c单片机上电复位和复位延时的时序分析
单片机复位及上电状态[最新]
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首先单片机复位也分别几种：掉电再通电，按复位按钮，程序复位，通过外部接口复位。
各芯片的复位电路大同小异，这里以51系列单片机为例，上电后，保持RST一段高电平时间，就能达到上电复位的操作目的。
常见的复位电路如下：1.掉电再通电，这里就视为冷启动吧这种情况下单片机的复位操作使单片机进入初始化状态，其中包括使程序计数器PC＝0000H，这表明程序从0000H地址单元开始执行。
单片机冷启动后，片内RAM为随机值，特殊功能寄存器复位后的状态为确定值，具体可参考相应单片机的说明书。
2.按复位按钮这种情况下单片机的复位操作也会使程序计数器PC＝0000H，程序重新从 0000H 地址执行，但是与第1种情况不同的是，片内RAM为复位前的状态值，也就是说，运行中的复位操作不改变片内RAM区中的内容。
而特殊功能寄存器复位后的状态为确定值，具体可参考相应单片机的说明书。
51单片机复位后特殊功能寄存器的初始值特殊功能寄存器初始值特殊功能寄存器初始值ACC 00H TCON 00HB 00H TMOD 00HPSW 00H TL0 00HSP 07H TH0 00HDPTR 0000H TL1 00HP0~P3 FFH TH1 00HPCON 0XXX 0000B T2CON 00HAUXR XXX0 0XX0B T2MOD XXXX XX00BAUXR1 XXXX XXX0B RCAP2L 00HIE 0X00 0000B RCAP2H 00HIP XX00 0000B TL2 00HSCON 00H TH2 00HSBUF XXXX XXXXXB WDTRST XXXX XXXXB表中部分符号的含义如下：PSW=00H：表明复位后自动选择第0组工作寄存器组为当前工作寄存器组SP=07H：表明堆栈指针指向片内RAM07H单元，堆栈的压入操作为先加后压，所以第一个被压入的数据存放在08H单元中P0～P3=FFH：表明各端口写入1，此时各端口既可作输入口，也可以作输出口AUXR=XXX0 0XX0：表明ALE引脚在CPU不访问外部存储器期间有脉冲信号输出AUXR1=XXXX XXX0：表明选择DPTR0作数据指针IE=00H：表明各中断均关闭TCON=00H：表明T0，T1 均被停止SCON=00H：表明串口处于方式0，允许发送，不允许接收PCON=00H：表明SMOD=0，波特率不加倍。
iic 复位时序
iic 复位时序
IIC 复位时序可以分为启动和停止两个阶段。
具体如下：
- 启动阶段：
- 单片机先发送该器件的7位地址码和写方向位“0”（“伪写”），发送完后释放 SDA 线并在 SCL 线上产生第9个时钟信号。
- 被选中的存储器器件在确认是自己的地址后，在 SDA 线上产生一个应答信号作为回应。
- 然后，再发一个字节的要读出器件的存储区的首地址，收到应答后，单片机要重复一次起始信号并发出器件地址和读方向位（“1”）。
- 停止阶段：
- 收到器件应答后就可以读出数据字节，每读出一个字节，单片机都要回复应答信号。
- 当最后一个字节数据读完后，单片机应返回以“非应答”（高电平），并发出终止信号以结束读出操作。
IIC 复位时序是 IIC 通信中的一个重要环节，它确保了通信的可靠性和稳定性。
在实际应用中，需要根据具体的 IIC 器件和应用场景来确定复位时序的细节。
单片机的时钟、时序及复位
