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一.时钟电路设计
1.内部时钟方式
2.外部时钟方式
3.时钟信号的输出
二.机器周期#xff0c;指令周期与指令时序
1.时钟周期
2.机器周期
3.指令周期
三.复位操作和复位电路
1.复位操作
2 复位电路设计
四.低功耗节电模式 AT89S52本身片内有8KB闪烁存储器指令周期与指令时序
1.时钟周期
2.机器周期
3.指令周期
三.复位操作和复位电路
1.复位操作
2 复位电路设计
四.低功耗节电模式 AT89S52本身片内有8KB闪烁存储器256B的RAM单元4个I/0口外接时钟电路和复位电路即构成了一个AT89S52单片机最小应用系统如图所示
该最小应用系统只能作为小型的数字量的测控单元
一.时钟电路设计
时钟频率直接影响单片机的速度时钟电路的质量也直接影响单片机系统的稳定性。常用的时钟电路有两种方式一种是内部时钟方式另一种是外部时钟方式。
1.内部时钟方式
AT89S52内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器输入端为芯片引脚XTAL1输出端为引脚XTAL2。这两个引脚跨接石英晶体振荡器和微调电容构成一个稳定的自激振荡器如图是AT89S52内部时钟方式的电路。 C1和C2的典型值通常选择为30pF。电容大小会影响振荡器频率高低振荡器的稳定性和起振的快速性。晶振频率范围通常是1.2~12MHz串口通信时为了得到准确的波特率多采用11.0592M晶体。晶体频率越高单片机速度就越快常选6MHz或12MHz的石英晶体。随着集成电路制造工艺技术的发展单片机的时钟频率也在逐步提高已达33MHz。
2.外部时钟方式
用现成的外部振荡器产生脉冲信号常用于多片AT89S52同时工作以便于多片AT89S52单片机之间的同步一般为低于12MHz的方波。外部时钟源直接接到XTAL1端XTAL2端悬空见图
3.时钟信号的输出
当使用片内振荡器XTAL1、XTAL2引脚还能为应用系统中的其他芯片提供时钟但需增加驱动能力。引出的方式有两种如图所示。 二.机器周期指令周期与指令时序
各种指令时序与时钟周期相关。
1.时钟周期
时钟控制信号的基本时间单位。若晶振频率为,则时钟周期1/如6MHZ166.7ns
2.机器周期
CPU完成一个基本操作所需时间为机器周期。执行一条指令分为几个机器周期。每个机器周期完成一个基本操作如取指令、读或写数据等。每12个时钟周期为1个机器周期机器周期12*
1个机器周期包括12个时钟周期分6个状态: S1~S6。每个状态又分两拍: P1和P2。因此一个机器周期中的12个时钟周期表示为S1P1、S1P2、S2P1、S2P2、··、S6P2如图所示。 3.指令周期
执行一条指令所需的时间。简单的单字节指令取出指令立即执行只需一个机器周期的时间。而有些复杂的指令如转移、乘、除指令则需两个或多个机器周期 从指令执行时间看: •单字节和双字节指令一般为单机器周期和双机器周期
•三字节指令都是双机器周期
•乘、除指令占用4个机器周期 三.复位操作和复位电路
单片机的初始化操作给复位脚RST加上大于2个机器周期(即24个时钟振荡周期)的高电平就使AT89S52复位。
1.复位操作
复位时PC初始化为0000H程序从0000H单元开始执行。除系统的正常初始化外当程序出错(如程序跑飞) 或操作错误使系统处于死锁状态时需按复位键使RST脚为高电平使AT89S52摆脱“跑飞”或“死锁”状态而重新启动程序。
复位操作还对其他一些寄存器有影响这些寄存器复位时的状态如图 由表可看出复位时SP07H 而P0~P3引脚均为高电平 在某些控制应用中要注意考虑PO~P3引脚的高电平对接在这些引脚上的外部电路的影响例如当P1口某个引脚外接一个继电器绕组当复位时该引脚为高电平继电器绕组就会有电流通过就会吸合继电器开关使开关接通可能会引起意想不到的后果。
2 复位电路设计
AT89S52单片机的复位是由外部的复位电路实现的。复位电路应兼有上电复位一开机就复位 和人工按键复位两种功能。典型的复位电路如图
注信号一定要2个机器周期要想做到这一点就要使复位的时间长一点上电复位电容的充放电速率缓慢人工按键复位按下按键的时候停留一会儿保证2个机器周期 当时钟频率选用6MHz时电容C的参考取值为22uF两个电阻Rs和Rk的参考阻值分别为220和1k 四.低功耗节电模式
两种低功耗节电工作模式:空闲模式(idle mode)和掉电保持模式(power down mode)
空闲模式表示使CPU停止工作单片机的中断串行口定时/计时器继续工作。
掉电模式使外部时钟停止工作没有外部时钟信号内部的部件都不会进行工作。 掉电保持模式下Vcc可由后备电源供电。图中为两种节电模式的内部控制电路。 两种节电模式可通过PCON的位IDL和位PD的设置来实现。格式如图所示。 PCON寄存器各位定义:
SMOD:串行通信波特率选择。
一:保留位。
GF1、GF0:通用标志位两个标志位用户使用。
PD掉电保持模式控制位PD1则进入掉电保持模式
IDL:空闲模式控制位若IDL1则进入空闲运行模式
恢复方式
空闲模式恢复1.中断信号使IDL0 2.硬件复位使IDL0
掉电模式恢复1.外部中断信号使PD0 2.硬件复位使PD0
注如果是硬件复位那么之前运行的程序需要重新开始如果是中断信号那么只需要从中断程序继续开始
