时钟、复位电路、电源与时序

1. 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

2. XTAL1 C1 C2 XTAL2 8051 +5V 悬空 8051 XTAL2 XTAL1 外部脉冲源 XTAL2 80c51 XTAL1 Vss 1 外部脉冲源 时钟电路 C1、C2：取30PF左右。 晶振：1.2~12MHz，通常取6MHz。 • 1、时钟信号的产生 • 2、引入外部脉冲信号

3. +5V RESET Ucc 8051 RST/Vpd Vss +5V +5V 300 22uF RESET Ucc 8051 RST/Vpd Vss 22uF Ucc 8051 RST/Vpd Vss 22uF 1K 22uF 1K 1K 1K 复位电路 • 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 (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。

4. 7805 +5V DC 220V ﹋ 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：

5. 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=106s=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）

6. 图2-16 AT89C51单片机典型指令时序图