单片机时钟周期、机器周期、指令周期与总线周期

时钟周期.机器周期.指令周期的含义时钟周期：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250ns。

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。

8051单片机把一个时钟周期定义为一个节第 1 页拍（用P表示），二个节拍定义为一个状态周期（用S表示）。

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。

一般情况下，一个机器周期由若干个S周期（状态周期）组成。

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），二个节拍定义第 2 页为一个状态周期（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。

例如外接24M晶振的单片机，他的一个机器周期=12/24M 秒；指令周期：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，则第 3 页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。

单片机编程与实训试题题库填空题〔选择题〕1、单片机的中断源优先级此外上下是由中断优先级存放器的置位状态决定的。

同一级别中断源的优先挨次是由自然优先级挨次决定的。

2、LED数码显示按显示过程分为静态、显示和动态显示2 种。

3、半导体存储器的最重要的两个指标是存储容量和存储速度。

4、计算机的系统总线有地址总线、控制总线和数据总线。

5、P 0、P 1、P 2、P3四个均是8 位的并行口( 填“串行〞还是“并行〞) ，此中P0的功能是地址/ 数据分时复接口。

6、在串行通信中, 按照数据传送标的目的分为单工、半双工和全双工三种方式.7、中断请求信号有电平触发和边缘触发两种触发方式。

8、键盘的布局形式一般有两种：独立式键盘和矩阵式键盘。

9、单片机与普通计算机的不同之处在于其将CPU、存储器和输入/ 输出接口局部集成于一块芯片之上。

10、串行通信按信息的格式可分为同步通信和异步通信两种方式。

11、在单片机中，通常将一些中间计算成果放在累加器中。

12、计算机能直接识此外语言是机器语言。

13、采用8031单片机必需扩展程序存储器。

14、按时/ 计数器有４种工作模式，它们由TMOD存放器中的M1 M0状态决定。

15、P0口作数据线和低8 位地址线时不克不及做I/O 口。

16、对于8031单片机，其内部RAM既可位寻址又可字节寻址。

17、单片机能直接运行的程序叫目标程序。

18、单片机的复位操作是高电平〔填高电平/ 低电平〕。

19、单片机中，常用作地址锁存器的芯片是74HC373，常用作地址译码器芯片是74HC138。

20、单片机程序的入口地址是0000H，外部中断 1 的入口地址是0013H。

21、单片机的内部RAM区中，可以位寻址的地址范围是20H~2FH，特殊功能存放器中，可位寻址的地址是能被8 整除的地址80H~F0H。

22、8051 最多可以有32 个并行输入输出口，最少也可以有8 个并行口。

23、十六进制数AA转换为十进制数的成果是170，二进制数10110110转换为十六进制数的成果是B6H。

✧─数据存储器：多达1K字节真正的数据EEPROM；可达30万次擦写✧RAM：多达2K字节时钟、复位和电源管理✧ 3.0~5.5V工作电压，内核电压1.8V✧灵活的时钟控制，4个主时钟源✧–低功率晶体振荡器✧–外部时钟输入✧–用户可调整的内部16MHz RC✧–内部低功耗128kHz RC✧带有时钟监控的时钟安全保障系统电源管理：✧–低功耗模式(等待、活跃停机、停机)✧–外设的时钟可单独关闭✧永远打开的低功耗上电和掉电复位中断管理✧带有32个中断的嵌套中断控制器✧ 6个外部中断向量，最多37个外部中断定时器✧2个16位通用定时器，带有2+3个CAPCOM通道(IC、OC 或PWM)✧高级控制定时器：16位，4个CAPCOM✧通道，3个互补输出，死区插入和灵活的自动唤醒定时器✧2个看门狗定时器：窗口看门狗和独立看门狗通信接口✧带有同步时钟输出的UART ，智能卡，红外IrDA，LIN接口✧SPI接口最高到8Mbit/s✧I2C接口最高到400Kbit/s2.2 STM8S系列MCU内部结构 P222.2.1 STM8内核CPU P24PC为24位，可寻址224＝16Mb累加器(A) ,堆栈指针(SP),索引寄存器(X和Y),条件码寄存器(CC):2.2.2 STM8S封装与引脚排列2.3掌握通用I/O口GPIO初始化P31●可选择的输入模式：悬空输入（缺省状态）和带上拉输入●可选择的输出模式：推挽式输出和开漏输出PB_DDR,PB_CR1,PB_CR22.3.1 I/O引脚结构2.3.2 I/O端口数据寄存器与控制寄存器2.3.3输入模式2.3.4输出模式每一个端口都有一个输出数据寄存器 (ODR)，一个引脚输入寄存器(IDR)和一个数据方向寄存器(DDR) 总是同相关的。