四川工程职业技术学院单片机应用技术课程电子教案Copyright © 第讲58051及P89V51RD2单片机的时钟、时序和复位本讲主要内容5-1. 标准80C51的时钟电路、时间单位与时序5-2. P89V51RD2单片机的时钟电路、时间单位与时序5-3. P89V51RD2单片机的复位与复位电路时钟电路——用于产生供单片机各部分同步工作的时钟信号方法1：用石英晶体振荡器方法2：从外部输入时钟信号（80C51）80C51振荡器C1C2CYS80C51悬空外部时钟信号XTAL1XTAL2XTAL2XTAL1单片机内部的时间单位S1S2S3S4S5S6机器周期T CY分频器振荡器晶振周期时钟周期（S 状态）80C51P1P2ALE 信号单片机内部的时间单位✧振荡频率f osc = 石英晶体频率或外部输入时钟频率振荡周期= 振荡频率的倒数✧机器周期机器周期是单片机应用中衡量时间长短的最主要的单位在多数51系列单片机中：1机器周期= 12×1/ fosc✧指令周期——执行一条指令所需要的时间单位：机器周期51单片机中：单周期指令、双周期指令、四周期指令单片机内部的时间单位课堂练习：如果某单片机的振荡频率f=12MHz，则：osc振荡周期=S=mS=uS；机器周期=uS；已知乘法指令“MUL AB”是一条4周期指令，则执行这条指令需要uS；加法指令“ADD A，#01H”是单周期指令，那么1S内该单片机可以进行次加法运算。
单片机内部的时序单片机执行各种操作时，CPU都是严格按照规定的时间顺序完成相关的工作，这种时间上的先后顺序成为时序。
✧单周期指令的操作时序S1S2S3S4S5S61个机器周期P1P2ALE读操作码空读S1S2S3S4S5S61个机器周期P1P2ALE读操作码读第二字节单字节指令双字节指令单片机内部的时序✧双周期指令的操作时序S1S2S3S4S5S6第1机器周期P1P2ALE读操作码空读3次S1S2S3S4S5S6第2机器周期时钟电路✧时钟电路参数：频率范围：0～40MHz C1、C2：20～30pF80C51振荡器C1C2CYSXTAL2XTAL1P89V51RD2的两种时钟模式✧X1模式✧X2模式器件含有一个时钟加倍选项，可以加速器件的运行速度。
单片机指令的时序和延迟控制
单片机指令的时序和延迟控制单片机（Microcontroller）是一种集成了中央处理器（CPU）、存储器和各种输入输出接口等功能于一体的微型计算机系统。
在使用单片机编程时，时序和延迟控制是非常重要的概念。
本文将探讨单片机指令的时序以及如何进行延迟控制，以帮助读者更好地理解和应用单片机。
一、时序控制的重要性在单片机编程中，时序控制是指按照一定的时间顺序来执行不同的操作或指令。
单片机内部的时钟信号根据一定的频率发生变化，每个时钟周期内，单片机都会执行一条指令。
因此，了解和掌握时序控制是实现正确功能的关键。
二、时序控制的方法单片机的指令执行时间主要取决于以下两个方面的时序控制方法：1. 硬件延迟控制硬件延迟控制是通过硬件电路来实现的，常见的硬件延迟控制方法包括使用门电路、计数器、定时器等。
通过这些硬件电路，我们可以准确控制指令的执行时间，实现不同指令的时序控制。
例如，可以使用门电路来控制指令的执行次序。
当满足特定条件时，门电路才允许指令通过，否则会阻止指令的执行。
这样可以实现特定指令的延迟执行和条件判断。
2. 软件延迟控制软件延迟控制是通过软件编程的方式来实现的。
当需要延迟一段时间让某个指令执行完毕后再执行后续指令时，可以使用软件编写延迟循环。
延迟循环是通过无意义的循环次数来实现一段时间的延迟。
在延迟循环中，通过对计数器递增或递减进行循环控制，从而实现指定时间的延迟。
三、延迟控制的应用延迟控制在单片机编程中非常常见，可以应用于各种场景和需求。
1. 时序控制在某些情况下，我们需要按照特定的时序控制来保证系统的稳定性和正确性。
例如，当控制设备进行数据传输时，需要根据设备的时序要求来控制指令的执行次序。
延迟控制可以确保每个指令在正确的时间执行，避免数据传输错误或设备死锁等问题。
2. 输入输出控制延迟控制还可以用于输入输出控制。
比如，当需要与外部设备进行通信时，我们需要根据外部设备的规定时序进行数据的读写。
单片机时序电路与复位电路.
