第二章 2.5 MCS-51 系列单片机基本时序和复位电路（课件）- 《单片机技术与应用》（高教版第二版）同步精品课堂

第二章 单片机硬件结构与原理 2.5 MCS-51 系列单片机基本时序和复位电路 《单片机技术与应用》 高教版 第二版 魏寿明 CONTENTS 目录 01 学习目标 02 新课引入 03 新课教学 04 师生互动 05 课堂练习 06 课堂小结 学习目标 CATALOGUE 一 掌握mcs-51系列单片机的时序概念 01 理解复位电路的工作原理 02 掌握复位电路的硬件设计 03 学习目标 新课引入 CATALOGUE 二 单片机是一种集成电路芯片，它集成了中央处理器、存储器、输入/输出接口等计算机的主要部件，具有体积小、功耗低、可靠性高等优点，广泛应用于智能仪表、工业控制、家用电器等领域。 单片机按照位数可分为4位、8位、16位和32位单片机，其中8位单片机应用最为广泛，而mcs-51系列单片机是8位单片机的代表之一。 单片机简介 mcs-51系列单片机采用哈佛结构，具有指令系统简单、寻址方式灵活、执行速度快等特点，同时其片内集成了丰富的外设接口，如串行通信接口、定时器/计数器、中断控制器等。 mcs-51系列单片机广泛应用于智能仪表、电机控制、家电等领域，如空调控制、洗衣机控制、智能电饭煲等。 mcs-51系列单片机特点和应用 时序是单片机正常工作的基础，它规定了单片机内部各部件的工作节拍和时序关系，是单片机程序设计和运行的重要依据。 复位电路是单片机正常启动和工作的前提，它能够将单片机内部所有寄存器和RAM清零，保证程序从头开始执行。时序与复位电路是单片机的重要组成部分，对于保证程序的正确运行和单片机的稳定性具有重要意义。 时序与复位的重要性 新课教学 CATALOGUE 三 MCS-51系列单片机基本时序 只有了解了单片机的CPU时序，才能更好地理解单片机的内部是怎样协调工作的。下面 介绍几个有关时序的术语。 单片机内部或外部振荡器产生的时钟信号周期，是单片机最基本的时序单位。 振荡周期 振荡周期的确定 振荡周期的作用 根据晶振频率和单片机内部时钟电路参数计算得出。 为单片机提供时间基准，用于产生状态周期、机器周期和指令周期等。 03 02 01 振荡周期 单片机时钟信号的一个状态周期，即一个时钟信号的高电平或低电平的持续时间。 状态周期 根据振荡周期和分频系数计算得出。 状态周期的确定 用于确定单片机内部各种操作的时间基准，如寄存器的读写操作等。 状态周期的作用 状态周期 机器周期 机器周期 单片机执行指令所需要的时间，即一个机器周期等于振荡周期除以分频系数。 机器周期的确定 根据振荡周期和单片机工作模式计算得出。 机器周期的作用 用于执行单条指令，是单片机执行程序的最小时间单位。 单片机执行一条指令所需要的时间，由若干个机器周期组成。 指令周期 根据机器周期和指令长度计算得出。 指令周期的确定 用于完成一条指令的执行，是单片机执行程序的基本时间单位。 指令周期的作用 指令周期 (2)双字节单周期指令 双字节单周期指令的指令长度为两个字节，即占用两个内存单元；指令的执行时间为一个 机器周期，即该指令的指令周期为一个机器周期。 (3)单字节双周期指令 单字节双周期指令的指令长度为一个字节，即占用一个内存单元；指令的执行时间为两个 机器周期，即该指令的指令周期为两个机器周期。 (1)单字节单周期指令 单字节单周期指令的指令长度为一个字节，即占用一个内存单元；指令的执行时间为一个 机器周期，即该指令的指令周期为一个机器周期。 指令周期 MCS-51系列单片机基本时序 时序单位关系图如图 复位操作可以将单片机内部寄存器和RAM中的数据恢复到初始状态。 初始化单片机 当单片机出现异常时，复位操作可以将其恢复到正常工作状态。 异常处理 在程序运行过程中，如果出现程序跑飞的情况，复位操作可以重新启动程序。 程序跑飞处理 MCS-51系列单片机复位电路：复位功能 外部按键复位 通过外部按键触发复位电路，将单片机复位。 看门狗定时器复位 当程序出现死循环或者跑飞时，看门狗定时器溢出，触发复位电路，将单片机复位。 上电复位 当电源电压达到一定阈值时，复位电路开始工作，将单片机复位。 MCS-51系列单片机复位电路 MCS-51系列单片机复位电路 MCS-51 系列单片机通常采用上电复位和按键复位两种方式，其简单的复位应用电路如图。 复位电路检测到复位信号后，开始执行复位操作。 检测复位信号 单片机内部寄存器和RAM中的数据被清零。 内部寄存器和RAM清零 程序计数器被重置为0000H，指向程序存储器的起始地址。 程序计数器重置 中断向量表被重置，禁止所有中断。 中断向量表重置 复位过程 单片机复位后特殊功能寄存器的初始状态 寄存器 状态 寄存器 状态 PC 0000H TCON 00H ACC 00H TLO 0