微控制器的週期概念

2021-07-23 15:55:57 字數 1448 閱讀 6478

一、時鐘週期

1.時鐘週期也稱為振盪週期,定義為時鐘脈衝的倒數(可以這樣來理解,時鐘週期就是微控制器外接晶振的倒數,例如12m的晶振,它的時間週期就是1/12 us),是計算機中最基本的、最小的時間單位。

2.在乙個時鐘週期內,cpu僅完成乙個最基本的動作。對於某種微控制器,若採用了1mhz的時鐘頻率,則時鐘週期為1us;若採用4mhz的時鐘頻率,則時鐘週期為250us。

3.由於時鐘脈衝是計算機的基本工作脈衝,它控制著計算機的工作節奏(使計算機的每一步都統一到它的步調上來)。

4.顯然,對同一種機型的計算機,時鐘頻率越高,計算機的工作速度就越快。但是,由於不同的計算機硬體電路和器件的不完全相同,所以其所需要的時鐘周頻率範圍也不一定相同。

5.我們學習的8051微控制器的時鐘範圍是1.2mhz-12mhz。

在8051微控制器中把乙個時鐘週期定義為乙個節拍(用p表示),二個節拍定義為乙個狀態週期(用s表示)。

二、機器週期

1.在計算機中,為了便於管理,常把一條指令的執行過程劃分為若干個階段,每一階段完成一項工作。

例如,取指令、儲存器讀、儲存器寫等,這每一項工作稱為乙個基本操作。完成乙個基本操作所需要的時間稱為機器週期。

2.一般情況下,乙個機器週期由若干個s週期(狀態週期)組成。8051系列微控制器的乙個機器週期同6個s週期(狀態週期)組成。

前面已說過乙個時鐘週期定義為乙個節拍(用p表示),二個節拍定義為乙個狀態週期(用s表示),8051微控制器的機器週期由6個狀態週期組成,也就是說乙個機器週期=6個狀態週期=12個時鐘週期。

三、指令週期

1.指令週期是執行一條指令所需要的時間,一般由若干個機器週期組成。指令不同,所需的機器週期數也不同。

2.對於一些簡單的的單位元組指令,在取指令週期中,指令取出到指令暫存器後,立即解碼執行,不再需要其它的機器週期。

3.對於一些比較複雜的指令,例如轉移指令、乘法指令,則需要兩個或者兩個以上的機器週期。

4.通常含乙個機器週期的指令稱為單週期指令,包含兩個機器週期的指令稱為雙週期指令。

四、補充

1. 利用外部電路的驅動能力,減少ic內部的驅動。當ic內部mosfet導通時,驅動電流是從外部的vcc流經r pull-up ,mosfet到gnd。ic內部僅需很下的柵極驅動電流。

2. 一般來說,開漏是用來連線不同電平的器件,匹配電平用的,因為開漏引腳不連線外部的上拉電阻時,只能輸出低電平,

如果需要同時具備輸出高電平的功能,則需要接上拉電阻,很好的乙個優點是通過改變上拉電源的電壓,便可以改變傳輸電平。比如加上上拉電阻就可以提供ttl/cmos電平輸出等。(上拉電阻的阻值決定了邏輯電平轉換的沿的速度 。阻值越大,速度越低功耗越小,所以負載電阻的選擇要兼顧功耗和速度。)

3. open-drain提供了靈活的輸出方式,但是也有其弱點,就是帶來上公升沿的延時。因為上公升沿是通過外接上拉無源電阻對負載充電,所以當電阻選擇小時延時就小,但功耗大;

反之延時大功耗小。所以如果對延時有要求,則建議用下降沿輸出。

微控制器機器週期怎麼計算公式 微控制器機器週期的計算

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