MCS-51單片機時(shí)序
一、時(shí)序:單片機時(shí)序是指單片機執行指令時(shí)應發(fā)出的控制信號的時(shí)間序列。這些控制信號在時(shí)間上的相互關(guān)系就是CPU的時(shí)序。它是一系列具有時(shí)間順序的脈沖信號。
CPU發(fā)出的時(shí)序有兩類(lèi):一類(lèi)用于片內各功能部件的控制,它們是芯片設計師關(guān)注的問(wèn)題,對用戶(hù)沒(méi)有什么意義。另一類(lèi)用于片外存儲器或I/O端口的控制,需要通過(guò)器件的控制引腳送到片外,這部分時(shí)序對分析硬件電路的原理至關(guān)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(shí)序
二、時(shí)鐘周期、機器周期和指令周期
1、 時(shí)鐘周期:又稱(chēng)振蕩周期。指為單片機提供定時(shí)信號的振蕩源周期。是最小的時(shí)序單位。
振蕩源的頻率越高,單片機的工作速度越快。
時(shí)鐘周期被分成兩個(gè)節拍P1和P2。每個(gè)時(shí)鐘周期的前半周期P1信號有效,這時(shí)CPU通常完成算術(shù)邏輯操作;在每個(gè)時(shí)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(shí)現特定功能所需要的時(shí)間。機器周期按其功能來(lái)命名,如取指機器周期等。
MCS-51的機器周期時(shí)間是不變的,均為12個(gè)晶振周期或6個(gè)狀態(tài)周期。分為S1P1,SIP2;S2P1,S2P2;等
3、 指令周期:執行一條指令的時(shí)間。
按指令執行的時(shí)間可分為:?jiǎn)沃芷?、雙周期和四周期(只有乘法和除法兩條指令)。
時(shí)鐘周期、機器周期和指令周期均是單片機時(shí)序單位。機器周期是單片機計算其它時(shí)間值(如波特率、定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間等)的基礎時(shí)序單位。
如MCS-51外接晶振為12MHz,則:
時(shí)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(shí)鐘頻率為12MHz,計算定時(shí)2ms所需要的定時(shí)器初值。(設定時(shí)器工作在方式1,即模為)
分析:MCS-51有兩個(gè)8位的計數器,每過(guò)來(lái)一個(gè)機器周期,計數器加1。當計數器從0FFFFH~0000H時(shí),定時(shí)器自動(dòng)產(chǎn)生溢出請求。故方式1的最大定時(shí)時(shí)間為T(mén)max=×T0,其中T0為是一個(gè)機器周期的時(shí)間。由于時(shí)鐘周期的頻率為12MHz,這里的
。
Tmax=×T0=65536×1us=65.536ms。
現在要產(chǎn)生2ms的定時(shí)時(shí)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(jìn)制數與二進(jìn)制數、十六進(jìn)制數快速轉換方法
1、 若十進(jìn)制數小于256,則用這個(gè)數除16,得到商和余數。若把這個(gè)十進(jìn)制的商寫(xiě)成二進(jìn)制形式,則就是二進(jìn)制的高4位。把這個(gè)十進(jìn)制的余數寫(xiě)成二進(jìn)制的形式,則就是二進(jìn)制的低4位。合在一起就是轉換的8位二進(jìn)制數。同樣,若把這個(gè)十進(jìn)制的商寫(xiě)成十六進(jìn)制的形式,則就是二進(jìn)制的高4位的十六進(jìn)制表示,把這個(gè)十進(jìn)制的余數寫(xiě)成十六進(jìn)制的形式,則就是二進(jìn)制的低4位的十六進(jìn)制表示,合在一起就是轉換成的十六進(jìn)制表示。
2、 若十進(jìn)制數大于256小于65536,則用這個(gè)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(gè)商和余數是十進(jìn)制形式,寫(xiě)成十六進(jìn)制就是高8位的高4位和高8位的低4位的十六進(jìn)制形式。余數除16也得到商和余數,這個(gè)商和余數也是十進(jìn)制,寫(xiě)成十六進(jìn)制,就是低8位的高4位和低8位的低4位的十六進(jìn)制形式。
例:求出下列十進(jìn)制數的二進(jìn)制和十六進(jìn)制。
(1)212; (2)65365
解:(1)
212/16=13……4
若把13寫(xiě)成十六進(jìn)制,為D,4寫(xiě)成十六進(jìn)制,為4,則轉換成十六進(jìn)制為:
212=D4(H)
若把13寫(xiě)成二進(jìn)制,為1101,4寫(xiě)成二進(jìn)制,為0100,則轉換成二進(jìn)制為:
212=11010100(B)。
(2)
65365/256=255……85
(這個(gè)商除16就是高8位,這個(gè)余數除16就是低8位)
255/16=15……15
(這個(gè)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(xiě)成十六進(jìn)制為F,把余數15寫(xiě)成十六進(jìn)制為F,故高8位的十六進(jìn)制為:FFH;
85/16=5……5
(這個(gè)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(xiě)成十六進(jìn)制為5,把余數5寫(xiě)成十六進(jìn)制為5,故低8位的十六進(jìn)制為:55F。
高8位和低8位合在一起即為這個(gè)十進(jìn)制數的十六進(jìn)制形式:
65365=FF55(H)。
化為二進(jìn)制為:65365=FF55(H)=11111111010101010(B)。
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