MCS51单片机的时序分析与复位的详细资料说明

　　时钟脉冲是微型计算机系统的基本信号，在1-2节里，我们曾经简单地介绍了8x51的时钟脉冲。不管是采用内部的振荡电路，或由外部的时钟脉冲产生电路提供的时钟脉冲，这个时钟脉冲将成为整个系统运行的根据。89C51的额定时钟脉冲为0到 24MHz，表示只要不超过24MHz即可。而89S51的额定时钟脉冲为0到33MHz，表示只要不超过33MHz就不会有问题。当我们在设计电路时，是不是要使用其最高的频率呢？当然不是这样。若时钟脉冲的频率太高，可能会导致程序复杂、使用的 CPU资源增大，“延迟函数”就是最明显的例子。

　　通常我们会挑选一个常用、容易买到（且便宜）的石英振荡晶体，而且程序不必刻意修改就能兼容，这里挑选最常用的 12MHz时钟脉冲。

　　如图1-21所示为12MHz时钟脉冲的时序图，一个机器周期由6个状态周期（S1到S6）所构成，每个状态周期包括两个时钟脉冲（即P1、P2）。对于12MHz的时钟脉冲而言，一个脉冲的周期为1/12µs，一个机器周期包含12个时钟脉冲，也就是1µs。

　　在8x51的111条指令里，除了执行乘法与除法指令需要4个机器周期外，其余指令都能在1个或2个机器周期执行完毕。尽管如此，有些指令的长度为1B，有些为2B，还有少数指令为3B。对于不同的指令，CPU如何读取与执行呢？在此将结合图1-21简要说明。首先是地址锁存使能引脚ALE，每个机器周期送出两个脉冲（分别是在S1及S4时），以锁存P0输出的地址（A0～ A7），CPU将进行读取存储器的动作。对于不同的指令类型，其动作分别说明如下。

　　1个机器周期、1B的指令，如CLR C指令，在S1时读取指令，在S6时执行完毕；而在S4时读取下条指令，但并不使用它，直到下个机器周期的S1时再重新读取下条指令。

　　1个机器周期、2B的指令，如INC direct指令，在S1时读取指令，在S4时读取第二个byte，在S6时执行完毕。在下个机器周期的S1时读取下条指令，以此类推。

　　2个机器周期、1B的指令，如RET指令，在S1时读取指令，而在S4及下个机器周期的S1、S4时分别读取下条指令，由于指令尚未执行完毕，所以这三个阶段的指令读取都会被放弃。直到第二个机器周期的S6，指令执行完毕后，CPU才会在第三个机器周期的S1重新读取下条指令，才是有效的读取。

　　另外一种2个机器周期、1B的指令为存取外部存储器数据的指令，即MOVX指令。同样在第一个机器周期的S1时读取指令，而在S4时读取下条指令，当然也会被放弃。在S5时P0送出的A0到A7地址将被放入锁存器，而S6到下个机器周期的S3之间，由 P0进行外部存储器的数据存取。由于进行外部存储器的存取，第二个机器周期的S1与S4并不进行读取指令的动作，直到第三个机器周期的S1时，才会重新读取下条指令。