本资料详细介绍了应用于51单片机上的七种常见时钟电路设计方案,包括内部振荡器使用方法及外部石英晶体与多晶硅实现技巧。
在MCS-51单片机的内部有一个高增益反相放大器,其输入端是XTAL1,输出端为XTAL2。由这个放大器构成的振荡电路与时钟电路共同构成了单片机的时钟方式。
根据硬件的不同配置,可以将单片机的时钟连接方式分为两种:内部时钟模式和外部时钟模式。
在使用内部时钟的情况下,在引脚XTAL1和XTAL2之间需要跨接石英晶体振荡器以及两个微调电容来构建振荡电路。通常情况下,C1与C2一般选择30pF的值,而晶振频率则应在1.2MHz到12MHz范围内。
对于外部时钟模式,则要求XTAL1接地,并且将外部时钟信号连接至XTAL2引脚上。对外部提供的时钟信号没有特别的要求,只要能保证一定的脉冲宽度并且其频率低于12MHz即可。
晶体振荡器产生的震荡信号经由XTAL2端口送入内部的时钟电路,在这里该振荡信号会被二分频以生成一个两相时钟信号P1和P2供单片机使用。这些时钟信号的基本周期被称为状态时间S,它是振荡周期的两倍长度。
具体来说,在每一个状态的时间段内,首先在前半部分时间内有效的是P1信号;而在后半时间段则转为由P2信号控制。这两相的时钟节拍帮助协调单片机各组件的有效工作流程。