,HEF4011BT微型計算機中的CPU實質上就是一個復雜的同步時序電路,這個時序電路是在時鐘脈沖推動下工作的。
在執行指令時,CPU首先要到程序存儲器中取出需要執行指令的指令碼,然后對指令碼進行譯碼,并由時序部件產生一系列控制信號去完成指令的執行。這些控制信號在時間上的相互關系就是CPU時序。
CPU發出的時序信號有兩類:一類用于片內各功能部件的控制,這類信號很多,但對于用戶是沒有意義的,故通常不作專門介紹;另一類用于片外存儲器或lUO端口的控制,需要通過器件的控制引腳送到片外,這部分時序對于分析硬件電路原理至關重要,也是每個計算機工作者普遍關心的問題。
機器周期和指令周期
為了對CPU時序進行分析,首先要為它定義一種能夠度量各時序信號出現時間的尺度。最常用的尺度包括時鐘周期、機器周期和指令周期。
1.時鐘周期
時鐘周期T又稱為振蕩周期,由單片機片內振蕩電路OSC產生,常定義為時鐘脈沖頻率的倒數,是時序中最小的時間單位。例如,若某單片機時鐘頻率為1MHz:,則它的時鐘的時間尺度不是絕對的,而是一個隨時針脈沖頻率而變化的參量。但時鐘脈沖畢竟是計算機的基本工作脈沖,它控制著計算機的工作節奏,使計算
機的每一步工作都統一到它的步調上來。因此,采用時鐘周期作為時序中最小時間單位是必然的。
2.機器周期
機器周期定義為實現特定功能所需的時間,通常由若干時鐘周期T構成。因此,微型計算機的機器周期常常按其功能來命名,且不同機器周期所包含的時鐘周期的個數也不相同。例如,280 CPU中的取指令機器周期由4個時鐘周期T構成,而存儲器讀寫機器周期所需的時鐘周期數是不固定(最少有4個T)的,由WAIT引腳上的電平決定。
MCS-51的機器周期沒有采用上述方案,它的機器周期時間是固定不變的,均由12個時鐘周期T組成,分為6個狀態( S1~S6),每個狀態又分為Pl和P2兩拍。因此,一個機器周期中的12個振蕩周期可以表示為SIP1,SIP2,S2Pl,S2P2---S6P2。
3.指令周期
指令周期是時序中的最大時間單位,定義為執行一條指令所需的時間。由于機器執行不同指令所需的時間不同,因此不同指令所包含的機器周期數也不相同。通常,包含一個機器周期的指令稱為單周期指令,包含兩個機器周期的指令稱為雙周期指令等。
揩令的運算速度和指令所包含的機器周期數有關,機器周期數越少的指令執行速度越快。MCS-51單片機通常可以分為單周期指令、雙周期指令和四周期指令3種。四周期指令只有乘法和除法指令兩條,其余均為單周期和雙周期指令。
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