一、晶振頻率
1、英文全稱:frequency oscillate
2、定義:晶體振蕩器的固有頻率, 不能改變。
晶振周期:晶振的振蕩周期就是時鐘周期,比如12M晶振時鐘周期是 1/12M; 機(jī)器周期是單片機(jī)執(zhí)行指令所消耗的最小時間單位。比如51是12分頻,51的1個機(jī)器周期劃分為6個狀態(tài)周期、12個節(jié)拍;12M晶振機(jī)器周期是 1/12M*12=1S;
二、時鐘周期
1、英文全稱:Clock Cycle。也稱為振蕩周期, 定義為時鐘脈沖的倒數(shù) (可以這樣來理解, 時鐘周期就是單 片機(jī)外接晶振的倒數(shù), 例如 12M 的晶振, 它的時間周期就是 1/12 us) , 是計算機(jī)中最基本的、 最小的時間單位。
2、時鐘周期是計算機(jī)中最基本的、最小的時間單位。在一個時鐘周期內(nèi),CPU僅完成一個最基本的動作。
3、時鐘周期 = 晶振周期 = 振蕩周期Tosc = 晶振頻率(振蕩頻率fosc)的倒數(shù)。
4、若晶振周期為12MHz,則時鐘周期 = 1/12us。每秒發(fā)出12000000個脈沖信號,那么發(fā)出一個脈沖的時間就是時鐘周期,即1/12微妙。
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三、狀態(tài)周期
振蕩器脈沖信號經(jīng)過時鐘電路二分頻之后產(chǎn)生的單片機(jī)時鐘信號的周期(用S表示)稱為狀態(tài)周期。故一個狀態(tài)周期S包含2個節(jié)拍,前一時鐘周期稱為P1節(jié)拍,后一時鐘周期稱為P2節(jié)拍。
四、機(jī)器周期
1、定義:CPU完成一項(xiàng)基本操作(取指令、存儲器讀寫等)所消耗的最短時間。單片機(jī)完成一次完整的具有一定功能的動作所需的時間周期。如一次完整的讀操作或?qū)懖僮鲗?yīng)的時間。一個機(jī)器周期=6個狀態(tài)周期。【指令周期】: 執(zhí)行完某條指令所需要的時間周期,一般需要1~4個機(jī)器周期,如MUL AB指令是四機(jī)器周期指令。一個指令周期=1~4個機(jī)器周期。
2、一般由12個時鐘周期或者6個狀態(tài)周期組成。
3、計算:機(jī)器人周期 = 12 / 晶振頻率。
4、存在的原因:1個時鐘周期無法干完一件事,而12個時鐘周期能夠完成基本的操作。
五、指令周期
取出并執(zhí)行一條指令的時間。指令周期是不確定的,因?yàn)樗驮摋l指令所包含的機(jī)器周期有關(guān)。一個指令周期=1個(或2個或3個或4個)機(jī)器周期,像乘法或除法就含有4個機(jī)器周期,單指令就只含有1個機(jī)器周期。
六、總線周期
訪問1次存儲器和I/O端口操作所需要的時間。
七、小結(jié)
所需時間:時鐘周期 < 狀態(tài)周期 < 機(jī)器周期 < 指令周期 < 總線周期
關(guān)系:時鐘周期,是晶振頻率的倒數(shù)。 狀態(tài)周期,是時鐘周期的二倍。 機(jī)器周期,是時鐘周期的 12 倍。 如:晶振頻率是 12MHz, 時鐘周期就是,(1/12)us。 狀態(tài)周期就是,(2/12)us。 機(jī)器周期就是,(12/12)=1us。