学 校： 常州高级技工学校 授课人： 朱文彬
单片机时序电路与复位电路
1.时序电路
（1）振荡信号及时钟信号的产生 1）振荡信号：51系列单片机内部都有一个高增益 的反相放大器，它的输入端为XTAL1，输出端为 XTAL2，并引出片外。在这两根引脚上，外接石英 晶体及两个电容器就构成了并联型石英晶体振荡电 路，它是一种稳定的电容三点式自激振荡器。见图 1-7。
单片机时序电路与复位电路
2）时钟信号： 晶体振荡器的振荡信号，经单片机内部电路的作 用，产生时钟信号，来指挥单片机各部件协调地 工作的。
单片机时序电路与复位电路
（2）时序定时单位 1）机器周期 机器周期是CPU执行最短指令所需要的时间，是 执行指令的最小时间单位。 一个机器周期时间等于12个振荡周期时间，所以， 机器周期T = 12/f （f是外接晶振的频率） 2）指令周期 指令周期是指执行指令所需要的时间。不同的指 令执行时所需的时间不同，但它们都是机器周期 的整数倍数。51单片机中有：1、2、3、或4机器 周期的指令。
PC
0000H
ACC
00H
PSW
00H
SP
07H
DPTR
0000H
P0－P3
0FFH
单片机时序电路与复位电路
（2）复位信号 在复位引脚RST上加高电平，持续时间大于2个机器 周期的正脉冲信号就能完成复位操作。
（3）复位电路 复位电路通常有上电自动复位和按键手动复位两种形 式。 1）上电自动复位是指，单片机系统加上电源就首先 开始自动进入复位操作。
单片机时序电路与复位电路
图1-8：复位电路
单片机时序电路与复位电路
2）按键手动复位是在程序运行出错或操作错误，系 统处于死锁状态时，需要按复位键重新启动。 复位电路原理：无论是上电自动复位还是按键手动复 位，它们都是利用电容充电来实现的。刚启动加上电， 电容两端瞬间电压为零，RST得高电平。随着充电进 程，高电平维持2个机器周期时间以上。直到充电结 束，RST因接有电阻R而成低电平，形成一个正脉冲 复位信号。
80C51单片机上电复位和复位延时的时序分析
80C51单片机上电复位和复位延时的时序分析1.上电复位时序分析：当单片机通电时，其内部电路经过一系列的过程，最终实现上电复位。
具体的时序如下：a.当电源供电稳定后，单片机内部开始运行，在此之前，通过电源上的电感元件（电源滤波电感）将电源的浪涌电流限制在一定范围内，避免对器件造成损害。
b.在电源稳定后，单片机内部的复位电路开始工作，将复位引脚（RST）拉低。
复位引脚通常由一个上拉电阻连接到电源电压，当复位引脚被拉低时，单片机内部复位逻辑电路开始工作。
c.单片机内部的复位逻辑电路通过一系列的电路操作，包括对寄存器、内存等的清零操作，实现对整个系统的复位。
同时，系统时钟和各个外设模块（如定时器、串口等）被禁止，确保整个系统进入复位状态。
d.完成复位操作后，复位引脚会逐渐恢复高电平，此时单片机开始退出复位状态，系统可以开始正常运行。
2.复位延时时序分析：在单片机复位后，必须等待一段时间，直到内部电路完全稳定，才能恢复正常运行。
此时间段被称为复位延时。
具体的时序如下：a.当复位引脚恢复高电平时，复位逻辑电路停止工作，但系统内部的各个模块以及外设模块的电路需要一定时间来稳定，此时单片机处于复位延时状态。
b.在复位延时期间，系统时钟和各个外设模块仍然被禁止，保证系统内部不会发生意外的操作。
c.复位延时的具体时间取决于单片机的工作频率，通常在给定的单片机规格书中可以找到相关的参数或公式。
复位延时可以使用一个定时器或延时循环实现，保证系统稳定后再进行正常的操作。
总结：80C51单片机的上电复位和复位延时时序分析是单片机运行的基础，关系到系统的稳定性和可靠性。
通过了解上电复位和复位延时的时序分析，可以更好地理解单片机的工作原理，并合理地设计系统硬件电路和软件逻辑，保证系统的正常运行。
80C51单片机的上电复位POR
80C51单片机的上电复位POR(Pmver On Reset)实质上就是上电延时复位，也就是在上电延时期间把单片机锁定在复位状态上。
为什么在每次单片机接通电源时，都需要加入一定的延迟时间呢?分析如下。
