指令周期=（1～4）机器周期=1～4 μs 4个时序单位从小到大依次是节拍（振荡脉冲周期，1/fOSC）、
状态周期（时钟周期）、机器周期和指令周期，如图2-13
所示。
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图2-13
89C51单片机各种周期的相互关系
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§2.5
复位操作
• §2.5.1 复位操作的主要功能 • §2.5.2 复位信号及其产生 • §2.5.3 复位电路
• 89C51芯片内部有一个高增益反相放大器，用于构成振 荡器。反相放大器的输入端为XTAL1，输出端为 XTAL2，两端跨接石英晶体及两个电容就可以构成稳 定的自激振荡器。电容器Ｃ１和Ｃ２通常取30 pF左右， 可稳定频率并对振荡频率有微调作用。振荡脉冲频率 范围为fOSC=0～24 MHz。
• 晶体振荡器的频率为fOSC，振荡信号从XTAL2端输入 到片内的时钟发生器上，如图2-12所示。
因此，一个机器周期中的12个振荡周期表示为 S1P1，S1P2，S2P1，· · · ，S6P1，S6P2。 若采用6MHz晶体振荡器，则每个机器周期为多少？
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机器周期 设:晶体振荡器频率 fosc=6MHz, 则:振荡周期=1/fosc=1/6 μ s（微秒） 因为:一个机器周期包括12个振荡周期, 所以:一个机器周期=12*(1/6) μ s（微秒） = 2μ s（微秒）
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表2-8 各特Leabharlann 寄存器的复位值寄存器 PC ACC PSW SP DPTR P0-P3 IP IE TMOD
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复位状态 0000H 00H 00H 07H 0000H FFH ××000000B 0×000000B 00H
如果振荡周期为12MHz，则其指令周期分别为 1μs、 2μs 和4μs。
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3、基本时序定时单位
89C51或其他80C51单片机的基本时序定时单位有如下4个。
• • •
振荡周期： 晶振的振荡周期，为最小的时序单位。 状态周期： 振荡频率经单片机内的二分频器分频后提供给
问:如果fosc=12MHz, 一个机器周期为多少?
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答案 1μs（微秒）
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指 令 周 期
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每条指令都由一个或几个机器周期组 成。 指令周期：执行一条指令所需的时间。 每条指令由一个或若干个字节组成。
有单字节指令，双字节指令，…多字节指 令等。字节数少则占存储器空间少。 例如
片 内CPU的时钟周期。因此，一个状态周期包含2个振荡周期 。 机器周期（MC）： 1个机器周期由6个状态周期即12个振 荡周期组成，是计算机执行一种基本操作的时间单位。
•
指令周期： 执行一条指令所需的时间。一个指令周期由1～
4个机器周期组成，依据指令不同而不同，见附录A。
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每条指令的指令周期都由一个或几个 机器周期 组成。有单周期指令、双
周期指令、和四周期指令。机器周期 数少则执行速度快。 如图所示 其指令周期各为多少？
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指令周期
•
• • •

设振荡周期为6MHz，则一个机器周期为 2μ s（微秒）。 单周期指令：指令周期为 2μ s（微秒） 双周期指令：指令周期为 4μ s（微秒） 四周期指令：指令周期为 8μ s（微秒）
第4讲： 单片机基本组成电路
知识目标：1、掌握时钟电路及MCU时序 2、掌握复位电路及复位操作 技能目标：构建单片最小系统
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§2.4
时钟电路及89C51 CPU时序
片内时钟信号的产生 CPU取指、执指时序
§2.4.1 §2.4.2
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§2.4.1 片内时钟信号的产生
4种时序单位中，振荡周期和机器周期是单片机内计算其他时
间值（例如，波特率、定时器的定时时间等）的基本时序 单位。
下面是单片机外接晶振频率12 MHz时的各种时序单位的大小。
振荡周期=1/fOSC=1/12 MHz=0.083 3 μs 状态周期=2/fOSC=2/12 MHz=0.167 μs
机器周期=12/fOSC=12/12 MHz=1 μs
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§2.5.1 复位操作的主要功能
一、复位是单片机的初始化操作。 二、主要功能： 三、寄存器的复位状态：
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复位操作主要功能
• 程序地址指针PC初始化为0000H，使单 片机从0000H单元开始执行程序 • 当由于程序运行出错或操作错误使系统 死锁状态时，为摆脱困境，也需要按复 位键重新启动。
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图2-12 89C51的片内振荡器及时钟发生器
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§2.4.1 片内时钟信号的产生
1、节拍与状态周期 2、机器周期和指令周期 3、基本时序定时单位
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1、节拍与状态周期
• 时钟发生器是一个2分频的触发器电路，它将振荡器的信 号频率fOSC除以2，向CPU提供两相时钟信号P1和P2。 时钟信号的周期称为机器状态周期S(STATE)，是振荡周 期的2倍。 在每个时钟周期(即机器状态周期S)的前半周期，相位 1(P1)信号有效，在每个时钟周期的后半周期，相位2(P2 ，节拍2)信号有效。 每个时钟周期(以后常称状态S)有两个节拍(相)P1和P2， CPU就以两相时钟P1和P2为基本节拍指挥89C51单片机各 个部件协调地工作。
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2、机器周期和指令周期
一、机器周期：
二、指令周期：
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计算机的一计算机的一条指令由若干个字节组
机 器 周 期
如图所示 返 回
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成。执行一条指令需要多长时间则以机器周期 为单位。 一个机器周期是指CPU访问存储器一次所需的 时间。例如，取指令、读存储器、写存储器等等。 一个机器周期包括12个振荡周期，分为6个S状 态：S1~S6。 每个状态又分为两拍，称为P1和P2。