單片機機中,有時鐘周期,機器周期,指令周期,初學者往往不能弄清楚他們之間的關(guān)系,這里我就簡單介紹一下.
在說明之前我首先要明確幾個概念,既什么是周期和頻率,相信大多數(shù)人都知道他們的含義,周期就是物體循環(huán)一周的時間,頻率就是1 秒鐘內(nèi)循環(huán)的次數(shù).單片機是靠脈沖工作的,既一個脈沖單片機產(chǎn)生一個操作.下面言歸正傳.
時鐘周期:時鐘周期也稱為振蕩周期，定義為時鐘脈沖的倒數(shù)（可以這樣來理解，時鐘周期就是單片機外接晶振的倒數(shù)，例如12M的晶振，它的時間周期就是1/12 us）， 既產(chǎn)生一個脈沖的時間,是計算機中最基本的、最小的時間單位。
在一個時鐘周期內(nèi)，CPU僅完成一個最基本的動作。對于某種單片機，若采用了1MHZ的時鐘頻率，則時鐘周期為1us；若采用4MHZ的時鐘頻率，則時鐘周期為250ns。由于時鐘脈沖是計算機的基本工作脈沖，它控制著計算機的工作節(jié)奏（使計算機的每一步都統(tǒng)一到它的步調(diào)上來）。顯然，對同一種機型的計算機，時鐘頻率越高，計算機的工作速度就越快。但是，由于不同的計算機硬件電路和器件的不完全相同，所以其所需要的時鐘周頻率范圍也不一定相同。我們學習的8051單片機的時鐘范圍是1.2MHz-12MHz。
機器周期:單片機工作時，是一條一條地從RoM中取指令，然后一步一步地執(zhí)行為了便于管理，常把一條指令的執(zhí)行過程劃分為若干個階段，每一階段完成一項工作。例如，取指令、存儲器讀、存儲器寫等，這每一項工作稱為一個基本操作,完成一個基本操作所需要的時間稱為機器周期既單片機訪問一次存儲器的時間，稱之為一個機器周期，這是一個時間基準?！獋€機器周期包括12個時鐘周期。如果一個單片機選擇了12MHZ晶振，它的時鐘周期是1／12us，也是一個晶振周期。它的一個機器周期是12×(1／12)us，也就是1us。機器周期不僅對于指令執(zhí)行有著重要的意義，而且機器周期也是單片機定時器和計數(shù)器的時間基準。例如一個單片機選擇了12MHZ晶振，那么當定時器的數(shù)值加1時，實際經(jīng)過的時間就是1us，這就是單片機的定時原理。
指令周期是執(zhí)行一條指令所需要的時間，一般由若干個機器周期組成。指令不同，所需的機器周期數(shù)也不同。對于一些簡單的的單字節(jié)指令，在取指令周期中，指令取出到指令寄存器后，立即譯碼執(zhí)行，不再需要其它的機器周期。對于一些比較復雜的指令，例如轉(zhuǎn)移指令、乘法指令，則需要兩個或者兩個以上的機器周期。
通常含一個機器周期的指令稱為單周期指令，包含兩個機器周期的指令稱為雙周期指令。
簡單地說，沒有晶振，就沒有時鐘周期，沒有時鐘周期，就無法執(zhí)行程序代碼，單片機就無法工作。
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