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51单片机指令周期机器周期时钟详解

归档日期:06-22       文本归类:指令周期      文章编辑:爱尚语录

  ,机器周期,时钟周期的说法,看似相近,但是又都不太一样,很容易混淆。还是详细分析一下。

  时钟周期:单片机外接的晶振的振荡周期就是时钟周期,时钟周期=振荡周期。比方说,80C51单片机外接了一个11.0592M的晶体振荡器,那我们就说这个单片机系统的时钟周期是1/11.0592M,这里要注意11.0592M是频率,周期是频率的倒数。

  机器周期:单片机执行指令所消耗的最小时间单位。我们都知道51单片机采用的CISC(复杂指令指令集),所以有很多条指令,并且各条指令执行的时间也可能不一样(有一样的哦),但是它们执行的时间必须是机器周期的整数倍,这就是机器周期的意义所在。8051系列单片机又在这个基础上进行细分,将一个机器周期划分为6个状态周期,也就是S1-S6,每个状态周期又由两个节拍组成,P1和P2,而P1=P2=时钟周期。这也就是经常说的8051系列单片机的的时钟频率是晶振频率的12分频,或者是1/12,就是这个意思。现在(截至2012)新的单片机已经能做到不分频了,就是机器周期=时钟周期。

  指令周期指令周期执行某一条指令所消耗的时间,它等于机器周期的整数倍。传统的80C51单片机的指令周期大多数是单周期指令,也就是指令周期=机器周期,少部分是双周期指令。现在(截至2012)新的单片机已经能做到不分频了,并且尽量单指令周期,就是指令周期=机器周期=时钟周期。

  来看这张8051单片机外部数据,这里ALE和$PSEN$的变化频率已经小于一个机器周期,如果使用C语言模拟这个信号是没有办法做到的一一对应的,所以只能尽量和上面的时序相同,周期延长。

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