什么是机器周期

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。

机器周期内容

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。

指令周期

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。

总线周期

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。

时钟周期

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）。