什么是指令周期，机器周期 指令周期，和时钟周期

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-10-09 03:23 标签： 时钟周期和机器周期
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什么是单片机时钟周期 、机器周期、指令周期？
什么叫?什么叫机器周期?什么叫指令周期?时钟周期、机器周期与振荡周期之间有什么关系?
答: 时钟周期即振荡周期：为晶振的振荡周期，是最小的时序单位。状态周期：是振荡频率2分频后的时钟周期。显然，一个状态周期包含2个振荡周期。机器周期(MC)：1个机器周期由6个状态周期、即12个振荡周期组成，是量度指令执行时间的单位。指令周期：是执行一条指令所需要的时间。一个指令周期由1～4个机器周期组成。80C51单片机时钟周期、机器周期与指令周期 -解决方案-华强电子网
80C51单片机时钟周期、机器周期与指令周期 -解决方案-华强电子网
1．指令周期
CPU执行一条指令所用的时间称为指令周期。一个指令周期由1~4个机器周期组成。 2．机器周期
CPU执行一个基本操作所用时间称为机器周期，一个机器周期由6状态S1~S6组成，每个状态由2时钟脉冲组成，前一个脉冲叫相位P1，后一个脉冲叫相位P2。因此一个机器周期由12个时钟脉冲S1P1、S1P2、……、S6P1、S6P2组成，如图所示。 3．时钟脉冲周期
时钟脉冲周期T为计算机系
1．指令周期
CPU执行一条指令所用的时间称为指令周期。一个指令周期由1~4个机器周期组成。 2．机器周期
CPU执行一个基本操作所用时间称为机器周期，一个机器周期由6状态S1~S6组成，每个状态由2时钟脉冲组成，前一个脉冲叫相位P1，后一个脉冲叫相位P2。因此一个机器周期由12个时钟脉冲S1P1、S1P2、……、S6P1、S6P2组成，如图所示。 3．时钟脉冲周期
时钟脉冲周期T为计算机系统主频f的倒数，即：T =1/f。若系统主频为12MHZ，则T=1/12μs。 在80C51指令系统中，指令长度为1~3个字节。在单字节和双字节的指令中，除了乘法和除法指令为4周期以外，都是单周期或双周期的。三字节指令都是双周期的。若系统主频为12M，则单周期指令执行时间为12T=12×12－1 =1μs。双周期指令执行时间为24T=24×12－1 =2μs。 4．按字节与周期的指令分类
指令按字节与周期可分为4类：单字节单周期、双字节单周期、单字节双周期、访问外存储器指令，现用4条指令来说明4类指令的机器码字节数、机器周期数及时钟周期数。 其中，INC指令是将累加器A或DPTR内容加1，而MOVX A，@DPTR指令是将以DPTR为地址的存储单元内容送累加器A。读者只要知道指令的机器码字节数及机器周期数即可。
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历史上的今天
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blogTitle:'计算机组成原理：时钟周期、机器周期和指令周期',
blogAbstract:'时钟周期：一个时钟脉冲所需要的时间。在计算机组成原理中又叫T周期或节拍脉冲。是CPU和其他单片机的基本时间单位。它可以表示为时钟晶振频率（1秒钟的时钟脉冲数）的倒数（也就是1s/时钟脉冲数，比如1/12MHz），对CPU来说，在一个时钟周期内，CPU仅完成一个最基本的动作。时钟脉冲是计算机的基本工作脉冲，控制着计算机的工作节奏。时钟频率越高，时钟周期就越短，工作速度也就越快。时钟周期在CPU的描述里也叫节拍，即将一个机器周期划分成若干个相等的时间段，每一段仅完成一个基本操作，用一个电平信号宽度对应。举例：（个人理解）工作频率为100MHZ的芯片的时钟周期为10000ns，理解为1s(10的9次方ns)内的时钟周期个数为10的8次方，所以每个时钟周期的时间长为10的9次方ns/10的8次方个时钟周期，结果为10ns。 ',
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& & & &时钟周期也称为振荡周期，定义为时钟脉冲的倒数（时钟周期就是单片机外接晶振的倒数，例如12M的晶振，它的时钟周期就是1/12us），是计算机中的最基本的、最小的时间单位。
& & & &在一个时钟周期内，CPU仅完成一个最基本的动作。时钟脉冲是计算机的基本工作脉冲，控制着计算机的工作节奏。时钟频率越高，工作速度就越快。
& & & &8051单片机把一个时钟周期定义为一个节拍（用P表示），二个节拍定义为一个状态周期（用S表示）。
& & & &计算机中，常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段，每一个阶段完成一项工作。每一项工作称为一个基本操作，完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。8051系列单片机的一个机器周期由6个S周期（状态周期）组成。 一个S周期=2个节拍（P），所以8051单片机的一个机器周期=6个状态周期=12个时钟周期。
& & & &例如外接24M晶振的单片机，他的一个机器周期=12/24M 秒；
& & 执行一条指令所需要的时间，一般由若干个机器周期组成。指令不同，所需的机器周期也不同。
补充其他几个周期：
时钟周期：处理操作的最基本单位。(CPU的主频)&
存储周期：也就是一个访存指令周期。&
指令周期、机器周期和时钟周期之间的关系：指令周期通常用若干个机器周期表示，而机器周期时间又包含有若干个时钟周期。
& & & & &以51为例,晶振22.1184M，时钟周期(晶振周期)就是(1/22.1184)μs，一个机器周期包含12个时钟周期，一个机器周期就是0.5425μs。一个机器周期一般是一条指令花费的时间，也有些是2个机器周期的指令，DJNZ，就是双周期指令，所以指令周期为0.5425μs但不是所有机器周期都等于12个时钟周期的。
& & & & &PIC单片机的时钟经过内部分频，实际的工作频率为晶振频率的四分之一，同时指令的执行采用流水线方式，大部分的指令的执行时间是一个周期，所以在用4MHz的晶振时，指令执行的最大速度为1MIPS，即指令周期为1微秒。
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