1.振荡电路
80C51芯片中的高增益反相放大器,其输入端为引脚XTAL1,输出端为引脚XTAL2。通过这两个引脚在芯片外并联石英晶体振荡器和两只电容器(电容C1和C2一般取30pF)。石英晶体为感性元件,与电容构成振荡回路,为片内放大器提供正反馈和振荡所需的相移条件,从而构成一个稳定的自激振荡器,如图2-11所示。
除使用石英晶体振荡器外,若对时钟频率要求不高,还可以用电感或陶瓷振荡器,但使用陶瓷振荡器时要把电容的容量稍微提高一些。
图2-11 80C51单片机自激振荡电路
2.分频电路
振荡电路产生的振荡信号并不直接为单片机所用,而要进行分频,经分频后才能得到单片机各种相关的时钟信号,如图2-12所示。
图2-12 80C51单片机的时钟电路框图(www.xing528.com)
系,否则会造成概念上的错误),在二分频的基础上再进行三分频产生ALE信号,在二分频的基础上再进行六分频得到机器周期信号。
3.晶振频率
晶振频率是指晶体振荡器的振荡频率,也就是振荡电路的脉冲频率,所以也称振荡频率。80C51的晶振频率范围一般为1.2~33MHz。随着技术的发展,单片机的晶振频率还在逐步提高,如现在一些高速芯片的晶振频率已达40MHz。晶振频率是单片机的一项重要性能指标。因为单片机的时钟信号是通过振荡信号分频得到的,所以晶振频率直接影响着时钟信号频率。晶振频率高,系统的时钟频率就高,单片机运行速度也就快。晶振频率不但影响速度,而且对单片机的工作电流也有一定的影响,所以在选择晶振频率时,要兼顾速度、功耗和线路工艺。
4.从外部引入脉冲信号驱动时钟电路
图2-13 外部脉冲源接法
高频振荡信号除了由振荡电路产生外,还可以从外部脉冲源直接引入。直接引入外部脉冲信号的情况多发生在由多片单片机组成的系统中,因为统一从一个外部脉冲源引入脉冲信号,可以保证各单片机之间时钟信号的同步。对于80C51芯片,外部脉冲信号经XTAL1引脚注入,但同时要把XTAL2引脚悬空,其连接电路如图2-13所示。
实际使用时,引入的脉冲信号应为高低电平持续时间大于20ns的矩形波,且脉冲频率应低于12MHz。注意,尽管80C51与8051兼容,但当使用外部脉冲信号驱动芯片的时钟电路时,应注意它们之间的差别。80C51的外部脉冲信号经XTAL1引脚接入,而8051则是经XTAL2引脚接入。两种芯片之所以有如此差别,是芯片内部的原因,80C51的时钟电路是由XTAL1引脚信号驱动的,而8051则是由XTAL2引脚信号驱动的。
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