51单片机原理知识点，复位时钟和时序(二)

上一期我们说了一下关于时序以及复位的一些相关知识，由于字数太多的关系，这一期我们就把剩下的知识点分享给大家

接着来看一下单片机的时序应该是什么样子，时钟的度量的单位包括这么几个，一个叫做时钟周期，或者也叫做节拍，另外一个叫做状态周期S，还有一个机器周期和指令周期，这是单片机当中的几个时钟的一个概念，其中时钟周期也叫振荡周期，它是晶振频率的倒数，比如说12MHz的晶振，这个时钟周期就是12MHz分之一秒，这个就叫做一个节拍，两个节拍构成一个状态周期就是1/12乘以二，就是1/6，就是六MHz分之一秒，这个是状态周期。机器周期是由12个时钟周期构成的，机器周期就是12MHz乘以12，12MHz分之一乘以12就是一个微秒，指令周期是由机器周期来构成的，这个就相当于时间时钟是一样的，分钟是由秒来构成的，那一分钟等于60秒，只不过我们这边一个状态周期呢，是等于两个时钟周期，我们一小时又等于个60分钟，一天又等于24小时，一个月等于30天，就是这样的一个概念，就有一个最基本的最小的定时单位产生，其它的定时单位为什么要这样子来做，就是为了解决单片机能够在一个时钟周期里面能够完成一个工作。

普通的51单片机我们叫做12T的单片机，指占12个时钟周期，也就是占12个时钟周期的单片机，我们叫做12T的单片机。也就是说它只有在12个时钟周期里面才能完成一个最基本的微操作，比如说执行一个最简单的指令，比如说note指令，但是现在有很多单片机都是1T的单片机，当然还有2T的单片机，这种单片机它比我们这种12T单片机速度肯定更快，因为它在一个时钟周期里面就能够完成一个基本操作，而我们这个需要12个时钟周期才能完成，就相当于同样干一件事情啊，有的人可能需要十分钟干完了，但是有的人需要120分钟才能干完，就是这个道理，就是说它的效率不一样，执行的速度不一样，这个就是我们这几个概念要搞清楚的。

时钟振荡器产生的，比如说你是一个12兆的晶振，产生一个啊波形，那这个波形就是一秒钟可以震荡12兆次，12兆次这个是频率，它的周期呢，就是12兆分之一，我们叫做时钟周期，或者叫作振荡周期，这个就就很容易理解了。

状态周期就是两个时钟周期，所以S1状态周期怎么产生的？在单片机的内部逻辑当中是由分频器来产生的状态周期，然后又构成了这个机器周期，那就是说我6个状态周期构成了一个机器周期，也就是对应了12个时钟周期，对于一个机器周期，在一个机器周期里面就可以完成一个最基本的操作，这个叫最基本的定时单位，时钟周期最小的定时单位，这个大家要能够理解，有了这个时钟周期或者是机器周期的概念之后就有了指令周期，所以我们最简单的指令就需要一个机器周期就能够完成，但是复杂的指令可能需要两个机器周期或者四个机器周期才能完成，我们这边写了一个一到四个机器周期，但是需要注意的是这种51单片机，它是没有3个机器周期的指令的，就是没有3机器周期指令，这个大家可以通过我们提供的教材，或者说上网可以去查一下我们的51单片机，它这种是属于复杂指令集的这种，它有111条指令，每一条指令它执行的时候，占的具体的这个机器周期的时间是规定好的，是规定好的，同时它在ROM当中，也就是它占的字节数也是规定好的，所以这个大家就可以去大概的去了解一下，因为我们没有讲过汇编，所以大家知道这么几个概念就行了，把这几个概念搞清楚，就是说我们有12MHz的晶振，我们的时钟周期是12MHz分之一，机器周期是12倍的时钟周期，那就是12乘以1/12，这个就是一乘以十的负六次方，那就是一个秒，所以讲单片机执行指令的速度，我们叫百万级的指令速度，也就是一秒钟可以执行百万条指令就是这么来的。

比如说最简单的指令，只需要一个机器周期就能够完成，所以你可以发现，这个就是我们这个机器周期的一个概念，至于我们单片机执行指令的时候，具体怎么执行呢？比如说在哪个节拍它干什么事，在哪个节拍它是取指令，在哪个节拍它是这个取数据，在哪个节拍取操作数，在哪个节拍去干什么，这个我们不要求大家掌握，大家呢，大概理解一下就好，也就是说我们这个cpu的执行指令时所需的控制信号的一个时间顺序，就是单片机的时序，那至于偏那个功能，包括对片外ROM访问或者总线控制方式的这个时序呢，比如说像这种时序如果说后面讲到一些外围扩展器件的时候需要用到，我们就带着大家分析，如果说不用到，我们就不带大家分析了，感兴趣的可以自己去查资料看一下。

至于单片机的典型时序当中的这几个指令，就是说我们给大家看一眼就行了，我们因为不讲汇编，所以呢，大家感兴趣的可以去了解一下它怎么样去执行这个不同的，比如说像这种单字节指令，单周期单字节的，还有就是单周期双字节指令，它都有一个严格的时序，就是它在每一个节拍是在上升沿还是下降沿，是在什么时刻来干这个事，它是提前规定好的，才能够有条不紊的工作。就像我们上课是一样的，我们在学校里上课的时候，我们会提前把课表安排好，在哪一节课上，英语在哪一节课上，数学在哪一节课上，语文每一节课上多长时间，那这样的话都是规划好的，那这样的话，这个学校它才能够有条不紊的运行，在什么时刻去下课，去吃饭，去休息，所以单片机它也是这样规定好的，它把这个时刻给你安排好了，那你就你给它一条指令，它就会按照这个时刻的这个时序的要求，就会去有条不紊的工作，还不会出乱子。

还有双周期指令，这个就不带大家来分析了，大家需要可以私底下私聊来问我，这节课需要了解的是我们单片机的复位电路是什么样子的，有这么几种复位电路的形式，复位电路的形式，然后，复位之后单片机的状态，特殊功能，计算机的状态是什么样子的，还有呢，就是我们单片机的时钟和时序是怎么样产生的，最小的时序单位，我们叫做晶振周期，或者叫作时钟周期，或者叫振荡周期，最基本的一个时间单位。我们就叫做机器周期对吧，还有就是在机器周期的基础上会产生指令周期，就是要把这几个概念以及给你一个晶振频率，你能够把这个时间大概的算出来就可以了，我们后面用到机器周期概念的时候呢，会再给大家复习，关于单片机时序这一块就介绍到这儿。