本節書摘來自異步社群《例說51單片機（c語言版）（第3版）》一書中的第1章，第1.1節，作者 張義和 , 王敏男 , 許宏昌 , 餘春長，更多章節内容可以通路雲栖社群“異步社群”公衆号檢視
例說51單片機（c語言版）（第3版）
在本單元裡将介紹8x51的複位（reset）與時序分析。
1.4.1 時序分析
時鐘脈沖是微型計算機系統的基本信号，在1-2節裡，我們曾經簡單地介紹了8x51的時鐘脈沖。不管是采用内部的振蕩電路，或由外部的時鐘脈沖産生電路提供的時鐘脈沖，這個時鐘脈沖将成為整個系統運作的根據。89c51的額定時鐘脈沖為0到24mhz，表示隻要不超過24mhz即可。而89s51的額定時鐘脈沖為0到33mhz，表示隻要不超過33mhz就不會有問題。當我們在設計電路時，是不是要使用其最高的頻率呢？當然不是這樣。若時鐘脈沖的頻率太高，可能會導緻程式複雜、使用的cpu資源增大，“延遲函數”就是最明顯的例子。
通常我們會挑選一個常用、容易買到（且便宜）的石英振蕩晶體，而且程式不必刻意修改就能相容，這裡挑選最常用的12mhz時鐘脈沖。
如圖1-21所示為12mhz時鐘脈沖的時序圖，一個機器周期由6個狀态周期（s1到s6）所構成，每個狀态周期包括兩個時鐘脈沖（即p1、p2）。對于12mhz的時鐘脈沖而言，一個脈沖的周期為1/12μs，一個機器周期包含12個時鐘脈沖，也就是1μs。
在8x51的111條指令裡，除了執行乘法與除法指令需要4個機器周期外，其餘指令都能在1個或2個機器周期執行完畢。盡管如此，有些指令的長度為1b，有些為2b，還有少數指令為3b。對于不同的指令，cpu如何讀取與執行呢？在此将結合圖1-21簡要說明。首先是位址鎖存使能引腳ale，每個機器周期送出兩個脈沖（分别是在s1及s4時），以鎖存p0輸出的位址（a0～a7），cpu将進行讀取存儲器的動作。對于不同的指令類型，其動作分别說明如下。
1個機器周期、1b的指令，如clr c指令，在s1時讀取指令，在s6時執行完畢；而在s4時讀取下條指令，但并不使用它，直到下個機器周期的s1時再重新讀取下條指令。
1個機器周期、2b的指令，如inc direct指令，在s1時讀取指令，在s4時讀取第二個byte，在s6時執行完畢。在下個機器周期的s1時讀取下條指令，以此類推。
2個機器周期、1b的指令，如ret指令，在s1時讀取指令，而在s4及下個機器周期的s1、s4時分别讀取下條指令，由于指令尚未執行完畢，是以這三個階段的指令讀取都會被放棄。直到第二個機器周期的s6，指令執行完畢後，cpu才會在第三個機器周期的s1重新讀取下條指令，才是有效的讀取。
圖1-21 時序分析圖
另外一種2個機器周期、1b的指令為存取外部存儲器資料的指令，即movx指令。同樣在第一個機器周期的s1時讀取指令，而在s4時讀取下條指令，當然也會被放棄。在s5時p0送出的a0到a7位址将被放入鎖存器，而s6到下個機器周期的s3之間，由p0進行外部存儲器的資料存取。由于進行外部存儲器的存取，第二個機器周期的s1與s4并不進行讀取指令的動作，直到第三個機器周期的s1時，才會重新讀取下條指令。
對于微型計算機系統而言，複位是一項很重要的歸零動作。而8x51的複位是将高電平加到reset引腳（第9腳）上，時間超過兩個機器周期以上，也就是2μs。一般手動按8x51系統裡的reset按鈕開關都會超過2μs，換言之，隻要按reset按鈕，就一定會使系統複位。當系統複位時，cpu内部寄存器将回歸初始狀态（如表1-6所示），程式将從0000h處開始執行。
