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单片机:时钟周期,机器周期,指令周期,总线周期

时钟周期:时钟周期也称为振荡周期,定义为时钟脉冲的倒数(可以这样来理解,时钟周期就是单片机外接晶振的倒数,例如12M的晶振,它的时间周期就是1/12

时钟周期:

时钟周期也称为振动周期,界说为时钟脉冲的倒数(能够这样来了解,时钟周期便是单片机外接晶振的倒数,例如12M的晶振,它的时刻周期便是1/12us),是核算机中最根本的、最小的时刻单位。

在一个时钟周期内,CPU仅完结一个最根本的动作。关于某种单片机,若选用了1MHZ的时钟频率,则时钟周期为1us;若选用4MHZ的时钟频率,则时钟周期为250us。因为时钟脉冲是核算机的根本作业脉冲,它操控着核算机的作业节奏(使核算机的每一步都统一到它的步骤上来)。明显,对同一种机型的核算机,时钟频率越高,核算机的作业速度就越快。详细核算便是1/fosc。也便是说假如晶振为1MHz,那么时钟周期就为1us;6MHz的话,便是1/6us。

8051单片机把一个时钟周期界说为一个节拍(用P表明),二个节拍界说为一个状况周期(用S表明)。

机器周期:

在核算机中,为了便于管理,常把一条指令的履行进程划分为若干个阶段,每一阶段完结一项作业。例如,取指令、存储器读、存储器写等,这每一项作业称为一个根本操作。完结一个根本操作所需求的时刻称为机器周期。一般情况下,一个机器周期由若干个S周期(状况周期)组成。

8051系列单片机的一个机器周期同6个S周期(状况周期)组成。前面已说过一个时钟周期界说为一个节拍(用P表明),二个节拍界说为一个状况周期(用S表明),8051单片机的机器周期由6个状况周期组成,也便是说一个机器周期=6个状况周期=12个时钟周期。详细核算为:时钟周期Xcycles。假如单片机是12周期的话,那么机器周期便是T×12。假定晶振频率为12M,单片机为12周期的话,那么机器周期便是1us。

例如外接24M晶振的单片机,他的一个机器周期=12/24M秒;52系列单片机一个机器周期等于12个时钟周期。设晶振频率为12MHz时,52单片机是12T的单片机,即频率要12分频。12M经过分频变为1M,由T=1/f,即一个机器周期变为1us

指令周期:

履行一条指令所需求的时刻,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。一般,包括一个机器周期的指令成为单周期指令,比方CLR,MOV等等。包括两个机器周期的指令称为双周期指令。别的还有4周期指令,比方乘法和除法指令。关于一些简略的的单字节指令,在取指令周期中,指令取出到指令寄存器后,当即译码履行,不再需求其它的机器周期。关于一些比较复杂的指令,例如搬运指令、乘法指令,则需求两个或许两个以上的机器周期。

总线周期:

因为存贮器和I/O端口是挂接在总线上的,CPU对存贮器和I/O接口的拜访,是经过总线完结的。一般把CPU经过总线对微处理器外部(存贮器或I/O接口)进行一次拜访所需时刻称为一个总线周期。

总结一下,时钟周期是最小单位,机器周期需求1个或多个时钟周期,指令周期需求1个或多个机器周期;机器周期指的是完结一个根本操作的时刻,这个根本操作有时或许包括总线读写,因此包括总线周期,可是有时或许与总线读写无关,所以,并无清晰的彼此包括的联系。

指令周期:是CPU的要害目标,指取出并履行一条指令的时刻。一般以机器周期为单位,分单指令履行周期、双指令履行周期等。现在的处理器的大部分指令(ARM、DSP)均选用单指令履行周期。

机器周期:完结一个根本操作的时刻单元,如取指周期、取数周期。

时钟周期:CPU的晶振的作业频率的倒数。

比如1:

22.1184MHZ的晶振,它的晶振周期、时钟周期和机器周期别离是多少?

以51为例,晶振22.1184M,时钟周期(晶振周期)便是(1/22.1184)μs,一个机器周期包括12个时钟周期,一个机器周期便是0.5425μs。一个机器周期一般是一条指令花费的时刻,也有些是2个机器周期的指令,DJNZ,是双周期指令.

比如2:

1、振动周期(时钟周期):为单片机供给时钟信号的振动源的周期。

2、机器周期:一般将完结一个根本操作所需的时刻称为机器周期。

3、指令周期:是指MCU履行一条指令所需求的时刻。一个指令周期一般含有1~4个机器周期。

若MCU单片机外接晶振为12MHz时详细值为:

振动周期(时钟周期)=1/12MHz=1/12μs=0.0833μs,机器周期=12*1/12μs=1μs,指令周期=1~4μs

阐明:

1、时钟周期即晶振的单位时刻宣布的脉冲数,12MHz=12×10的6次方,即每秒宣布12000000个脉冲信号,那么宣布一个脉冲的时刻便是时钟周期,即1/12微秒。

2、一个机器周期等于12个时钟周期,所以是1微秒。

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