单片机的工作时序

时钟电路用于产生单片机工作所需要的时钟信号，控制单片机按照一定的节拍运行，时序规定了指令执行过程中各控制信号之间的相互关系。在时钟信号的控制作用下，单片机就是一个复杂的同步时序电路，严格地按照规定的时序进行工作。
AT89S52的时钟有两种方式，一种是片内时钟振荡方式，需在18和19脚外接石英晶体（2-12MHz）和振荡电容，振荡电容的值一般取10p-30p。另外一种是外部时钟方式，即将XTAL2悬空，外部时钟信号从XTAL1脚输入。
一、机器周期和指令周期
振荡周期指为单片机提供定时信号的振荡源的周期，即晶体振荡器直接产生的振荡信号，用Tosc表示。振荡脉冲的周期也叫做节拍，用Ｐ表示。
时钟周期是振荡周期的两倍，是对振荡器2分频的信号。时钟周期又称状态周期，用S来表示，一个时钟周期，分为P1和P2两个节拍。P1节拍通常完成算术逻辑操作，P2节拍通常完成内部寄存器间数据的传递。
在计算机中，为了便于管理，常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段，每一阶段完成一项工作。例如，取指令、存储器读、存储器写等，这每一项工作称为一个基本操作。完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。
AT89S52单片机的一个机器周期由6个S周期（状态周期）组成，即S1～S6。
指令周期是执行一条指令所需要的时间，一般由若干个机器周期组成。通常含一个机器周期的指令称为单周期指令，包含两个机器周期的指令称为双周期指令。时钟周期、机器周期、指令周期之间的关系图如图1所示。

综合以上分析，时序之间的关系如下：
振荡周期Tocs＝1/fosc；fosc为振荡频率
时钟周期S＝2Tosc；
机器周期＝12Tosc；
指令周期＝1～4个机器周期；
二、时序分析
图2给出了单片机的取指和执行指令的定时关系。在图中可看到，低8位地址的锁存信号ALE在每个机器周期中出现两次。对此时序说明如下：
（1）第一个机器周期是ROM的取指时序。从第二个机器周期开始读外部RAM；
（2）第一个机器周期的Ｓ4之后，为读外部RAM送出地址，其中包括P0的Ａ7～Ａ0，Ｐ2的Ａ15～Ａ8；
（3）在第二个机器周期中，第一个ALE信号不再出现，但读选通有效，以进行RAM 读操作，然后从P0口把读出数据送单片机；

（4）第二个机器周期的第二个ALE信号仍然出现，无取指操作。