??CY(PSW.7)-进位标志位。 在进行算术运算时,可以被硬件置位或清除,以表示运算结果中高位是否有进位或借位。在布尔处理机中CY被认为是位累加器。?F0(PSW.5)-用户标志位。 开机时该位为“0”。用户可根据需要,通过位操作指令置“l”或者清“0”。第29页,共73页,星期日,2025年,2月5日2-3-3时钟电路及CPU的工作时序
时钟电路用于产生单片微机工作所需要的时钟信号。时序所研究的是指令执行中各信号之间的相互关系。单片微机本身就如一个复杂的同步时序电路。第30页,共73页,星期日,2025年,2月5日?1.???时钟电路?在80C51内带有时钟电路,只需要在片外通过XTALI和XTAL2引脚接入定时控制元件(晶体振荡器和电容),即可构成一个稳定的自激振荡器。在80C51芯片内部有一个高增益反相放大器,而在芯片的外部,XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容。80C51的时钟电路如图2–6所示。由图可见,时钟电路由下列几部分组成:振荡器及定时控制元件、时钟发生器、地址锁存允许信号ALE。????????振荡器及定时控制元件在80C51芯片内部有一个高增益反相放大器,其输入端为芯片引脚XTAL1,其输出端为引脚XTAL2。第31页,共73页,星期日,2025年,2月5日只需要在片外通过XTAL1和XTAL2引脚跨接晶体振荡器和微调电容,形成反馈电路,振荡器即可工作(皮尔斯振荡器)。振荡器的结构和振荡电路原理如图2-7所示。振荡器的工作可以由PD位(特殊功能寄存器PCON中的一位)控制。当PD置1时,振荡器停止工作,系统进入低功耗工作状态。 振荡器的工作频率一般在1.2~12MHz之间,由于制造工艺的改进,有些单片微机的频率范围正向两端延伸,高端可达40MHZ,低端可达0Hz。 第32页,共73页,星期日,2025年,2月5日???????内部时钟发生器 内部时钟发生器实质上是一个2分频的触发器。其输入由振荡器引入的,输出为两个节拍的时钟信号。输出的前半周期,节拍1(P1)信号有效;后半周期,节拍2(P2)信号有效。每个输出周期为一个计算机CPU的状态周期,即时钟发生器的输出为状态时钟。每个状态周期内包括一个P1节拍和一个P2节拍,形成CPU内的基本定时时钟。???????ALE信号一般地说,状态时钟经过3分频之后,产生ALE引脚上的信号输出。第33页,共73页,星期日,2025年,2月5日2﹒时序定时单位?单片微机执行指令是在时序电路的控制下一步一步进行的。时序是用定时单位来说明的。80C51的时序定时单位共有4个:节拍、状态、机器周期和指令周期。(1)节拍P把振荡脉冲的周期称为节拍。(2)?状态S一个状态S包含两个节拍,其前半周期对应的节拍叫P1,后半周期对应的节拍叫P2(3)??机器周期 80C51采用定时控制方式,因此它有固定的机器周期。第34页,共73页,星期日,2025年,2月5日规定一个机器周期的宽度为6个状态,并依次表示为S1~S6。由于一个机器周期共有12个振荡脉冲周期,因此机器周期就是振荡脉冲的12分频。当振荡脉冲频率为12MHZ时,一个机器周期为lμS;当振荡脉冲频率为6MHZ时,一个机器周期为2μS。机器周期是单片微机的最小时间单位。(4)指令周期 执行一条指令所需要的时间称为指令周期。它是最大的时序定时单位。80C51的指令周期根据指令的不同,可包含有一、二、三、四个机器周期。当振荡脉冲频率为12MHZ时,80C51的一条指令执行的时间最短为lμS,最长为4μS。第35页,共73页,星期日,2025年,2月5日3.80C51指令时序 80C51共有111条指令,全部指令按其长度可分为单字节指令、双字节指令和三字节指令。MCS51的指令通常可以分为单周期、双周期和四周期指令三种,只有乘、除法指令为四周期,其余为单周期和双周期指令。图2-8所表示的是几种典型单机器周期和双机器周期指令的时序。????单机器周期指令,如图2-8(a)、(b)所示。????双机器周期指令,如图2-8(c)、(d)所示。第36页,共73页,星期日,2025年,2月5日(1)单字节单周期指令(例如INCA)只需进行一次读指令操作。当第二个ALE有效时,由于PC没有加1,所以读出的还是原指令。(2)双字节单周期指令(例如ADDA,#data)ALE的两次读操作都是有效的,第一次是读指令操