MCS单片机时钟电路与复位电路
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大连大学自动化系
晶振：
电容：
1
《单片机原理及应用》教学课件
大连大学自动化系
实际应用电路一 ：温度测量电路
2
《单片机原理及应用》教学课件
大连大学自动化系
实际应用电路二 ：数字电压表
3
《单片机原理及应用》教学课件
大连大学自动化系
2、使用外部时钟电路
可以由 XTAL1端接入外部时钟， 此时应将 XTAL2接地：
14
《单片机原理及应用》教学课件
大连大学自动化系
实际应用电路二：带按键上电复位
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《单片机原理及应用》教学课件
大连大学自动化系
看门狗（Watchdog）复位电路
MR
1
8
Vcc
2
7
GND
3
6
PFI
4
5
WDO RST WDI PFO
MR RST
WDI WDO
RESET
P1.0
16
(a) MAX813 引脚图
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； 5
一个机器周期包括12个振荡周期，分为 6个S状态：S1～S6；每个状态又分为两拍， 称为 P1和P2。因此，一个机器周期中的12 个振荡周期表示为S1P1,S1P2,┄，S6P2。
《单片机原理及应用》教学课件
大连大学自动化系
◆指令周期：每条指令都由一个和几个 机器周期组成。在MCS-51系统中，有单周 期指令、双周期指令和四周期指令。
6
《单片机原理及应用》教学课件
大连大学自动化系
CPU总是按照一定的时钟节拍与时序工作：
振荡周期/时钟周期： Tc=晶振频率fosc（或外加频率）的倒数
状态周期：Ts=2个时钟周期(Tc) 机器周期：Tm=6个状态周期(Ts)=12个振荡周期(Tc) 指令周期: Ti:执行一条指令所需的机器周期(Tm)数
单片机从0000H单元开始执行程序。 CPU 复位状态如下表所示:
《单片机原理及应用》教学课件
大连大学自动化系
PC与SFR复位状态表
寄存器 PC A B
复位状态 0000H
00H 00H
寄存器 TCON T2CON TH0
复位状态 00H 00H 00H
PSW SP
00H 07H
TL0 TH1
00H
7
振荡周期 = 晶振频率fosc的倒数；
1个机器周期 = 12个振荡周期； 1个指令周期 = 1、2、4个机器周期
《单片机原理和应用》教学课件
大连大学自动化系
三、 CPU取指、执行周期时序
每条指令的执行包括取指和执行指令
两个阶段。在取指阶段，CPU从内部或者
外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。
S1
S2
读下一个 操作码(不要)
S3 S4
S5
无ALE 不取指
S6
S1
S2
《单片机原理及应用》教学课件
地址
数据
读下一个 操作码(不要)
S3 S4
S5
无ALE 不取指
S3 S4
S5
9
读下一个 操作码
S6 读下一个 操作码
S6
大连大学自动化系
1.5 复位及复位电路
一、 复位操作 复位是单片机的初始化操作。 主要功能是把PC初始化为0000H，使 10
00H
11
DPTR
0000H
TL1
00H
P0～P3
0FFH
SCON
00H
IP
XX000000B SBUF
XXH
IE
0X000000B PCON 0XXX0000B
TMOD
00H
《单片机原理和应用》教学课件
大连大学自动化系
二Βιβλιοθήκη Baidu 复位信号
RST 引脚加上大于二个机器周期（24 个振荡周期）的高电平，CPU可靠复位。
外部时钟
XTAL2 XTAL1
外部时钟
XTAL1
悬空
XTAL2
4
GND
CHMO S 8XC51
对于CHMOS型80C51单片机，外部脉冲 信号须从XTAL1端输入，XTAL2端悬空。
《单片机原理和应用》教学课件
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二、机器周期和指令周期
◆ 机器周期：一个机器周期是指CPU访问 存储器一次所需要的时间。
8
《单片机原理及应用》教学课件
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取指、执行周期时序
S1
S2
S3
S4
S5
S6
S1
S2
S3
S4
S5
S6
P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2
ALE
读操作码
(a)单字节、 单周期指令
S1
S2
读下一个 操作码(不要)
S3
S4
S5
读下一个 操作码
S6
读操作码
(b)双字节、 S1
S2
单周期指令
读第二字节
S3 S4
S5
读下一个 操作码
S6
读操作码
(c)单字节、 S1
S2
双周期指令
读下一个 操作码(不要)
S3 S4
S5
读下一个 操作码(不要)
S6
S1
S2
(d)单字节、读操作码
双周期指令 MOVX
1.6s WDI
《单片机原理及应用》教学课件
大连大学自动化系
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《单片机原理及应用》教学课件
(b) MAX813使用电路图
《单片机原理及应用》教学课件
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看门狗（Watchdog）复位电路
未稳稳压压电电源源
WDI
P1.0
R1
RESET
﹠
RST
PFI
WDO
MR
MCS-51
17
R2
MAX813L
《单片机原理及应用》教学课件
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工作时序图如下：
200ms RESET
18
≥ 2T
12
RST
《单片机原理及应用》教学课件
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三、复位电路
常用复位电路：上电复位； 按键且上电复位
+5V
+5V
Vcc
Vcc 10uF
13
1K
10uF
RST
RST
10K GND
10K GND
上电复位
《单片机原理和应用》教学课件
带按键上电复位
大连大学自动化系
实际应用电路一：上电复位接法
晶振：
电容：
1
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实际应用电路一 ：温度测量电路
2
