单片机的时钟周期、机器周期和指令周期

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时钟周期

时钟周期也称为振荡周期。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。由于时钟脉冲是计算机的基本工作脉冲，它控制着计算机的工作节奏（使计算机的每一步都统一到它的步调上来）。对同一种机型的计算机，时钟频率越高，计算机的工作速度就越快。

在8051单片机中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）。

机器周期

在计算机中，为了便于管理，常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段，每一阶段完成一项工作。例如，取指令、存储器读、存储器写等，这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，也就是说1个机器周期=6个状态周期=12个时钟周期。单片机的晶振为12MHz时，机器周期为1us；晶振为6MHz时，机器周期为2us。

指令周期

指令周期是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，所需的机器周期数也不同。对于一些简单的的单字节指令，在取指令周期中，指令取出到指令寄存器后，立即译码执行，不再需要其它的机器周期。对于一些比较复杂的指令，例如转移指令、乘法指令，则需要两个或者两个以上的机器周期。

通常含一个机器周期的指令称为单周期指令，包含两个机器周期的指令称为双周期指令。