什么是单片机的机械周期

① “51单片机时钟周期”、“机器周期”和“指令周期”如何定义的

1. 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 us),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。对于某种单片机,若采用了1MHZ的时钟频率,则时钟周期为1us;若采用4MHZ的时钟频率,则时钟 周期为250us。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)。显然,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。 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)。

2. 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。一般情况下,一个机器周期由若干个S周期(状态周期)组成。 8051系列单片机的一个机器周期同6个 S周期(状态周期)组成。前面已说过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),8051单片机的机器周期由6个 状态周期组成,也就是说一个机器周期=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)

3. 指令周期:

   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。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。

4. 总线周期:

   由于存贮器和I/O端口是挂接在总线上的,CPU对存贮器和I/O接口的访问,是通过总线实现的。通常把CPU通过总线对微处理器外部(存贮器或 I/O接口)进行一次访问所需时间称为一个总线周期。

总结:

1. 时钟周期是最小单位,机器周期需要1个或多个时钟周期,指令周期需要1个或多个机器周期；

2. 机器周期指的是完成一个基本操作的时间,这个基本操作有时可能包含总线读写,因而包含总线周期,但是有时可能与总线读写无关,所以,并无明确的相互包含的关系；

3. 指令周期:是CPU的关键指标,指取出并执行一条指令的时间。一般以机器周期为单位,分单指令执行周期、双指令执行周期等。现在的处理器的大部分指令(ARM、DSP)均采用单指令执行周期；

4. 机器周期:完成一个基本操作的时间单元,如取指周期、取数周期。时钟周期:CPU的晶振的工作频率的倒数。

② 什么是单片机机器周期

提起机器周期，可能很多刚刚开始学习单片机的同学都不太了解其具体含义，如果我们换一种说法来理解，即这是一个基本操作所需要的时间，是不是就好理解一些了呢？

在单片机定时器的操作过程中，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。

通常情况下，在51单片机的运行过程中，一个机器周期一般是由若干个状态周期组成。8051系列单片机的一个机器周期同6个状态周期组成。前面已说过一个时钟周期定义为一个节拍，二个节拍定义为一个状态周期，8051单片机的机器周期由6个状态周期组成，也就是说一个机器周期=6个状态周期=12个时钟周期。
参考资料来源：吴鉴鹰吧
贡献文档：网络文库《吴鉴鹰单片机项目实战精讲》
参考实例：吴鉴鹰单片机开发板

③ 什么是机器周期

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。

一般情况下，一个机器周期由若干个S周期（状态周期）组成。通常用内存中读取一个指令字的最短时间来规定CPU周期，它一般由12个时钟周期（振荡周期）组成，也是由6个状态周期组成。而振荡周期=1秒/晶振频率，因此单片机的机器周期=12秒/晶振频率 。

(3)什么是单片机的机械周期扩展阅读

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）。显然，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。

机器周期和总线周期并无明确的相互包含的关系。机器周期指的是完成一个基本操作的时间，这个基本操作有时可能包含总线读写，因而包含总线周期，但是有时可能与总线读写无关。

④ MCS-51单片机的震荡周期，时钟周期，机器周期，指令周期是如何定义的

震荡周期：没怎么听，看你后面的描述，应该是指
晶振震荡周期。就是晶振产生的正弦波的周期。
时钟周期：对于标准51单片机来讲，就是
晶振震荡周期。
机器周期：标准51单片机，采用12T模式机器周期，即
1个机器周期=12倍时钟周期。当震荡频率为12MHz时，机器周期=12/12MHz=1us=0.001ms
指令周期：就是执行某条指令需要的机器周期数量。如自增（++），自减（--）为1个机器周期，而赋值语句（=），则为2个机器周期

⑤ 什么是机器周期单片机的机器周期与晶振频率有何关系

个人理解，机器周期是单片机内部逻辑操作处理的基本节拍，它是由基于晶振的时钟频率分频而来，以51单片机为例采用的是12分频，那么对应你说的晶振频率机器周期就是近似1μS。

