STC基础开发 - 系统时钟 - 《STC8增强型单片机开发》

学习目标
学习内容
练习题

学习目标

了解系统时钟概念
了解时钟周期概念
了解指令周期（机器周期）概念
学习内容
时钟与周期
系统时钟
系统时钟是指计算机中用于控制各个设备协调工作的定时器。它是计算机的主频，是CPU和外设工作的基础，通常表示为以赫兹为单位的频率，如1MHz，10MHz等等。
系统时钟的时钟信号，通常以晶振的形式提供。STC8H单片机支持外部晶振和内部晶振两种时钟源，可以通过相应的配置来选择使用哪种时钟源。
时钟周期
时钟周期是系统时钟一个完整的周期所需的时间。它的倒数就是时钟频率，即每秒钟发生的时钟周期数。例如，STC8H的时钟频率为24MHz，那么每个时钟周期的时间就是1/24MHz=41.67ns。
机器周期
也叫做指令周期。指令周期是一条指令的执行时间。
早期的STC8H单片机的机器周期为12个时钟周期。现在的STC8H可以有两种配置，一个是1T，一个是12T。

12T也就是早期的配置，假设当系统时钟为24MHz时，每个机器周期的时间就是12 * 41.67ns = 500ns。
1T是芯片架构升级后的，每个机器周期的时间为 1 * 41.67ns = 41.67ns.。

NOP指令

NOP指令是一种汇编指令，表示“no operation”（不执行任何操作）。它不会改变寄存器的值，也不会修改存储器中的数据。在程序中插入NOP指令可以用于延时或调整代码的执行顺序。
在大多数处理器中，NOP指令会被翻译成一个或多个机器指令来实现其“不执行任何操作”的效果。在STC8H单片机中，NOP指令被翻译成一条长度为1个字节的指令，不做任何操作。
NOP指令在某些情况下也被用于填充一些未使用的空间，使程序的大小达到特定的大小或对齐要求。在编写汇编代码时，程序员可以在代码中插入NOP指令来占用空间，使得代码和数据能够对齐在内存中的特定地址上，以提高程序的执行效率。
我们可以理解为让程序执行时，睡1个NOP指令周期的时长。

库函数系统时钟配置

在config.h中，配置系统时钟频率。

//#define MAIN_Fosc        22118400L    //定义主时钟
//#define MAIN_Fosc        12000000L    //定义主时钟
//#define MAIN_Fosc        11059200L    //定义主时钟
//#define MAIN_Fosc         5529600L    //定义主时钟
#define MAIN_Fosc        24000000L    //定义主时钟

根据实际情况配置系统时钟。
值得注意的是，在系统时钟配置确定后，烧录时的时钟频率和此处配置的频率应该保持一致，否则会出现一些奇奇怪怪的错误。

测试不同时钟的执行周期

睡眠一个指令周期，观测高低电平变化时长。切换不同主频，体会主频不同带来了什么变化？

#include "config.h"
#include "GPIO.h"
#include "delay.h"
void GPIO_config(void) {
    GPIO_InitTypeDef    GPIO_InitStructure;        //结构定义
    GPIO_InitStructure.Pin  = GPIO_Pin_3;        //指定要初始化的IO,
    GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_PullUp;    //指定IO的输入或输出方式,GPIO_PullUp,GPIO_HighZ,GPIO_OUT_OD,GPIO_OUT_PP
    GPIO_Inilize(GPIO_P5, &GPIO_InitStructure);//初始化
}
int main() {
    GPIO_config();
    while(1) {
        P53 = 1;
        NOP1();
        P53 = 0;
        //NOP1();
    }
}