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  • 一、时钟周期 **时钟周期**,一般也称**振荡周期**。如果晶振的输出没有经过分频或倍频就直接作为cpu的工作时钟,则时钟周期就等于晶振的振荡...对于单片机时钟周期,时钟周期单片机的基本时间单位,两振荡周...

    一、时钟周期

      时钟周期,一般也称振荡周期。如果晶振的输出没有经过分频或倍频就直接作为cpu的工作时钟,则时钟周期就等于晶振的振荡周期;如果晶振的输出经过分频或倍频后作为cpu的工作时钟,则时钟周期就就是分频或倍频后的。即,时钟周期是CPU的实际工作频率的倒数,它在这里插入代码片是计算机中最基本的、最小的时间单位。
      比如,一个8051单片机外接一个8MHz的晶振,晶振不分频也不倍频,直接用于CPU的工作,那么此8051单片机的时钟频率就位1/8(us);同样,一个STM32F10XD的单片机外接一个8MHz的晶振,晶振倍频7倍,即72MHz,然后用于CPU的工作,那么此STM32F10XD的时钟频率为1/72(us)。

    二、机器周期

      在计算机中, 为了便于管理, 通常把一条指令的执行划分为若干个阶段, 每一个阶段完成一项基本任务,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为机器周期。一般情况下,一个机器周期由若干个状态周期(时钟周期)组成
      8051系列单片机的一个机器周期由6个状态周期组成, 1个状态周期=2个时钟周期,所以8051单片机的一个机器周期=6个状态周期=12个时钟周期。

    三、指令周期

      指令周期是执行一条指令所需要的时间,即CPU从内存取出一条指令并执行这条指令的时间总和。一般由若干个机器周期组成,从取指令、分析指令到执行完所需的全部时间。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。

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  • 51单片机的各种周期

    千次阅读 2017-11-04 20:33:44
    51单片机 振荡周期 时钟周期 状态周期 机器周期 指令周期

    声明:

    以下内容均来自各个网站上的搜索  如有冒犯各位大哥大姐大仙们的地方 请立刻联系我  马上删除   纯粹为了学习 嘿嘿  还有一点是为了装个X

    因为最近在学80c51单片机  虽然以前学过一点 但是理论知识还是很不扎实 这次学的时候顺带扎实一下细节的理论吧 毕竟将来还想做一个人民教师呢 哈哈哈 
    说一下单片机中最基本的几个周期之间的关系 以及对他们的定义理解吧 


    名词:  振荡周期  时钟周期  状态周期  机器周期  指令周期

         1:先来说一下振荡周期和时钟周期 其实呢 时钟周期在51单片机里面来说 就是振荡周期但是在其他单片机里面来说不是!!!(如果单片机晶振出来的频率没有经过分频就直接作为CPU的频率  那么这时候 晶振周期=振荡周期=时钟周期) 对单片机来说  时钟周期是其基本的时间单位!ok吧  不过我在网上也看到有人说一个时钟周期等于两个振荡周期 不知道是什么鬼 我觉得这样理解就挺好的  管他对不对 哈哈哈 

    振荡周期(oscillating period)

      在衰减振荡中,两个相邻同方向峰值之间的时间称为振荡周期Tp,振荡频率2π/Tp。在相同衰减比下,振荡周期越短或振荡频率越高,则回复时间越短,因此振荡周期(频率)反映系统响应快慢的指标。


        2:状态周期   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)。即两个时钟周期=状态周期

       3:机器周期  机器周期,一般也叫CPU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(如,取指令、存储器读、存储器写等),每一阶段完成一项工作(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。 在51单片机中 一个机器周期=6状态周期=12时钟周期

        4:指令周期    指令周期是执行一条指令所需要的时间,即CPU从内存取出一条指令并执行这条指令的时间总和。一般由若干个机器周期组成,从取指令、分析指令到执行完所需的全部时间。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。

    最后 在学中断的时候   在INT0中的触发方式的时候  说CPU在每个机器周期的S5P2的时候对INT0引脚采样   这里的S5P2 是什么呢  嘿嘿 容我把百度的答案拿过来

    1、每个状态周期有P1和P2两个相,每个相占一个振荡周期,故一个机器周期为12个振荡周期.
    2、在每个时钟周期(即机器状态时间S)的前半周期,相位1(即P1信号)有效,在每个时钟周期的后半周期,相位2(即P2信号)有效。
    3、每个时钟周期(S)有两个节拍即相位P1和P2(可理解为P1:高电平,P2:低电平),CPU以两相时钟P1和P2为基本节拍指挥8051各们部件协调工作。
    PS:因此,S5P2: 第5个时钟周期的相位2(后半拍)。

     
    


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  • 单片机的系统指令周期根据不同的内核架构各有区别。 8051系列单片机采用的是同步式的顺序逻辑系统,整个系统的工作完全是依赖...状态周期:在8051单片机中把一时钟周期定义为一节拍(用P表示),二节拍定义为...