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实际应用电路二 ：数字电压表
3
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2、使用外部时钟电路
可以由 XTAL1端接入外部时钟， 此时应将 XTAL2接地：
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实际应用电路二：带按键上电复位
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看门狗（Watchdog）复位电路
MR
1
8
Vcc
2
7
GND
3
6
PFI
4
5
WDO RST WDI PFO
MR RST
WDI WDO
RESET
P1.0
16
(a) MAX813 引脚图
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； 5
一个机器周期包括12个振荡周期，分为 6个S状态：S1～S6；每个状态又分为两拍， 称为 P1和P2。因此，一个机器周期中的12 个振荡周期表示为S1P1,S1P2,┄，S6P2。
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◆指令周期：每条指令都由一个和几个 机器周期组成。在MCS-51系统中，有单周 期指令、双周期指令和四周期指令。
6
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CPU总是按照一定的时钟节拍与时序工作：
振荡周期/时钟周期： Tc=晶振频率fosc（或外加频率）的倒数
状态周期：Ts=2个时钟周期(Tc) 机器周期：Tm=6个状态周期(Ts)=12个振荡周期(Tc) 指令周期: Ti:执行一条指令所需的机器周期(Tm)数
单片机从0000H单元开始执行程序。 CPU 复位状态如下表所示:
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PC与SFR复位状态表
寄存器 PC A B
复位状态 0000H
00H 00H
寄存器 TCON T2CON TH0
复位状态 00H 00H 00H
PSW SP
00H 07H
TL0 TH1
00H
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振荡周期 = 晶振频率fosc的倒数；
1个机器周期 = 12个振荡周期； 1个指令周期 = 1、2、4个机器周期
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三、 CPU取指、执行周期时序
每条指令的执行包括取指和执行指令
两个阶段。在取指阶段，CPU从内部或者
外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。
S1
S2
读下一个 操作码(不要)
S3 S4
S5
无ALE 不取指
S6
S1
S2
《单片机原理及应用》教学课件
地址
数据
读下一个 操作码(不要)
S3 S4
S5
无ALE 不取指
S3 S4
S5
9
读下一个 操作码
S6 读下一个 操作码
S6
大连大学自动化系
1.5 复位及复位电路
一、 复位操作 复位是单片机的初始化操作。 主要功能是把PC初始化为0000H，使 10
00H
11
DPTR
0000H
TL1
00H
P0～P3
0FFH
SCON
00H
IP
XX000000B SBUF
XXH
IE
0X000000B PCON 0XXX0000B
TMOD
00H
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二Βιβλιοθήκη Baidu 复位信号
RST 引脚加上大于二个机器周期（24 个振荡周期）的高电平，CPU可靠复位。
外部时钟
XTAL2 XTAL1
外部时钟
XTAL1
悬空
XTAL2
4
GND
CHMO S 8XC51
对于CHMOS型80C51单片机，外部脉冲 信号须从XTAL1端输入，XTAL2端悬空。
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二、机器周期和指令周期
◆ 机器周期：一个机器周期是指CPU访问 存储器一次所需要的时间。
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取指、执行周期时序
S1
S2
S3
S4
S5
S6
S1
S2
S3
S4
S5
S6
P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2
ALE
读操作码
(a)单字节、 单周期指令
S1
S2
读下一个 操作码(不要)
S3
S4
S5
读下一个 操作码
S6
读操作码
(b)双字节、 S1
S2
单周期指令
读第二字节
S3 S4
S5
读下一个 操作码
S6
读操作码
(c)单字节、 S1
S2
双周期指令
读下一个 操作码(不要)
S3 S4
S5
读下一个 操作码(不要)
S6
S1
S2
(d)单字节、读操作码
双周期指令 MOVX
1.6s WDI
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(b) MAX813使用电路图
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看门狗（Watchdog）复位电路
未稳稳压压电电源源
WDI
P1.0
R1
RESET
﹠
RST
PFI
WDO
MR
MCS-51
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R2
MAX813L
《单片机原理及应用》教学课件
大连大学自动化系
工作时序图如下：
200ms RESET
18
≥ 2T
12
RST
《单片机原理及应用》教学课件
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三、复位电路
常用复位电路：上电复位； 按键且上电复位
+5V
+5V
Vcc
Vcc 10uF
13
1K
10uF
RST
RST
10K GND
10K GND
上电复位
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带按键上电复位
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实际应用电路一：上电复位接法