1 上电复位时序在单片机及其应用电路每次上电的过程中，由于电源同路中通常存在一些容量大小不等的滤波电容，使得单片机芯片在其电源引脚VCC和VSS之间所感受到的电源电压值VDD，是从低到高逐渐上升的。
该过程所持续的时间一般为1～100ms(记作 tsddrise)。
上电延时taddrise的定义是电源电压从lO％VDD上升到90％VDD所需的时间，如图1所示。
在单片机电源电压上升到适合内部振荡电路运行的范围并且稳定下来之后，时钟振荡器开始了启动过程(具体包括偏置、起振、锁定和稳定几个过程)。
该过程所持续的时间一般为1～50 ms(记作tOSC)。
起振延时tOSC的定义是时钟振荡器输出信号的高电平达到Vih1所需的时间。
从图1所示的实际测量图中也可以看得很清楚。
这里的 Vih1是单片机电气特性中的一个普通参数，代表XTALl和RST引脚上的输入逻辑高电平。
例如，对于常见的单片机型号AT89C5l和AT89S5l，厂家给出的Vih1值为0．7VDD～VDD+0．5V。
从理论上讲，单片机每次上电复位所需的最短延时应该不小于treset。
这里，treset等于上电延时taddrise与起振延时tOSC之和，如图1所示。
从实际上讲，延迟一个treset往往还不够，不能够保障单片机有--一个良好的工作开端。
在单片机每次初始加电时，首先投入工作的功能部件是复位电路。
复位电路把单片机锁定在复位状态上并且维持一个延时(记作TRST)，以便给予电源电压从上升到稳定的一个等待时间；在电源电压稳定之后，再插入一个延时，给予时钟振荡器从起振到稳定的一个等待时间；在单片机开始进入运行状态之前，还要至少推迟 2个机器周期的延时，如图2所示。
单片机的复位方式
单片机的复位方式1. 简介单片机是一种集成了计算机的核心部件的微型电子器件。
它具有处理数据、控制外部设备和执行用户程序等功能。
在单片机工作过程中，复位是一个十分重要的概念。
复位是将单片机恢复到初始状态的过程，以确保系统正常运行。
2. 复位的作用•清除寄存器和内存中的数据，将它们初始化为默认值。
•复位控制寄存器和标志位。
•启动系统时钟和计时器。
•重置各个模块的状态。
3. 单片机的复位方式单片机可以通过多种方式进行复位，下面将介绍几种常见的复位方式。
3.1. 上电复位上电复位是最常见的复位方式之一，当单片机供电时，内部电路会自动进行复位操作。
上电复位可以确保单片机在初始状态下开始工作。
3.2. 外部复位外部复位是通过外部电路对单片机进行复位。
单片机通常会提供一个复位引脚，当复位引脚接收到低电平信号时，单片机进行复位操作。
外部复位可以在需要时手动进行，比如在系统发生故障时，可以通过按下复位按钮将单片机强制复位。
3.3. 看门狗复位看门狗复位是通过看门狗定时器来实现的。
看门狗定时器是一种特殊的计时器，用于监控系统的运行状态。
如果单片机在指定时间内没有喂狗，看门狗定时器将会触发复位操作，以确保系统的稳定性和可靠性。
3.4. 软件复位软件复位是通过程序指令来实现的。
单片机通常提供了专门的指令，用于清除寄存器、初始化内存和复位系统。
可以在需要时由程序员编写代码触发软件复位。
4. 复位优先级在单片机进行复位操作时，可能会出现多个复位信号同时存在的情况。
为了确定复位的优先级，单片机通常将复位信号进行优先级编码。
具体的优先级编码方式可能因单片机型号和厂家而有所不同。
5. 复位时序在进行复位操作时，需要遵循一定的时序要求，以确保复位操作的有效性。
具体的复位时序因单片机而异，常见的复位时序包括：•复位脉冲宽度：复位信号的宽度必须大于指定的最小复位脉冲宽度。
•稳定时间：在复位信号结束后，需要等待一段时间以确保系统稳定后再进行操作。
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80C51单片机上电复位和复位延时的时序分析
80C51单片机的上电复位POR（Power On Reset）实质上就是上电延时复位，也就是在上电延时期间把单片机锁定在复位状态上.为什么在每次单片机接通电源时，都需要加入一定的延迟时间呢？分析如下.
