單片機(jī)執(zhí)行任何一條指令時(shí)都可以分為取指令階段和執(zhí)行指令階段。取指令階段簡(jiǎn)稱(chēng)取指階段，HEF4013BT單片機(jī)在這個(gè)階段里可以把程序計(jì)數(shù)器PC中的地址送到程序存儲(chǔ)器，并從中取出需要執(zhí)行指令的操作碼和操作數(shù)。指令執(zhí)行階段可以對(duì)指令操作碼進(jìn)行譯碼，以產(chǎn)生一系列控制信號(hào)完成指令的執(zhí)行。圖3-14給出了MCS-51指令的取指／執(zhí)行時(shí)序。

   由圖3-14可知，ALE引腳上出現(xiàn)的信號(hào)是周期性的，每個(gè)機(jī)器周期內(nèi)出現(xiàn)兩次高電平，出現(xiàn)時(shí)刻為SIP2和S4P2，持續(xù)時(shí)間為一個(gè)狀態(tài)S。ALE信號(hào)每出現(xiàn)一次，CPU就進(jìn)行一次取指操作，但由于不同指令的字節(jié)數(shù)和機(jī)器周期數(shù)不同，因此取指令操作也隨指令不同而有小的差異。

   按照指令字節(jié)數(shù)和機(jī)器周期數(shù)，MCS-51的111條指令可分為單字節(jié)單周期指令、單字節(jié)雙周期指令、單字節(jié)四周期指令、雙字節(jié)單周期指令、雙字節(jié)雙周期指令和三字節(jié)雙周期指令6類(lèi)，分別財(cái)應(yīng)于6種基本時(shí)序。為了弄清楚這些基本時(shí)序的特點(diǎn)，現(xiàn)將幾種主要時(shí)序作一簡(jiǎn)述。

   1．單字節(jié)單周期指令時(shí)序

   這類(lèi)指令的指令碼只有一個(gè)字節(jié)（如INCA指令），存放在程序存儲(chǔ)器ROM中，機(jī)器從取出指令碼到完成指令的執(zhí)行僅需一個(gè)機(jī)器周期，如圖3-14 (a)所示。

   圖3-14 (a)中，機(jī)器在ALE第一次有效(SIP2)時(shí)從ROM中讀出指令碼，把它送到指令寄存器IR，接著開(kāi)始執(zhí)行。在執(zhí)行期間，CPU -方面在ALE第二次有效(S4P2)時(shí)封鎖PC加“1”，使第二次讀操作無(wú)效；另一方面在S6P2時(shí)完成指令的執(zhí)行。

   2．雙字節(jié)單周期指令時(shí)序

   雙字節(jié)單周期指令時(shí)序如圖3-14 (b)所示，MCS-51在執(zhí)行這類(lèi)指令時(shí)需要分兩次從ROM中讀出指令碼。ALE在第一次有效時(shí)讀出指令操作碼，CPU對(duì)它譯碼后便知道是雙字節(jié)指令，故使程序計(jì)數(shù)器PC加“1”，并在ALE第二次有效時(shí)讀出指令的第二字節(jié)（也使PC加“1”一次），最后在S6P2時(shí)完成指令的執(zhí)行。

   3．單字節(jié)雙周期指令時(shí)序

   單字節(jié)雙周期指令時(shí)序如圖3-14 (c)所示。這類(lèi)指令執(zhí)行時(shí)，CPU在第一機(jī)器周期Sl期間從程序存儲(chǔ)器ROM中讀出指令操作碼，經(jīng)譯碼后便知道是單字節(jié)雙周期指令，故控制器自動(dòng)封鎖后面的連續(xù)三次讀操作，并在第二機(jī)器周期的S6P2時(shí)完成指令的執(zhí)行。