大家好,又见面了,我是你们的朋友全栈君。
1.单片机的最小系统是由组成单片机系统必需的一些元件构成的,除了单片机之外,还需要包括电源供电电路、时钟电路、复位电路。 下面着重介绍时钟 电路和复位电路。
1)时钟电路
单片机工作时,从取指令到译码再进行微操作,必须在时钟信号控制下才能有序地进行,时钟电路就是为单片机工作提供基本时钟的。单片机的时钟信号通常有两种产生方式:内部时钟方式和外部时钟方式。
内部时钟方式的原理电路如图所示。在单片机XTAL1和XTAL2引脚上跨接上一个晶振和两个稳频电容,可以与单片机片内的电路构成一个稳定的自激振荡器。晶振的取值范围一般为0~24MHz,常用的晶振频率有6MHz、12 MHz、11.0592 MHz、24 MHz等。一些新型的单片机还可以选择更高的频率。外接电容的作用是对振荡器进行频率微调,使振荡信号频率与晶振频率一致,同时起到稳定频率的作用,一般选用20~30pF的瓷片电容。
外部时钟方式则是在单片机XTAL1引脚上外接一个稳定的时钟信号源,它一般适用于多片单片机同时工作的情况,使用同一时钟信号可以保证单片机的工作同步。
时序是单片机在执行指令时CPU发出的控制信号在时间上的先后顺序。AT89C51单片机的时序概念有4个,可用定时单位来说明,包括振荡周期、时钟周期、机器周期和指令周期。
振荡周期:是片内振荡电路或片外为单片机提供的脉冲信号的周期。时序中1个振荡周期定义为1个节拍,用P表示。
时钟周期:振荡脉冲送入内部时钟电路,由时钟电路对其二分频后输出的时钟脉冲周期称为时钟周期。时钟周期为振荡周期的2倍。时序中1个时钟周期定义为1个状态,用S表示。每个状态包括2个节拍,用P1、P2表示。
机器周期:机器周期是单片机完成一个基本操作所需要的时间。一条指令的执行需要一个或几个机器周期。一个机器周期固定的由6个状态S1~S6组成。
指令周期:执行一条指令所需要的时间称为指令周期。一般用指令执行所需机器周期数表示。AT89C51单片机多数指令的执行需要1个或2个机器周期,只有乘除两条指令的执行需要4个机器周期。
了解了以上几个时序的概念后,我们就可以很快的计算出执行一条指令所需要的时间。例如:若单片机使用12MHz的晶振频率,则振荡周期=1/(12MHz)=1/12us,时钟周期=1/6us,机器周期=1us,执行一条单周期指令只需要1us,执行一条双周期指令则需要2us。
2)复位电路
无论是在单片机刚开始接上电源时,还是运行过程中发生故障都需要复位。复位电路用于将单片机内部各电路的状态恢复到一个确定的初始值,并从这个状态开始工作。
单片机的复位条件:必须使其RST引脚上持续出现两个(或以上)机器周期的高电平。
单片机的复位形式:上电复位、按键复位。上电复位和按键复位电路如下。
上电复位电路中,利用电容充电来实现复位。在电源接通瞬间,RST引脚上的电位是高电平(Vcc),电源接通后对电容进行快速充电,随着充电的进行,RST引脚上的电位也会逐渐下降为低电平。只要保证RST引脚上高电平出现的时间大于两个机器周期,便可以实现正常复位。
按键复位电路中,当按键没有按下时,电路同上电复位电路。如在单片机运行过程中,按下RESET键,已经充好电的电容会快速通过200Ω电阻的回路放电,从而使得RST引脚上的电位快速变为高电平,此高电平会维持到按键释放,从而满足单片机复位的条件实现按键复位。
发布者:全栈程序员栈长,转载请注明出处:https://javaforall.cn/152253.html原文链接:https://javaforall.cn