目录 |
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。
节拍与状态:把振荡脉冲的周期定义为节拍(用p表示)。振荡脉冲经过二分频后定义为状态。一个状态就包含两个节拍。
指令周期(Instruction Cycle):取出并执行一条指令的时间。
总线周期(BUS Cycle):也就是一个访存储器或I/O端口操作所用的时间。
时钟周期(Clock Cycle):又称震荡周期,是处理操作的最基本单位。(晶振频率的 倒数)
指令周期、 总线周期和 时钟周期之间的关系:一个指令周期由若干个总线周期组成,而一个总线周期时间又包含有若干个时钟周期。
一个总线周期包含一个(只有取址周期)或多个机器周期。
CPU每取出一条指令并执行这条指令,都要完成一系列的操作,这一系列操作所需要的时间通常叫做一个 指令周期。换言之 指令周期是取出一条指令并执行这条指令的时间。由于各条指令的操作功能不同,因此各种指令的 指令周期是不尽相同的。 例如一条加法指令的 指令周期同一条乘法指令的指令周期是不相同的。 指令周期常常用若干个CPU周期数来表示, CPU周期也称机器周期。指令不同,所需的机器周期数也不同。对于一些简单的单字节指令,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。
1. 微处理器是在 时钟信号CLK控制下按节拍工作的。8086/8088系统的 时钟频率为4.77MHz,每个 时钟周期约为200ns。
2.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。一个 总线周期一般包含4个 时钟周期,这4个时钟周期分别称4个状态即T1状态、T2状态、T3状态和 T4状态。
一个CPU周期时间有包含若干个时钟周期。时钟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 μs),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。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)。