MCS-51單片機時序
一、時序:單片機時序是指單片機執(zhí)行指令時應發(fā)出的控制信號的時間序列。這些控制信號在時間上的相互關系就是CPU的時序。它是一系列具有時間順序的脈沖信號。
CPU發(fā)出的時序有兩類:一類用于片內各功能部件的控制,它們是芯片設計師關注的問題,對用戶沒有什么意義。另一類用于片外存儲器或I/O端口的控制,需要通過器件的控制引腳送到片外,這部分時序對分析硬件電路的原理至關重要,也是軟件編程遵循的原則,需要認真掌握。
擴展閱讀:什么是單片機的時序
二、時鐘周期、機器周期和指令周期
1、 時鐘周期:又稱振蕩周期。指為單片機提供定時信號的振蕩源周期。是最小的時序單位。
振蕩源的頻率越高,單片機的工作速度越快。
時鐘周期被分成兩個節(jié)拍P1和P2。每個時鐘周期的前半周期P1信號有效,這時CPU通常完成算術邏輯操作;在每個時鐘的后半周期P2信號有效,內部寄存器與寄存器之間的數據一般在此狀態(tài)發(fā)生。
2、 機器周期:定義為實現特定功能所需要的時間。機器周期按其功能來命名,如取指機器周期等。
MCS-51的機器周期時間是不變的,均為12個晶振周期或6個狀態(tài)周期。分為S1P1,SIP2;S2P1,S2P2;等
3、 指令周期:執(zhí)行一條指令的時間。
按指令執(zhí)行的時間可分為:單周期、雙周期和四周期(只有乘法和除法兩條指令)。
時鐘周期、機器周期和指令周期均是單片機時序單位。機器周期是單片機計算其它時間值(如波特率、定時器的定時時間等)的基礎時序單位。
如MCS-51外接晶振為12MHz,則:
時鐘周期= = =0.167us;
機器周期= = =1us;
指令周期=(1~4) =(1~4) =1~4us.
例:若單片機時鐘頻率為12MHz,計算定時2ms所需要的定時器初值。(設定時器工作在方式1,即模為)
分析:MCS-51有兩個8位的計數器,每過來一個機器周期,計數器加1。當計數器從0FFFFH~0000H時,定時器自動產生溢出請求。故方式1的最大定時時間為Tmax=×T0,其中T0為是一個機器周期的時間。由于時鐘周期的頻率為12MHz,這里的。
Tmax=×T0=65536×1us=65.536ms。
現在要產生2ms的定時時間,故必須在計數器中預先放置一定的初值x,使:
(216-x)T0=2ms。
解:
(-x)T0=2ms=2×10-3s
X=- =216-2×103=63536=F830H。
注:
十進制數與二進制數、十六進制數快速轉換方法
1、 若十進制數小于256,則用這個數除16,得到商和余數。若把這個十進制的商寫成二進制形式,則就是二進制的高4位。把這個十進制的余數寫成二進制的形式,則就是二進制的低4位。合在一起就是轉換的8位二進制數。同樣,若把這個十進制的商寫成十六進制的形式,則就是二進制的高4位的十六進制表示,把這個十進制的余數寫成十六進制的形式,則就是二進制的低4位的十六進制表示,合在一起就是轉換成的十六進制表示。
2、 若十進制數大于256小于65536,則用這個數除256,得到商和余數,再分別用商和余數除16。商除16后,又得到商和余數,這個商和余數是十進制形式,寫成十六進制就是高8位的高4位和高8位的低4位的十六進制形式。余數除16也得到商和余數,這個商和余數也是十進制,寫成十六進制,就是低8位的高4位和低8位的低4位的十六進制形式。
例:求出下列十進制數的二進制和十六進制。
(1)212; (2)65365
解:(1)
212/16=13……4
若把13寫成十六進制,為D,4寫成十六進制,為4,則轉換成十六進制為:
212=D4(H)
若把13寫成二進制,為1101,4寫成二進制,為0100,則轉換成二進制為:
212=11010100(B)。
(2)
65365/256=255……85
(這個商除16就是高8位,這個余數除16就是低8位)
255/16=15……15
(這個商就是高8位的高4位,余數就是高8位的低4位)
把商15寫成十六進制為F,把余數15寫成十六進制為F,故高8位的十六進制為:FFH;
85/16=5……5
(這個商就是低8位的高4位,余數就是低8位的低4位)
把商5寫成十六進制為5,把余數5寫成十六進制為5,故低8位的十六進制為:55F。
高8位和低8位合在一起即為這個十進制數的十六進制形式:
65365=FF55(H)。
化為二進制為:65365=FF55(H)=11111111010101010(B)。
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