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

2021-10-19 05:56:28 字數 4005 閱讀 5367

微控制器的定時器的週期怎麼算?就是比如定時器tf0置1的時間,我的晶振是11。0592mhz的  怎麼算  還有就是時鐘週期,狀態週期,機器週期的概念和聯絡及換算?

你的不明白其實就是對於定時器的初值問題,11.0592是始終的晶振,時鐘週期就是1/11.0592m   而定時器的週期就是12/11.0592  因為51微控制器是12分頻的

還有很多......

如果你寫的是c的話建議這樣寫

tmod=0x01// 定時器0方式1

th0=(65535-50000)/256;//因為是16位計數  假設晶振為12mhz  11.0592的是4600多吧,自己算算...

tl=(65536-50000)%256;

ea=1;

et0=1;

tr0=1;

主要的計算就是其中的50000 中斷一次所需要的時間就是50000乘以剛才所算的定時器的週期  (這個是50ms)

也就是你說的:就是比如定時器tf0置1的時間  中斷的時候tf0 要求cpu中斷而引起中斷

好了12倍的時間週期就是機械週期,(剛才說過是12分頻的)

時鐘週期:

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。

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。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)。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。

8051微控制器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)。

機器週期:

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。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。

例如外接24m晶振的微控制器,他的乙個機器週期=12/24m 秒;

指令週期:

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,所需的機器週期也不同。

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。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。

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。

匯流排週期:

由於存貯器和i/o埠是掛接在匯流排上的,cpu對存貯器和i/o介面的訪問,是通過匯流排實現的。通常把cpu通過匯流排對微處理器外部(存貯器或 i/o介面)進行一次訪問所需時間稱為乙個匯流排週期。

總結一下,時鐘週期是最小單位,機器週期需要1個或多個時鐘週期,指令週期需要1個或多個機器週期;機器週期指的是完成乙個基本操作的時間,這個基本操作有時可能包含匯流排讀寫,因而包含匯流排週期,但是有時可能與匯流排讀寫無關,所以,並無明確的相互包含的關係。

指令週期:是cpu的關鍵指標,指取出並執行一條指令的時間。一般以機器週期為單位,分單指令執行週期、雙指令執行週期等。現在的處理器的大部分指令(arm、dsp)均採用單指令執行週期。

機器週期:完成乙個基本操作的時間單元,如取指週期、取數週期。

時鐘週期:cpu的晶振的工作頻率的倒數。

***以51為例,晶振11.0592m,時鐘週期(晶振週期)就是(1/11.0592)μs,乙個機器週期包含12個時鐘週期(6個狀態週期),乙個機器週期就是 1μs。乙個機器週期一般是一條指令花費的時間,也有些是2個機器週期的指令,djnz,是雙週期指令.

微控制器定時器定時計算方法

對12mhz 1個機器週期 1us  12/fosc = 1us

方式0  13位定時器最大時間間隔  = 2^13 =8.192ms

方式1  16位定時器最大時間間隔  = 2^16 =65.536ms

方式2  8位定時器最大時間間隔  = 2^8 =0.256ms =256 us

定時5ms,計算計時器初值  m =2^k-x*fosc/12  12mhz

方式0: k=13,x=5ms,fosc=12mhz 則 m = 2^13 -5*10^(-3)*12*10^6/12= 3192 = 0x0c78

thx = 0ch,tlx = 78h,

方式1: k=16,x=5ms,fosc=12mhz 則 m = 2^16 -5*10^(-3)*12*10^6/12= 60536 = 0xec78

thx = ech,tlx = 78h,

50ms 12mhz   thx = 3ch,tlx = b0h,

10ms      thx = d8h,tlx = f0h,

方式2: 最大時間 2^8fosc/12 = 0.256ms

十進位制數是怎麼來的?

6mhz 乙個機器週期 12/6 = 2us

定時1ms  計數初值x

(2^16-x)*2us  = 1000us

x = 2^16 - 500 ,th,tl 可置 -500

12mhz 乙個機器週期 12/12 = 1us

12mhz 乙個機器週期 12/12 = 1us

定時50ms  計數初值x

(2^16-x)*1us  = 50000us

x = 2^16 - 50000 ,th,tl 可置 -500

定時器  計內部晶振頻率

計數器  計外部輸入cpu腳上的脈衝個數  p3.4(t0)  p3.5(t1) 負跳變加一

當晶振為6mhz時,最高計數頻率500khz

暫存器1 th tl

2 tcon

tr0 tr1  其他位是中斷控制位

tmod

gate c/t1 m1 m0 gate c/t0 m1 m0

2023年2月26日

c8051f00x

定時器:每個時鐘加1  時鐘可為系統時鐘或系統時鐘的1/12

ckcon

當引腳上出現電平時啟動t0  當不滿足時,停止t0,讀出以後清零

51 微控制器指令週期,機器週期,時鐘週期詳解

51微控制器有指令週期,機器週期,時鐘週期的說法,看似相近,但是又都不太一樣,很容易混淆。還是詳細分析一下。

時鐘週期:微控制器外接的晶振的振盪週期就是時鐘週期,時鐘週期=振盪週期。比方說,80c51微控制器外接了乙個11.0592m的晶體振盪器,那我們就說這個微控制器系統的時鐘週期是1/11.0592m,這裡要注意11.0592m是頻率,週期是頻率的倒數。

機器週期:微控制器執行指令所消耗的最小時間單位。我們都知道51微控制器採用的cisc(複雜指令指令集),所以有很多條指令,並且各條指令執行的時間也可能不一樣(有一樣的哦),但是它們執行的時間必須是機器週期的整數倍,這就是機器週期的意義所在。8051系列微控制器又在這個基礎上進行細分,將乙個機器週期劃分為6個狀態週期,也就是s1-s6,每個狀態週期又由兩個節拍組成,p1和p2,而p1=p2=時鐘週期。這也就是經常說的8051系列微控制器的的時鐘頻率是晶振頻率的12分頻,或者是1/12,就是這個意思。現在(截至2012)新的微控制器已經能做到不分頻了,就是機器週期=時鐘週期。

指令週期:指令週期執行某一條指令所消耗的時間,它等於機器週期的整數倍。傳統的80c51微控制器的指令週期大多數是單週期指令,也就是指令週期=機器週期,少部分是雙週期指令。現在(截至2012)新的微控制器已經能做到不分頻了,並且盡量單指令週期,就是指令週期=機器週期=時鐘週期。

來看這張8051微控制器外部資料,這裡ale和$psen$的變化頻率已經小於乙個機器週期,如果使用c語言模擬這個訊號是沒有辦法做到的一一對應的,所以只能盡量和上面的時序相同,週期延長。

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