32位单片机机器周期

1. 如何判断单片机的机器周期

T机器
=
T晶振/分频系数
T晶振相信不用我说了，就是你用的多大的晶振
分频系数因不同的单片机而不同，普通的8051，像AT89S5X系列的，分频系数是固定的12；
STC的单片机，如STC89S5X系列的，分频系数有两种，可能是6，可能是12，这在你下载程序的时候，用STC官方的下载软件选择；STC12系列，STC15系列的，分频系数有三种，可能是1，可能是6，也可能是12；
中颖的分频系数只是1；
其他的51单片机楼主就要自己看手册了。
其他的非51内核的单片机，分频系统全是1；
也就是说，分频系统越小，单片机越快；
当分频系数为1时，机器周期就等于晶振周期，机器周期
=
晶振频率的倒数。

2. 单片机的机器周期

以 8051 为例： 对于单片机的CPU 来说，就是取指令，指令译码，执行 这3个步骤，任何一条指令都有这三个步骤！存储器读，写其实也属于执行的。
不同指令是需要话费不同时间的，如乘法需要4个机器周期。访问累加器则只需要1个机器周期。多看书吧。一个机器周期为12个时钟周期，对于PIC单片机为 4个时钟周期。

3. 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

4. 单片机中机器周期和指令周期是什么回事，有什么关系吗

机器周期是震荡周期，由晶振或者内部RC给出，每个频率周期就是一个机器周期，指令周期是包含机器周期，指令周期可坦纳能有单指令周期和多指令周期，单指令周期是指一没信正条指令占用一枯悔个机器周期，多指令周期是指执行一条指令，需要多个机器周期

速度再提高也是加快运行速度，机器周期变快了，但是指令周期还是不变的，

5. 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；

6. 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。

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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）。

7. 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。

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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。

8. 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。

(8)32位单片机机器周期扩展阅读

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）

9. 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。

10. stm32 执行一条机器语言的指令周期是多久

时钟每跳1兆次，可以执行1.25兆条指令。指令周期=时钟周期*1.25，时钟周期是1/72mhz，故指令周期是（1.25/72mhz）约是0.0174us。

stm32 属于ARM CortexM3，多数指令是单周期的。

cortex-m3是三级流水线，同时执行3条指令，指令周期不定，分支指令也可能清空流水线，导致预先执行的指令失效。

ARM官方的数字是1.25MIPS/MHz，我的理解就是每个周期平均执行1.25条指令。

扩展简隐乎资料：

计算机之所以能自动地工作，是因为CPU能从存放程序的内存里取出一条指令拦悉并执行这条指令；紧接着又是取指令，执行指令，如此周而复始，构成了一个封闭的循环。除非遇到停机指令，否则这个循环将一直继续下去。

指令周期 :CPU从内存取出一条指令并执行这条指令的时间总和。

CPU周期 :又携橘称机器周期，CPU访问一次内存所花的时间较长，因此用从内存读取一条指令字的最短时间来定义。

时钟周期: 通常称为节拍脉冲或T周期。一个CPU周期包含若干个时钟周期。