1.4 MCS-51的时序分析与复位
例说51单片机（C语言版）（第3版）
在本单元里将介绍8x51的复位（RESET）与时序分析。
1.4.1 时序分析
时钟脉冲是微型计算机系统的基本信号，在1-2节里，我们曾经简单地介绍了8x51的时钟脉冲。不管是采用内部的振荡电路，或由外部的时钟脉冲产生电路提供的时钟脉冲，这个时钟脉冲将成为整个系统运行的根据。89C51的额定时钟脉冲为0到24MHz，表示只要不超过24MHz即可。而89S51的额定时钟脉冲为0到33MHz，表示只要不超过33MHz就不会有问题。当我们在设计电路时，是不是要使用其最高的频率呢？当然不是这样。若时钟脉冲的频率太高，可能会导致程序复杂、使用的CPU资源增大，“延迟函数”就是最明显的例子。
通常我们会挑选一个常用、容易买到（且便宜）的石英振荡晶体，而且程序不必刻意修改就能兼容，这里挑选最常用的12MHz时钟脉冲。
如图1-21所示为12MHz时钟脉冲的时序图，一个机器周期由6个状态周期（S1到S6）所构成，每个状态周期包括两个时钟脉冲（即P1、P2）。对于12MHz的时钟脉冲而言，一个脉冲的周期为1/12μs，一个机器周期包含12个时钟脉冲，也就是1μs。
在8x51的111条指令里，除了执行乘法与除法指令需要4个机器周期外，其余指令都能在1个或2个机器周期执行完毕。尽管如此，有些指令的长度为1B，有些为2B，还有少数指令为3B。对于不同的指令，CPU如何读取与执行呢？在此将结合图1-21简要说明。首先是地址锁存使能引脚ALE，每个机器周期送出两个脉冲（分别是在S1及S4时），以锁存P0输出的地址（A0～A7），CPU将进行读取存储器的动作。对于不同的指令类型，其动作分别说明如下。
1个机器周期、1B的指令，如CLR C指令，在S1时读取指令，在S6时执行完毕；而在S4时读取下条指令，但并不使用它，直到下个机器周期的S1时再重新读取下条指令。
1个机器周期、2B的指令，如INC direct指令，在S1时读取指令，在S4时读取第二个byte，在S6时执行完毕。在下个机器周期的S1时读取下条指令，以此类推。
2个机器周期、1B的指令，如RET指令，在S1时读取指令，而在S4及下个机器周期的S1、S4时分别读取下条指令，由于指令尚未执行完毕，所以这三个阶段的指令读取都会被放弃。直到第二个机器周期的S6，指令执行完毕后，CPU才会在第三个机器周期的S1重新读取下条指令，才是有效的读取。
图1-21 时序分析图
另外一种2个机器周期、1B的指令为存取外部存储器数据的指令，即MOVX指令。同样在第一个机器周期的S1时读取指令，而在S4时读取下条指令，当然也会被放弃。在S5时P0送出的A0到A7地址将被放入锁存器，而S6到下个机器周期的S3之间，由P0进行外部存储器的数据存取。由于进行外部存储器的存取，第二个机器周期的S1与S4并不进行读取指令的动作，直到第三个机器周期的S1时，才会重新读取下条指令。
1.4.2 复位
对于微型计算机系统而言，复位是一项很重要的归零动作。而8x51的复位是将高电平加到RESET引脚（第9脚）上，时间超过两个机器周期以上，也就是2μs。一般手动按8x51系统里的RESET按钮开关都会超过2μs，换言之，只要按RESET按钮，就一定会使系统复位。当系统复位时，CPU内部寄存器将回归初始状态（如表1-6所示），程序将从0000H处开始执行。