8051晶振(8051周期怎么算)
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8051周期怎么算
答
时钟周期:
时钟周期也称为振荡周期,定义为时钟脉冲的倒数(可以这样来理解,时钟周期就是单片机外接晶振的倒数,例如12M的晶振,它的时间周期就是1/12us),是计算机中最基本的、最小的时间单位。
在一个时钟周期内,CPU仅完成一个最基本的动作。对于某种单片机,若采用了1MHZ的时钟频率,则时钟周期为1us;若采用4MHZ的时钟频率,则时钟周期为250us。由于时钟脉冲是计算机的基本工作脉冲,它控制着计算机的工作节奏(使计算机的每一步都统一到它的步调上来)。显然,对同一种机型的计算机,时钟频率越高,计算机的工作速度就越快。
8051单片机把一个时钟周期定义为一个节拍(用P表示),二个节拍定义为一个状态周期(用S表示)。
机器周期:
在计算机中,为了便于管理,常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段,每一阶段完成一项工作。例如,取指令、存储器读、存储器写等,这每一项工作称为一个基本操作。完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。一般情况下,一个机器周期由若干个S周期(状态周期)组成。
8051系列单片机的一个机器周期由6个S周期(状态周期)组成。前面已说过一个时钟周期定义为一个节拍(用P表示),二个节拍定义为一个状态周期(用S表示),8051单片机的机器周期由6个状态周期组成,也就是说一个机器周期==6个状态周期==12个时钟周期。
例如外接24M晶振的单片机,他的一个机器周期=12/24M秒;
指令周期:
执行一条指令所需要的时间,一般由若干个机器周期组成。指令不同,所需的机器周期也不同。
对于一些简单的的单字节指令,在取指令周期中,指令取出到指令寄存器后,立即译码执行,不再需要其它的机器周期。对于一些比较复杂的指令,例如转移指令、乘法指令,则需要两个或者两个以上的机器周期。通常含一个机器周期的指令称为单周期指令,包含两个机器周期的指令称为双周期指令。
总线周期:
由于存贮器和I/O端口是挂接在总线上的,CPU对存贮器和I/O接口的访问,是通过总线实现的。通常把CPU通过总线对微处理器外部(存贮器或I/O接口)进行一次访问所需时间称为一个总线周期。
51单片机的原理
51单片机是基于哈佛架构的一种经典的微控制器,主要由CPU、存储器、输入输出(I/O)接口、计时器/计数器及串行通信接口等组成。其基本架构原理如下:
1.CPU核心:51单片机采用8051内核,具有4K到64K的程序存储空间(RAM)、128字节到2K字节的内部RAM,以及各种计算控制单元。它采用12MHz到40MHz外部晶振来提供时钟信号。
2.存储器:51单片机主要有内部ROM、RAM和扩展存储器组成。内部RAM包括SFR、通用寄存器和特殊功能寄存器等,可随时读写。内部ROM存放程序代码,执行只读操作。扩展存储器则需要通过外部接口进行连接。
3.输入输出接口:51单片机具有多个通用输入输出引脚,可与多种外部设备进行连接,如电子开关、LED、LCD等,通过输入输出接口与CPU进行数据交换。
4.计时器/计数器:51单片机具备多个计时器和计数器,可用于控制时间间隔、周期和脉冲数量等,还可以用于测量外部事件的时间间隔。
5.串行通信接口:51单片机还具有用于多个外设之间通信的串行通信接口,主要包括UART、SPI和I2C等通信协议。
总的来说,51单片机具有体积小、功耗低、功能强大、可编程性强、通用性好等特点,因此被广泛地应用于各种嵌入式系统和电子设备中。
8051单片机最高频率
工作频率即机器频率即机器周期倒数,传统51单片机的工作频率为时钟频率(晶振频率)的1/12,但增强型单片机的工作频率可达时钟频率的1倍,51单片机晶振频率为11.0592或12M,所以最高工作频率最高为12M