80C51單片機指令的取指、執行時(shí)序

使用ALE信號作為低8位地址的鎖存控制信號。ALE接到外部鎖存器時(shí)，高電平期間，51的p0輸出地址，低電平時(shí)鎖存器將地址鎖存，在A(yíng)LE低電平時(shí)，(PSEN為低)p0口可以傳輸數據(指令)，這樣就可以地址/數據復用了。

以PSEN信號作為擴展程序存儲器的讀選通信號，在讀外部ROM是PSEN是低電平有效，以實(shí)現對ROM 的讀操作。

以EA信號作為內外程序存儲器的選擇控制信號，當其為低電平時(shí),對ROM的讀操作限定在外部的程序存儲器,當其為高電平時(shí), 對ROM的讀操作是從內部存儲器開(kāi)始的,并可延至外部程序存儲器.

由RD和WR信號作為擴展數據存儲器和I/O口的讀選通、寫(xiě)選通信號。

EA信號是表示是當前指令是讀內，還是外存儲器的控制信號。如：當選用無(wú)片內存儲器的單片機，或者不打算用片內存儲器時(shí)，EA必須接低電平，此外，片外程序存儲器的起始地址應該安排在片內存儲器之后。

RD和WR信號就相對好理解，就是當讀數據時(shí)(不分內外、RAM、ROM)它就有效。WR也是這樣的。

80C51單片機指令的取指、執行時(shí)序

現按4類(lèi)指令介紹CPU時(shí)序。因為CPU工作的過(guò)程就是取指令與執行指令的過(guò)程，所以CPU必須先取出指令，然后才能執行指令。

1.雙字節單周期指令

由于雙字節單周期指令必須在一個(gè)周期內取機器碼二次，所以必須在一個(gè)機器周期內安排二次讀操作碼的操作，分別發(fā)生在S1P2與S4P2。在S1P2讀入機器碼74并送入指令寄存器IR，在S4P2讀入數據03送入累加器A，即讀2取2。在指令的執行過(guò)程中，P0口要分時(shí)傳送地址與數據，因此當操作碼的地址從P0口輸出后，必須發(fā)地址鎖存信號ALE給74LS373鎖存器，將地址鎖存在74LS373內，騰出P0口讀入機器碼74。在取數據03時(shí)同樣要發(fā)ALE信號。因此，在一個(gè)機器周期內地址鎖存信號二次有效，見(jiàn)80C51時(shí)序圖2-13。

2.單字節單周期指令

對單字節單周期指令，由于操作碼只有一個(gè)字節，因此第一次讀操作碼有效，而第二次讀的操作碼將被丟棄，即：讀1丟1，且程序計數器PC不加1。

3.單字節雙周期指令

對單字節雙周期指令，由于操作碼只有一個(gè)字節，而執行時(shí)間長(cháng)達2個(gè)機器周期，因此除第1次讀操作碼有效外，其余三次讀的操作碼均被放棄，即：讀1丟3。

4.訪(fǎng)問(wèn)外部存儲器指令MOVX

執行訪(fǎng)問(wèn)外部存儲器指令MOVX時(shí)，首先從程序存儲器中取出指令，然后從外部數據存儲器中取出數據，因此該指令執行時(shí)序圖與前三類(lèi)指令不同。由于MOVX是單字節雙周期指令，所以在取指令階段(即第一個(gè)機器周期的S1P1到S4P2)是讀1丟1，而在執行指令讀數據階段(即第一個(gè)機器周期的S5到第二個(gè)機器周期的S3)所完成的操作如下：

(1)先將外部數據存儲單元的地址ADDR由DPTR從P0與P2口輸出，即時(shí)序圖中的S5P1到S6P2階段。并在S4P2到S5P2階段，發(fā)ALE信號將地址鎖存。

(2)在第二個(gè)機器周期S1P2到S2P2內取消ALE與程序選通信號PSEN (即取消取指操作)，使P0口專(zhuān)門(mén)用于傳送數據。同時(shí)發(fā)讀信號，通過(guò)P0口將外部數據存儲單元中的數據傳送到累加器A中。即：時(shí)序圖的S6P2到S4P1階段。