⑥ 什么是机器周期

机器周期是在计算机中，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。

一般情况下，一个机器周期由若干个S周期（状态周期）组成。通常用内存中读取一个指令字的最短时间来规定CPU周期，(也就是 计算机通过内部或外部总线进行一次信息传输从而完成一个或几个微操作所需要的时间）。

它一般由12个时钟周期（振荡周期）组成，也是由6个状态周期组成。而振荡周期=1秒/晶振频率，因此单片机的机器周期=12秒/晶振频率 。

(6)什么是单片机的机械周期扩展阅读：

它们之间的关系就是，指令周期由若干个机器周期组成，总线周期一般由4个时钟周期组成。

机器周期和总线周期并无明确的相互包含的关系。机器周期指的是完成一个基本操作的时间，这个基本操作有时可能包含总线读写，因而包含总线周期，但是有时可能与总线读写无关。

指令周期：是CPU的关键指标，指取出并执行一条指令的时间。一般以机器周期为单位，分单指令执行周期、双指令执行周期等。处理器的大部分指令（ARM、DSP）均采用单指令执行周期。

机器周期：完成一个基本操作的时间单元，如取指周期、取数周期。

时钟周期：CPU的晶振频率的倒数的。(fantaxy:晶振一次需要的时间)

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，是双周期指令。

周期：就是时间，完成一次任务的时间。

⑦ 单片机中的晶振周期、系统时钟周期、机器周期各是什么它们之间有何关系

晶振周期：晶振的振荡周期就是时钟周期，比如12M晶振时钟周期是1/12M；机器周期是单片机执行指令所消耗的最小时间单位。比如51是12分频，51的1个机器周期划分为6个状态周期、12个节拍；12M晶振机器周期是1/12M*12=1S；

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 us) , 是计算机中最基本的、 最小的时间单位。

机器周期：单片机完成一次完整的具有一定功能的动作所需的时间周期。如一次完整的读操作或写操作对应的时间。一个机器周期＝6个状态周期。【指令周期】： 执行完某条指令所需要的时间周期，一般需要1～4个机器周期，如MUL AB指令是四机器周期指令。一个指令周期＝1～4个机器周期。

关系：时钟周期，是晶振频率的倒数。 状态周期，是时钟周期的二倍。机器周期，是时钟周期的12 倍。 如：晶振频率是 12MHz，时钟周期就是，(1/12)us。 状态周期就是，(2/12)us。机器周期就是，(12/12)=1us。

(7)什么是单片机的机械周期扩展阅读

例如：在MCS-51单片机的时钟周期与振荡周期是相等的，12M晶振，振荡周期就是（1/12M）s，
机器周期的时序，由12个时钟周期（12T）组成，在一些增强型的51单片机中，机器周期缩短为6T，甚至1T，以提高总线访问速率。（飞利浦降为6T，STC已降为1T）

⑧ 单片机的机器周期和时钟周期分别怎么算的，还请举例说明下

你好！
以51为例（不同的MCU计算方法不同）：
外部晶振为12Mhz
，
振荡周期
=
时钟周期
=
12Mhz
机器周期为12个时钟周期，即1Mhz。
周期是时间的倒数，即一个机器周期1/1Mhz=1us
指令周期：因为51是复杂指令集，执行一条指令需要1~3个机器周期（根据指令不同而不同）
如有疑问，请追问。

⑨ 什么是单片机的机器周期，震荡周期和指令周期

(1)振荡周期：也称时钟周期，是指为单片机提供时钟信号的振荡源的周期，一般实验板上为11.0592MHZ，12MHZ和24MHZ用的也比较多。
■ （2）状态周期：每个状态周期为时钟周期的2倍，是振荡周期经二分频后得到的。
■ （3）机器周期：一个机器周期包含6个状态周期S1~S6，也就是12个时钟周期。在一个机器周期内，CPU可以完成一个独立的操作。
■ （4）指令周期：它是指CPU完成一条操作的所需的全部时间。