控制寄存器1(CR1)和控制寄存器2(CR2)用于对输入/输出进行配置。

任何一个I/O引脚可以通过对DDR,ODR,CR1和CR2寄存器的相应位进行编程来配置。

第二章1.89C51、87C51、80C51和80C31单片机的主要区别在那里？答：相同之处是：制造工艺都为CHMOS，都有128字节片内RAM、两个定时/计数器、4个8位I/O并行口，一个串行口和5个中断源。

主要区别：① 89C51片内4K字节FLASHROM；② 87C51片内4K字节EPROM；③ 80C51片内4K字节掩膜ROM；④ 80C31片内无程序存储器。

2.MCS-51单片机引脚有多少I/O线？它们和单片机对外的地址总线和数据总线有何关系？答：4个8位I/O并行口，一个串行口；其中P0口为外接程存和数存的地址低8位和数据总线的时分复用接口；其中P2口为外接程存和数存的地址高8位总线接口；其中P1口为真正的用户口线；其中P3口有第2功能；以上4个口线在没有专用功能时，也可以做通用I/O口线用。

3.简述8031片内RAM区地址空间的分配特点。

答：MCS-51 单片机片内RAM为 256 字节, 地址范围为00H～FFH, 分为两大部分: 低 128 字节（00H～7FH）为真正的RAM区；高 128 字节（80H～FFH）为特殊功能寄存器区SFR。

在低 128 字节RAM中, 00H～1FH共 32 单元是 4 个通用工作寄存器区。

每一个区有 8 个通用寄存器R0～R7。

4. MCS-51单片机由哪几个部分组成。

答：① 一个8位CPU；② 4KB ROM or EPROM(8031无ROM)；③ 128字节RAM数据存储器；④ 21个特殊功能寄存器SFR；⑤ 4个8位并行I/O口，其中P0、P2为地址/数据线，可寻址64KB 程序存储器和64KB 数据存储器；⑥ 一个可编程全双工串行口；⑦ 具有5个中断源，两个优先级，嵌套中断结构；⑧ 两个16位定时器/计数器；⑨ 一个片内振荡器及时钟电路。

7.8.4.5.6.5. MCS-51单片机的信号各自的功能是什么？答：都是控制总线①：访问内部程序存储器的控制信号/编程电压输入端。

简答题部分1、什么叫堆栈？答：堆栈是在片内RAM中专门开辟出来的一个区域，数据的存取是以"后进先出"的结构方式处理的。

实质上，堆栈就是一个按照"后进先出"原则组织的一段内存区域。

2、进位和溢出？答：两数运算的结果若没有超出字长的表示范围，则由此产生的进位是自然进位；若两数的运算结果超出了字长的表示范围（即结果不合理），则称为溢出。

3、什么是单片机的机器周期、状态周期、振荡周期和指令周期？它们之间是什么关系？答：某条指令的执行周期由若干个机器周期（简称M周期）构成，一个机器周期包含6个状态周期（又称时钟周期，简称S周期），而一个状态周期又包含两个振荡周期（P1和P2，简称P周期）。

也就是说，指令执行周期有长有短，但一个机器周期恒等于6个状态周期或12个振荡周期，即1M=6S=12P。

4、存储器中有几个保留特殊功能的单元用做入口地址？分别作什么作用？答：MCS-51系列单片机的存储器中有6个保留特殊功能单元，其中0000H为复位入口、0003H 为外部中断0入口、000BH为T0溢出中断入口、0013H为外部中断1入口、001BH为T1溢出中断入口、0023H为串行接口中断入口。

5、MCS-51单片机的P0~P3四个I/O端口在结构上有何异同？使用时应注意的事项？答：MCS-51单片机的四个端口在结构上相同之处：P0~P3都是准双向I/O口，作输入时，必须先向相应端口的锁存器写入“1”。