1 上电复位时序
在单片机及其应用电路每次上电的过程中，由于电源回路中通常存在一些容量大小不等的滤波电容，使得单片机芯片在其电源引脚VCC和VSS之间所感受到的电源电压值VDD，是从低到高逐渐上升的.该过程所持续的时间一般为1～100 ms（记作taddrise）.上电延时taddrise的定义是电源电压从10% VDD上升到90% VDD所需的时间，如图1所示.
图1 上电延时taddrise和起振延时tosc实测结果
在单片机电源电压上升到适合内部振荡电路运行的范围并且稳定下来之后，时钟振荡器开始了启动过程（具体包括偏置、起振、锁定和稳定几个过程）.该过程所持续的时间一般为1～50 ms（记作tosc）.起振延时tosc的定义是时钟振荡器输出信号的高电平达到Vih1所需的时间.从图1所示的实际测量图中也可以看得很清楚.这里的Vih1是单片机电气特性中的一个普通参数，代表XTAL1和RST引脚上的输入逻辑高电平.例如，对于常见的单片机型号AT89C51和AT89S51，厂家给出的Vih1值为0.7VDD～VDD+0.5 V.
从理论上讲，单片机每次上电复位所需的最短延时应该不小于treset.这里，treset等于上电延时taddrise与起振延时tosc之和，如图1所示.从实际上讲，延迟一个treset往往还不够，不能够保障单片机有一个良好的工作开端.
在单片机每次初始加电时，首先投入工作的功能部件是复位电路.复位电路把单片机锁定在复位状态上并且维持一个延时（记作TRST），以便给予电源电压从上升到稳定的一个等待时间；在电源电压稳定之后，再插入一个延时，给予时钟振荡器从起振到稳定的一个等待时间；在单片机开始进入运行状态之前，还要至少推迟2个机器周期的延时，如图2所示.
图2 复位信号释放的时机
2 上电复位电路3款
上述一系列的延时，都是利用在单片机RST引脚上外接一个RC支路的充电时间而形成的.典型复位电路如图3（a）所示，其中的阻容值是原始手册中提供的.在经历了一系列延时之后，单片机才开始按照时钟源的工作频率，进入到正常的程序运行状态.从图2所示的实测曲线中可以同时看到4条曲线：VDD、Vrst、XTAL2和ALE.在电源电压以及振荡器输出信号稳定之后，又等待了一段较长的延时才释放RST信号，使得CPU脱离复位锁定状态；而RST信号一旦被释放，立刻在ALE引脚上就可检测到持续的脉冲信号.
图3 上电复位延时电路
由于标准80C51的复位逻辑相对简单，复位源只有RST一个（相对新型单片机来说，复位源比较单一），因此各种原因所导致的复位活动以及复位状态的进入，都要依靠在外接引脚RST上施加一定时间宽度的高电平信号来实现.
