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图2-8 MCS-51单片机的机器周期

对于单机器周期指令，从S₁P₂开始把指令码读到指令寄存器。如果是双字节指令，则在同一个机器周期的S₄读入第二字节。对单字节指令，在S₄仍有一次读指令码的操作，但读入的内容被忽略（不处理），并且程序计数器不加1，这种无效的读取称为假读。在下一个机器周期的S₁才真正读取此指令码。

2.3 复位电路

复位是单片机的初始化操作，如对AT89C51单片机的复位引脚RST加上大于24个时钟振荡周期的高电平就可使其正常复位。

当AT89C51单片机进行复位时，PC初始化为0000H，使AT89C51单片机从程序存储器的0000H单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化，当程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，也须按复位键让RST引脚置为高电平，使AT89C51单片机摆脱“跑飞”或“死锁”状态而重新启动。

除PC外，复位操作还对其他一些寄存器有影响，主要寄存器复位时的状态见表2-9。

表2-9 主要寄存器复位时的状态

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AT89C51单片机的复位是由外部的复位电路实现的。复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式，如图2-9所示。

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图2-9 AT89C51单片机的外部复位电路

上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电实现的。当电源接通时，电容C₁充电，RST处于高电平，且时间远超过1ms，从而确保单片机正常复位；当电容充电完毕时，RST被电阻R₁下拉到低电平，单片机开始正常运行。

需要注意的是，几乎所有单片机都需要外接复位电路，但不同厂家的产品，其复位逻辑电平可能不同，如新华龙C8051F020单片机，尽管该单片机仍然是51内核，但CPU采用低电平复位，即RST引脚接低电平时单片机复位，该引脚接高电平时为正常运行状态。

2.4 MCS-51单片机的最小系统

MCS-51单片机硬件资源较为丰富，单个芯片配合一定的外围电路就能构成一个最小系统，实现简单的应用，图2-10是MCS-51单片机的最小系统电路图。一般来说，单片机的最小系统包括电源部分（电源正、电源地）、晶振部分（11.0592MHz、12MHz、6MHz）、复位电路。将以上三个电路正确连接，单片机就能正常工作。EA有两种接法，一是接高电平，此时单片机采用内部程序存储器，不使用外部程序存储器，最小系统在启动后执行单片机内部程序存储器中的程序；另一种是接低电平，单片机采用外部程序存储器，此时就不是一个最小系统，而是单片机扩展系统了。

最小系统中主要电路构成介绍如下。

（1）电源电路。引脚V_cc（引脚40）接 5V电源，引脚GND（引脚20）接地线。为提高电路的抗干扰能力，1个瓷片电容和1个电解电容通常被接在引脚V_cc和接地线之间。

（2）程序存储器选择电路。如前所述，Atmel公司生产的8051兼容芯片具有多种容量的内部程序存储器，因此在使用中不需要再扩展外部程序存储器，这样在单片机应用电路中，引脚EA（引脚31）接高电平，单片机在复位后从内部ROM的0000H开始执行程序。

（3）时钟电路和时序。系统时钟是一切微处理器、微控制器内部电路工作的基础。AT89C51芯片的时钟频率为2～24MHz。单片机内部有1个可以构成振荡器的电路。在这个放大电路的引脚XTAL2和XTAL1接上晶体电容就可以构成单片机的时钟电路。常用时钟电路有内部时钟方式和外部振时钟方式。图2-10中的时钟电路由晶体Y₁和电容C₂与C₃组成。单片机的时钟频率取决于晶体Y₁的频率。电容C₂与C₃的取值范围为20～30pF。

（4）复位电路。对于AT89C51单片机，只要复位引脚RST保持24个时钟周期的高电平，就可以完成复位。为了保证应用系统可靠地复位，通常将复位电路中引脚RST保持10ms以上的高电平。

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