单片机指令周期

⑴ 单片机的指令周期与时钟频率

时钟频率的1/12就是指令周期的倒数。
比如89c51单片机的指令周期是1微秒，时钟周期就是1/12微秒，其时钟频率是12MHz。

⑵ 什么是单片机的机器周期、震荡周期和指令周期他们之间是什么关系

机器周期

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。

振荡周期

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。

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。

三者的关系:振荡周期是最小单位,机器周期需要1个或多个振荡周期,指令周期需要1个或多个机器周期;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。

(2)单片机指令周期扩展阅读

单片机（Microcontrollers）是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。

从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的300M的高速单片机。

发展历史

单片机（Microcontrollers）诞生于1971年，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段，早期的SCM单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8051，此后在8051上发展出了MCS51系列MCU系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。

随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。

90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大提高。随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。

而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高了数百倍。高端的32位Soc单片机主频已经超过300MHz，性能直追90年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至1美元，最高端的型号也只有10美元。

当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的Windows和Linux操作系统。

⑶ 单片机的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 这个是对的还是错的啊！

指令周期是执行一条指令所需要的时间
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,同理还有多周期指令。

该问题的关键在于"一般"的含义是什么 比例占多少
"若干个"的范围是 >0?? >1??

⑷ 单片机C语言中执行一次： i=1; while(i--); 需要几个指令周期啊

需要几个指令周期与i的数据类型有关;
参考如下：
int型2字节
9: while(i--);
C:0x000F EF MOV A,R7 1个指令周期
C:0x0010 1F DEC R7 1个指令周期
C:0x0011 8E83 MOV DPH(0x83),R6 2个指令周期
C:0x0013 7001 JNZ C:0016 2个指令周期
C:0x0015 1E DEC R6 1个指令周期
C:0x0016 4583 ORL A,DPH(0x83) 1个指令周期
C:0x0018 70F5 JNZ C:000F 2个指令周期
9*（r7+1）+（256*9+1）*r6+1个指令周期
char型1字节
12: while(a--);
C:0x0027 AF05 MOV R7,0x05 2个指令周期
C:0x0029 1D DEC R5 1个指令周期
C:0x002A EF MOV A,R7 1个指令周期
C:0x002B 70FA JNZ C:0027 2个指令周期
6*(r5+1)个指令周期
此应用每个指令周期1us。（1e-6s）
已上是keil C 4的编译器的结果。

⑸ 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

单片机的机器周期=12秒/晶振频率，时钟周期=振荡周期，等于单片机晶振频率的倒数，如常见的外接12M晶振，那它的时钟周期=1/12M。

时钟周期以时间动作重复的最小周期来度量，度量单位采用时间单位。在单个时钟周期内（现代非嵌入式微处理器的这个时间一般都短于1纳秒），逻辑零状态与逻辑一状态来回切换。由于发热和电气规格的限制，周期里逻辑零状态的持续时间历来要长于逻辑一状态。

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。

(5)单片机指令周期扩展阅读

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。

但是，由于不同的计算机硬件电路和器件的不完全相同，所以其所需要的时钟周频率范围也不一定相同。我们学习的 8051单片机的时钟范围是1.2MHz-12MHz。

一个机器周期包含六个状态周期（用S表示）。一个状态周期有两个节拍（用P1、P2表示）。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。也就是说一个机器周期=6个状态周期=12个振荡周期（即时钟周期）。

⑹ 单片机指令如何确定周期

在单片机的指令资料中都是可以查到的！厂家肯定都是有详细介绍的，没有它怎么编程呀！？当然它上面给的是指令周期数你还要乘以时钟周期。而时钟周期是由时钟振荡频率决定的。简言之就是先由单片机的时钟频率的倒数得到时钟时间，然后再乘以每个指令的周期数得到该条指令的周期。

⑺ 51单片机的指令周期是怎么计算的

指令周期是不确定的，因为她和该条指令所包含的机器周期有关。一个指令周期=1个（或2个或3个或4个）机器周期，像乘法或除法就含有4个机器周期，单指令就只含有1个机器周期。
对于大多说的51单片机来说，1个机器周期=12个时钟周期（或振荡周期）

也有部分单片机时钟周期和振荡周期不相等，例如，1个时钟周期=2个振荡周期。

⑻ “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。

⑼ 单片机的振荡频率是12mhz,则一个机器周期是多少us,指令周期是一个固定值吗

C51单片机，振荡频率 Fs 是12mhz，则一个机器周期是1us；
指令周期有长有短，最短为一个机器周期；

⑽ 单片机中时钟周期，机器周期和指令周期的区别

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；
指令周期：指令周期执行某一条指令所消耗的时间。比如51的单周期指令、双周期指令和四周期指令。