MCS-51单片机的指令时序

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                    　　时序是用定时单位来描述的，ＭＣＳ－５１的时序单位有四个，它们分别是节拍、状态、机器周期和指令周期，接下来我们分别加以说明。
　　·节拍与状态：
　　我们把振荡脉冲的周期定义为节拍（为方便描述，用Ｐ表示），振荡脉冲经过二分频后即得到整个单片机工作系统的时钟信号，把时钟信号的周期定义为状态（用Ｓ表示），这样一个状态就有两个节拍，前半周期相应的节拍我们定义为１（Ｐ１），后半周期对应的节拍定义为２（Ｐ２）。
　　·机器周期：
　　ＭＣＳ－５１有固定的机器周期，规定一个机器周期有６个状态，分别表示为Ｓ１－Ｓ６，而一个状态包含两个节拍，那么一个机器周期就有１２个节拍，我们可以记着Ｓ１Ｐ１、Ｓ１Ｐ２……Ｓ６Ｐ１、Ｓ６Ｐ２，一个机器周期共包含１２个振荡脉冲，即机器周期就是振荡脉冲的１２分频，显然，如果使用６ＭＨｚ的时钟频率，一个机器周期就是２ｕｓ，而如使用１２ＭＨｚ的时钟频率，一个机器周期就是１ｕｓ。
　　·指令周期：
　　执行一条指令所需要的时间称为指令周期，ＭＣＳ－５１的指令有单字节、双字节和三字节的，所以它们的指令周期不尽相同，也就是说它们所需的机器周期不相同，可能包括一到四个不等的机器周期（这些内容，我们将在下面的章节中加以说明）。
　　·ＭＣＳ－５１的指令时序：
　　ＭＣＳ－５１指令系统中，按它们的长度可分为单字节指令、双字节指令和三字节指令。执行这些指令需要的时间是不同的，也就是它们所需的机器周期是不同的，有下面几种形式：
　　·单字节指令单机器周期
　　·单字节指令双机器周期
　　·双字节指令单机器周期
　　·双字节指令双机器周期
　　·三字节指令双机器周期
　　·单字节指令四机器周期（如单字节的乘除法指令）
　　下图是ＭＣＳ－５１系列单片机的指令时序图：



　　从外部程序存储器读取指令，必须有两个信号进行控制，除了上述的ＡＬＥ信号，还有一个ＰＳＥＮ（外部ＲＯＭ读选通脉冲），上图显然可看出，ＰＳＥＮ从Ｓ３Ｐ１开始有效，直到将地址信号送出和外部程序存储器的数据读入ＣＰＵ后方才失效。而又从Ｓ４Ｐ２开始执行第二个读指令操作。
　　·外部数据存储器（ＲＡＭ）读时序
　　右图８０５１外部数据存储器读写时序图，从ＲＯＭ中读取的需执行的指令，而ＣＰＵ对外部数据存储的访问是对ＲＡＭ进行数据的读或写操作，属于指令的执行周期，值得一提的是，读或写是两个不同的机器周期，但他们的时序却是相似的，我们只对ＲＡＭ的读时序进行分析。



　　上一个机器周期是取指阶段，是从ＲＯＭ中读取指令数据，接着的下个周期才开始读取外部数据存储器ＲＡＭ中的内容。
　　在Ｓ４结束后，先把需读取ＲＡＭ中的地址放到总线上，包括Ｐ０口上的低８位地址Ａ０－Ａ７和Ｐ２口上的高８位地址Ａ８－Ａ１５。当ＲＤ选通脉冲有效时，将ＲＡＭ的数据通过Ｐ０数据总线读进ＣＰＵ。第二个机器周期的ＡＬＥ信号仍然出现，进行一次外部ＲＯＭ的读操作，但是这一次的读操作属于无效操作。
　　对外部ＲＡＭ进行写操作时，ＣＰＵ输出的则是ＷＲ（写选通信号），将数据通过Ｐ０数据总线写入外部存储
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