时钟周期/振荡周期:时钟周期又叫做振荡周期、节拍周期,定义为时钟晶振频率的倒数。时钟周期是计算机中最基本的、最小的时间单位。

 

指令周期:指令周期是指取出并完成一条指令所需的时间,一般由若干个机器周期组成,分为单周期指令,双周期指令和多周期指令。

 

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。

 

 

指令周期是取出并执行一条指令的时间,指令周期常常有若干个CPU周期(也叫机器bai周期),CPU周期一般由12个时钟周期组成(时钟周期通常由晶振决定)。

 

也就是说指令周期的通常大于cpu周期,指令周期的长短与执行的指令有关,有的指令需要花费更多的CPU周期。

 

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)

 

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)。

 

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。

 

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。

 

3、指令周期

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。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。
CC2530的每个指令周期是一个时钟,而标准的8051 每个指令周期是12 个时钟。

 

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。

 

从指令的执行速度看,单字节和双字节指令一般为单机器周期和双机器周期,三字节指令都是双机器周期,只有乘、除指令占用4个机器周期。

 

因此在进行编程时,在完成相同工作的情况下,选用占用机器周期少的命令会提高程序的执行速率,尤其是在编写大型程序程序的时候,其效果更加明显。