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时钟、复位电路、电源与时序 五、时序定时单位 四、电源 三、掉电处理 二、复位电路 一、时钟电路 主讲:吴政江
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时钟电路 1、时钟信号的产生 2、引入外部脉冲信号 C1、C2:取30PF左右。 晶振:1.2~12MHz,通常取6MHz。 +5V 悬空
8051 XTAL1 XTAL2 C1 C2 C1、C2:取30PF左右。 晶振:1.2~12MHz,通常取6MHz。 8051 XTAL2 XTAL1 外部脉冲源 1 +5V 外部脉冲源 XTAL2 80c51 XTAL1 Vss 悬空
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复位电路 +5V +5V +5V 1K Ucc 8051 RST/Vpd Vss 22uF RESET Ucc 8051 RST/Vpd
1、复位:单片机的初始化工作,复位后CPU及其它功能部件都处在一确定的初始状态,并从这个状态开始工作。复位后PC=0000H,使单片机从0000H开始从新执行程序。复位后RAM中的数据不变,但SFR的值被初始化。 2、复位时间:开机复位、死机复位。 3、复位信号及要求:在RST/Vpd端加2T机以上的高电平来实现的。通常为10ms。 4、复位电路 1K +5V Ucc 8051 RST/Vpd Vss 22uF RESET Ucc 8051 RST/Vpd Vss +5V 22uF 1K 22uF 300 Ucc 8051 RST/Vpd Vss +5V 1K RESET (1)、上电自动复位 利用电容充电来实现复位。在上电瞬间RST/Vpd端的电位与Ucc相同,随着充电电流的减小, RST/Vpd脚的电位逐渐下降,完成复位。时间:t=RC=1K X 22μF=22ms。 (2)、按键电平复位 当按下“RESET”键时, RST/Vpd端的电平为300、1K对Ucc的分压,约为3.8V,为标准高电平。当放开“RESET”键时,Ucc通过1K电阻对22μF充电,随着充电的进行,RST端电位逐渐降低,完成复位。 (3)、按键脉冲复位 利用RC微分电路产生正脉冲来实现复位。
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MCS-51的掉电处理和电源 目的:当断电或电源电压低于低电平时,保护片内RAM和SFR中的信息不丢失。
方法:设置一组备用电源加到RST/Vpd上。当掉电或Ucc上电压低于Vpd上电压时,备用电源通过Vpd端供给RAM,以低功耗保持内部RAM和SFR中的信息。 电源:单片机需要一种或多种电源电压,这些电压 的误差通常必须保持在其标称值的5%以内。通常使用三端稳压集成电路 78XX系列(对正电压)和79XX系列(对负电压)来设计单片机的稳压电源,以简化电路。电路 如下: 7805 220V ﹋ +5V DC
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时序定时单位 单片机的时序:CPU在执行指令时所需控制信号的时间顺序。有内部时序、外部时序两类。几个周期的意义:
1、时钟周期工(振荡周期):时钟振荡器OSC振荡频率fosc的倒数,是时序中最小的时间单位,也叫节拍,用P表示。1s=103ms=106s=109ns。 2、状态周期:计算机中最基本的时间单位,在一个状态周期内,CPU仅完成一个最基本的动作,用S表示。每个S又分为P1、P2两个节拍,即状态周期为fosc倒数的2倍。 3、机器周期:计算机将执行一条指令过程划分为若干阶段,每一阶段完成一项规定的操作,如取指令、存储器读、存储器写等等。完成一项规定操作所需的时间称为一个机器周期,用T机表示。MCS-51单片机,一个T机由六个S(12个P)组成。表示为S1P1、S1P2、S2P1、…S6P1、S6P2。 4、指令周期:执行一条指令所需的时间,是时序信号的最大时间单位。不同指令所需的时间各不相同,若用占用T机多少来分,8051指令有单、双、四、周期指令(只有乘法、除法两条指令是四周期指令)。用T指表示。 综上所述:1 T机=6S=12P 、1 T指=1 T机(或2 T机或4 T机)
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图2-16 AT89C51单片机典型指令时序图
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