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您当前所在位置:元器猫> 晶振百科> 单片机的晶振频率和时钟周期的关系
  • 单片机的晶振频率和时钟周期的关系
  • 阅读量:2933

一、晶振频率
1、英文全称:frequency oscillate

2、定义:晶体振荡器的固有频率, 不能改变。

晶振周期:晶振的振荡周期就是时钟周期,比如12M晶振时钟周期是 1/12M; 机器周期是单片机执行指令所消耗的最小时间单位。比如51是12分频,51的1个机器周期划分为6个状态周期、12个节拍;12M晶振机器周期是 1/12M*12=1S;

二、时钟周期
1、英文全称:Clock Cycle。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。 

2、时钟周期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。

3、时钟周期 = 晶振周期 = 振荡周期Tosc  = 晶振频率(振荡频率fosc)的倒数。

4、若晶振周期为12MHz,则时钟周期 = 1/12us。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微妙。

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三、状态周期
振荡器脉冲信号经过时钟电路二分频之后产生的单片机时钟信号的周期(用S表示)称为状态周期。故一个状态周期S包含2个节拍,前一时钟周期称为P1节拍,后一时钟周期称为P2节拍。

四、机器周期
1、定义:CPU完成一项基本操作(取指令、存储器读写等)所消耗的最短时间。单片机完成一次完整的具有一定功能的动作所需的时间周期。如一次完整的读操作或写操作对应的时间。一个机器周期=6个状态周期。【指令周期】: 执行完某条指令所需要的时间周期,一般需要1~4个机器周期,如MUL AB指令是四机器周期指令。一个指令周期=1~4个机器周期。

2、一般由12个时钟周期或者6个状态周期组成。

3、计算:机器人周期 = 12 / 晶振频率。

4、存在的原因:1个时钟周期无法干完一件事,而12个时钟周期能够完成基本的操作。

五、指令周期
取出并执行一条指令的时间。指令周期是不确定的,因为她和该条指令所包含的机器周期有关。一个指令周期=1个(或2个或3个或4个)机器周期,像乘法或除法就含有4个机器周期,单指令就只含有1个机器周期。

六、总线周期
访问1次存储器和I/O端口操作所需要的时间。

七、小结
所需时间:时钟周期 < 状态周期 < 机器周期 < 指令周期 < 总线周期

关系:时钟周期,是晶振频率的倒数。 状态周期,是时钟周期的二倍。 机器周期,是时钟周期的 12 倍。 如:晶振频率是 12MHz, 时钟周期就是,(1/12)us。 状态周期就是,(2/12)us。 机器周期就是,(12/12)=1us。