    单片机的系统指令周期根据不同的内核架构各有区别。

    8051系列单片机采用的是同步式的顺序逻辑系统,整个系统的工作完全是依赖系统内部的时脉信号。它的指令周期、机器周期等也是根据时钟脉冲信号来确定。下面说明机器周期、指令周期等的关系。

    时钟周期:又叫时钟振荡周期,指晶振振荡产生的脉冲,一个脉冲表示一个时钟周期。

    状态周期: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)。一个状态周期等于两个时钟周期。

    机器周期:一般也叫CPU周期,表示从内存读取一条指令字的最短时间,它是指令周期的最小单位。它等于单指令的周期长度。一个机器周期等于6个状态周期。

    指令周期:一条指令包括1个或多个机器周期。所有的C语言代码最后都会编译成汇编代码来执行,而执行一条汇编指令需要的机器周期就叫做指令周期。

    不用的指令的时钟周期不一样,同意8051内核,同一指令的时钟周期也不一样,由下图就可以知道,MOV指令将寄存器值放入累加器需要一个机器周期,MOV指令将直接地址中的值放入累加器需要两个周期;同一指令,8051和90系列单片机的指令周期也不同,8051系列执行单指令需要12个时钟周期,90系列执行单指令需要6个周期,他们都是需要一个机器周期,但是90系列一个机器周期只需要6个时钟周期。

     我们常用的NOP指令就是一个单指令,需要一个机器周期,8051需要晶振产生12个脉冲。

     

    8051百度百科:8051是一种8位元的单芯片微控制器,属于MCS-51单芯片的一种,由英特尔公司于1981年制造。INTEL公司将MCS51的核心技术授权给了很多其它公司,所以有很多公司在做以8051为核心的单片机,如Atmel飞利浦、深联华等公司,相继开发了功能更多、更强大的兼容产品。

     

    CORTEX-M0 M3 M4等,采用的是ARMv6-M、ARMv7-M、ARMv8-M Thumb指令集,采用的是三级流水线工艺,M3具有分支预测功能,可以预取分支目标地址的指令,使分支延迟减少到一个时钟周期。

    CORTEX-M系列的指令周期是不确定的,一方面MCU从Flash取指是有延时的,另一方面Cortex的指令集不是固定周期的,特别从M3加入分支预测后,分支指令在Cortex-M不同型号上的结果都不相同。

     

    完。

     

    转载于:https://www.cnblogs.com/leo0621/p/7892252.html

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  • 引言: 在计算机系统中,通常提及到的周期包括以下构成: 1.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。...2.机器周期:完成一基本操作

    原文链接:http://blog.csdn.net/black0591/article/details/8238628

    引言:

    在计算机系统中,通常提及到的周期包括以下构成:

    1.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。
    2.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。
    3.时钟周期:CPU的晶振的工作频率的倒数。

    一、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。具体计算就是1/fosc。也就是说如果晶振为1MHz,那么时钟周期就为1us;6MHz的话,就是1/6us。

        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)。

    二、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。 具体计算为:时钟周期 X cycles。如果单片机是12周期的话,那么机器周期就是T×12。假设晶振频率为12M,单片机为12周期的话,那么机器周期就是1us。

        例如外接24M晶振的单片机,他的一个机器周期=12/24M 秒;52系列单片机一个机器周期等于12个时钟周期。设晶振频率为12MHz时,52单片机是12T的单片机,即频率要12分频。12M经过分频变为1M,由T=1/f,即一个机器周期变为1us    

    三、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。通常,包含一个机器周期的指令成为单周期指令,比如CLR,MOV等等。包含两个机器周期的指令称为双周期指令。另外还有4周期指令,比如乘法和除法指令。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。

    四、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。

    五、总结

        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;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。

    例子1:

        22.1184MHZ的晶振,它的晶振周期、时钟周期和机器周期分别是多少?
        以51为例,晶振22.1184M,时钟周期(晶振周期)就是(1/22.1184)μs,一个机器周期包含12个时钟周期,一个机器周期就是 0.5425μs。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.

    例子2:

        1.振荡周期(时钟周期):为单片机提供时钟信号的振荡源的周期。

        2.机器周期:通常将完成一个基本操作所需的时间称为机器周期。

        3.指令周期:是指MCU执行一条指令所需要的时间。一个指令周期通常含有1~4个机器周期。
         若MCU单片机外接晶振为12MHz时具体值为:
         振荡周期(时钟周期)=1/12MHz=1/12μs=0.0833μs, 机器周期=12*1/12μs=1μs,指令周期=1~4μs
         说明:
         1.时钟周期即晶振的单位时间发出的脉冲数,12MHz=12×10的6次方,即每秒发出12000000个脉冲信号,那么发出一个脉冲的时间就是时钟周期,即1/12微秒。
         2.一个机器周期等于12个时钟周期,所以是1微秒。

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