标准80C51不仅复位源比较单一，而且还没有设计内部上电复位的延时功能，因此必须借助于外接阻容支路来增加延时环节，如图3(a)所示.其实，外接电阻R还是可以省略的，理由是一些CMOS单片机芯片内部存在一个现成的下拉电阻Rrst.例如，AT89系列的Rrst 阻值约为50～200 kΩ；P89V51Rx2系列的Rrst阻值约为40～225 kΩ，如图4所示.因此，在图3(a)基础上，上电复位延时电路还可以精简为图3(b)所示的简化电路（其中电容C的容量也相应减小了）.
图4 复位引脚RST内部电路
在每次单片机断电之后，须使延时电容C上的电荷立刻放掉，以便为随后可能在很短的时间内再次加电作好准备.否则，在断电后C还没有充分放电的情况下，如果很快又加电，那么RC支路就失去了它应有的延迟功能.因此，在图3(a)的基础上添加一个放电二极管D，上电复位延时电路就变成了如图3(c)所示的改进电路.也就是说，只有RC支路的充电过程对电路是有用的，放电过程不仅无用，而且会带来潜在的危害.于是附加一个放电二极管D 来大力缩短放电持续时间，以便消除隐患.二极管D只有在单片机断电的瞬间（即VCC趋近于0 V，可以看作VCC对地短路）正向导通，平时一直处于反偏截止状态.
3 上电复位失败的2种案例分析
假如上电复位延迟时间不够或者根本没有延时过程，则单片机可能面临以下2种危险，从而导致CPU开始执行程序时没有一个良好的初始化，甚至陷入错乱状态.
①在时钟振荡器输出的时钟脉冲还没有稳定，甚至还没有起振之前，就因释放RST信号的锁定状态而放纵CPU开始执行程序.这将会导致程序计数器PC中首次抓取的地址码很可能是0000H之外的随机值，进而引导CPU陷入混乱状态.参考图5所示的实测信号曲线.
图5 在时钟未稳定前释放RST的情况
②在电源电压还没有上升到合适范围之前（自然也是时钟尚未稳定之前），就释放RST 信号的锁定状态，将会使单片机永远感受不到复位信号、经历不到复位过程、包含PC在内的各个SFR内容没有被初始化而保留了随机值，从而导致CPU从一个随机地址开始执行程序，进而也陷入混乱状态.参考图6所示的实测信号曲线.
图6 在电源和时钟均未稳定前释放RST的情况
4 外接监控器MAX810x
为了提高单片机应用系统的稳定性，以及保障单片机应用系统的可靠复位，许多世界著名的半导体公司，陆续推出了种类繁多、功能各异、封装微小的专用集成电路.本文仅以带有电源电压跌落复位和上电延迟复位功能的3脚芯片MAX810x为例，简单说明.
MAX810x（x = L、M、J、T、S或R）是美国Maxim公司研制的一组CMOS电源监控电路，能够为低功耗微控制器MCU(或μC)、微处理器MPU(或μP)或数字系统监视3~5 V 的电源电压.在电源上电、断电和跌落期间产生脉宽不低于140 ms的复位脉冲.与采用分立元件或通用芯片构成的欠压检测电路相比，将电压检测和复位延时等功能集成到一片3引脚封装的小芯片内，大大降低了系统电路的复杂性，减少了元器件的数量，显著提高了系统可靠性和精确度.应用电路如图7所示.
图7 外接带延时功能的电压检测复位电路
MAX810x系列产品提供高电平复位信号，并且还能提供6种固定的检测门限(4.63 V、4.38 V、4.00 V、3.08 V、2.93 V和2.63 V).例如，MAX810M的检测门限电压就是4.38 V，回差电压约为0.16 V.
对于MAX810，在电源上电、断电或跌落期间，只要VCC还高于1.1 V，就能保证RESET 引脚输出高电压.在VCC上升期间RESET维持高电平，直到电源电压升至复位门限以上.在超过此门限后，内部定时器大约再维持240 ms后释放RESET，使其返回低电平.无论何时只要电源电压降低到复位门限以下（即电源跌落），RESET引脚就会立刻变高.。