51单片机总线时序

51单片机软件模拟I2C时序，进行掉电保护数据在数码管上按顺序显示数据0—f(十六进制)模拟断电-切断单片机电源复位后接着断电前数据显示#include<reg51.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit sda=P2^0;sbit scl=P2^1;uchar code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39 ,0x5e,0x79,0x71} ;uchar num,sec,panju;//由定时器进行计数，计时,以数组的形式显示于数码管每隔1S读一次AT24C16中的数据//-------------------------------定时器0进行精确的计时，由AT24C16进行掉电保护----------------------------------//void delay(){;;}void init_timer0()//定时器初始化{TMOD=0X01;//工作方式1，GATE=0，C/~T=0,M0=0,M1=1;TH0=15536/256;//求模TL0=15536%256;//求余装入初值EA=1;ET0=1;//中断允许寄存器TR0=1;//TCON寄存器}//------------------------------------------------------------------------------------------------------------//void init_AT()//EEPROM器件初始化释放总线{scl=0;delay();//微秒延时sda=1;delay();scl=1;delay();}//----------------------------------------------------------------------------------------------------------//void start() //起始信号{scl=0;delay();sda=1;delay();scl=1;delay();sda=0;delay();sda=1;//释放数据总线//--------------------------------------------------------------------------------------------------------//void write_byte(uchar date)//字节写{uchar s,temp;//局部变量temp=date;//由高位一位一位的写入for(s=0;s<8;s++){temp=temp<<1;//左移溢出到PSW寄存器CY位scl=0;//允许sda进行的变化delay();sda=CY;//进行一位一位的送入数据总线delay();scl=1;//符合读走数据总线上数据的要求delay();//稳定一段时间}scl=0;//允许sda变化，以便于接受应答信号delay();sda=1;//释放数据总线,准备接收应答信号delay();}//--------------------------------------------------------------------------------------------------------//void response()//应答,可以看书page181，由接收设备发出的第九位数据，要经由sda传输给发送设备{uchar t;//局部变量scl=1;delay();while((sda==1)&&(t<250)){t++;//等待应答有一定的时间限制，sda被拉低表示有应答，由硬件控制}scl=0;delay();}//------------------------------------------------------------------------------------------------------//void stop()//停止信号，scl=1,sda形成一个正跳变{scl=0;//允许sda变化delay();sda=0;//准备形成正跳变delay();scl=1;//信号有效前提1delay();sda=1;//形成正跳变delay();//信号有效前提1}//-----------------------------------------------------------------------------------------------------//void delay1(uint z)//毫秒级延时{for(x=z;x>0;x--)for(y=10;y>0;y--);}//---------------------------------------------------------------------------------------------------------------//uchar read_byte()//带有返回值，将所读到的数据作为返回值{uchar i,d;//局部变量d=0x00;//清空存储变量的空间for(i=0;i<8;i++){scl=0;//允许变化，即允许传送数据，sda是serial dual date busdelay();scl=1;//允许读走数据delay();d=(d<<1)|sda;//将sda上数据放入存储变量d,也是8位ucharscl=0;delay();}return d;}//----------------------------------------------------------------------------------------------------------//void write_add(uchar address,uchar date) //任意位置，写任意内容{start();//起始信号write_byte(0xa0);//写入EEPROM器件地址，写入分为数据，地址数据，地址又分为器件地址和内部存储地址，例如某班级某学生座位response();//等待应答write_byte(address);//内部存储地址实际参数addressresponse();write_byte(date);//写入真正意义上的数据，由引入的实际参数dateresponse();//等待应答stop();//停止读取数据信号delay1(1);}//-------------------------------------------------------------------------------------------------------//uchar read_add(uchar address){uchar shu;start();write_byte(0xa0);//申明所读器件地址response();write_byte(address);//申明该器件中所要求读数据的位置response();start();write_byte(0xa1);response();shu=read_byte();//进行读数据操作后，非应答,budaixingcan,而是将返回值直接赋予变量stop();}//------------------------------------------------------------------------------------------------------------// void main(){P0=0X00;init_AT();sec=read_add(0X03);//将芯片中数据读出；作为基数init_timer0();//定时器初始化设置if(sec==16)sec=0;while(1){P0=table[sec];if(panju==1){panju=0;write_add(0x03,sec);}}}//---------------------------------------------------------------------------------------------------------// void timer0_break() interrupt 1{TH0=15536/256;//求模TL0=15536%256;//求余装入初值num++;if(num==20){num=0;sec++;panju=1;if(sec==16) sec=0;}}。

51单⽚机晶振频率、时钟周期、状态周期、机器周期、指令周期和总线周期的关系⼀、晶振频率1、英⽂全称：frequency oscillate2、定义：晶体振荡器的固有频率, 不能改变。

⼆、时钟周期1、英⽂全称：Clock Cycle。

2、时钟周期是计算机中最基本的、最⼩的时间单位。

在⼀个时钟周期内，CPU仅完成⼀个最基本的动作。

3、时钟周期 = 晶振周期 = 振荡周期Tosc = 晶振频率（振荡频率fosc）的倒数。

4、若晶振周期为12MHz，则时钟周期 = 1/12us。

每秒发出12000000个脉冲信号，那么发出⼀个脉冲的时间就是时钟周期，即1/12微妙。

三、状态周期振荡器脉冲信号经过时钟电路⼆分频之后产⽣的单⽚机时钟信号的周期（⽤S表⽰）称为状态周期。

故⼀个状态周期S包含2个节拍，前⼀时钟周期称为P1节拍，后⼀时钟周期称为P2节拍。

四、机器周期1、定义：CPU完成⼀项基本操作（取指令、存储器读写等）所消耗的最短时间。

2、⼀般由12个时钟周期或者6个状态周期组成。

3、计算：机器⼈周期 = 12 / 晶振频率。

4、存在的原因：1个时钟周期⽆法⼲完⼀件事，⽽12个时钟周期能够完成基本的操作。

五、指令周期取出并执⾏⼀条指令的时间。

指令周期是不确定的，因为她和该条指令所包含的机器周期有关。

⼀个指令周期=1个（或2个或3个或4个）机器周期，像乘法或除法就含有4个机器周期，单指令就只含有1个机器周期。

六、总线周期访问1次存储器和I/O端⼝操作所需要的时间。

七、⼩结所需时间：时钟周期 < 状态周期 < 机器周期 < 指令周期 < 总线周期————————————————————————————————————————————————————————————。

单片机时序图MCS51单片机的指令时序接下来我们分别对几个典型的指令时序加以说明。

·单字节单周期指令：单字节单周期指令只进行一次读指令操作，当第二个ALE信号有效时，PC并不加1，那么读出的还是原指令，属于一次无效的读操作。

·双字节单周期指令：这类指令两次的ALE信号都是有效的，只是第一个ALE信号有效时读的是操作码，第二个ALE信号有效时读的是操作数。

·单字节双周期指令：两个机器周期需进行四读指令操作，但只有一次读操作是有效的，后三次的读操作均为无效操作。

单字节双周期指令有一种特殊的情况，象MOVX这类指令，执行这类指令时，先在ROM 中读取指令，然后对外部数据存储器进行读或写操作，头一个机器周期的第一次读指令的操作码为有效，而第二次读指令操作则为无效的。

在第二个指令周期时，则访问外部数据存储器，这时，ALE信号对其操作无影响，即不会再有读指令操作动作。

上页的时序图中，我们只描述了指令的读取状态，而没有画出指令执行时序，因为每条指令都包含了具体的操作数，而操作数类型种类繁多，这里不便列出，有兴趣的读者可参阅有关书籍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。