不同之处；P0口的输出级与P1~P3口不相同，它无内部上拉电阻，不能提供拉电流输出，而P1~P3则带内部上拉电阻，可以提供拉电流输出。

当P0口作通用I/O口输出使用时，需外接上拉电阻才可输出高电平；但作地址/数据总线时，不需要外接上拉电阻。

P1~P3口I/O输出时，均无需外接上拉电阻。

6、MCS-51的时钟周期、机器周期、指令周期的如何分配的？当振荡频率为8MHz时，一个单片机时钟周期为多少微秒？答：MCS-51的时钟周期是最小的定时单位，也称为振荡周期或节拍。

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）。

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。

8051单片机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）。

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。

一般情况下，一个机器周期由若干个S周期（状态周期）组成。

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。

例如外接24M晶振的单片机，他的一个机器周期=12/24M 秒；指令周期：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。

总线周期：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。

MCS-51单片机的指令时序时序是用定时单位来描述的，MCS-51的时序单位有四个，它们分别是节拍、状态、机器周期和指令周期，接下来我们分别加以说明。

·节拍与状态：我们把振荡脉冲的周期定义为节拍（为方便描述，用P表示），振荡脉冲经过二分频后即得到整个单片机工作系统的时钟信号，把时钟信号的周期定义为状态（用S表示），这样一个状态就有两个节拍，前半周期相应的节拍我们定义为1(P1)，后半周期对应的节拍定义为2(P2)。

·机器周期：MCS-51有固定的机器周期，规定一个机器周期有6个状态，分别表示为S1-S6，而一个状态包含两个节拍，那么一个机器周期就有12个节拍，我们可以记着S1P1、S1P2……S6P1、S6P2，一个机器周期共包含12个振荡脉冲，即机器周期就是振荡脉冲的12分频，显然，如果使用6MHz的时钟频率，一个机器周期就是2us，而如使用12MHz的时钟频率，一个机器周期就是1us。

·指令周期：执行一条指令所需要的时间称为指令周期，MCS-51的指令有单字节、双字节和三字节的，所以它们的指令周期不尽相同，也就是说它们所需的机器周期不相同，可能包括一到四个不等的机器周期（这些内容，我们将在下面的章节中加以说明）。

·MCS-51的指令时序：MCS-51指令系统中，按它们的长度可分为单字节指令、双字节指令和三字节指令。

执行这些指令需要的时间是不同的，也就是它们所需的机器周期是不同的，有下面几种形式：·单字节指令单机器周期·单字节指令双机器周期·双字节指令单机器周期·三字节指令双机器周期·单字节指令四机器周期(如单字节的乘除法指令)下图是MCS-51系列单片机的指令时序图：上图是单周期和双周期取指及执行时序，图中的ALE脉冲是为了锁存地址的选通信号，显然，每出现一次该信号单片机即进行一次读指令操作。

从时序图中可看出，该信号是时钟频率6分频后得到，在一个机器周期中，ALE信号两次有效，第一次在S1P2和S2P1期间，第二次在S4P2和S5P1期间。

1.时钟周期:(晶振频率倒数、控制计算机节奏)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1/12us),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)。

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。

8051单片机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:（指令中单个阶段的执行周期）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。

一般情况下,一个机器周期由若干个S周期(状态周期)组成。

8051系列单片机的一个机器周期由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。

(例如外接24M晶振的单片机,他的一个机器周期=12/24M秒)3.指令周期: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。

单片机名词解释一、名词解释1.微处理器：即中央处理器CPU，它是把运算器和控制器集成在一块芯片上的器件总称。

2.单片机（单片微型计算机）：把CPU、存储器、I/O接口、振荡器电路、定时器/计数器等构成计算机的主要部件集成在一块芯片上构成一台具有一定功能的计算机，就称为单片微型计算机，简称单片机。

3.程序计数器：程序计数器PC是一个不可寻址的16位专用寄存器(不属于特殊功能寄存器)，用来存放下一条指令的地址，具有自动加1的功能。

4.数据指针：数据指针DPTR是一个16位的寄存器，可分为两个8位的寄存器DPH、DPL，常用作访问外部数据存储器的地址寄存器，也可寻址64K字节程序存储器的固定数据、表格等单元。

5.累加器：运算时的暂存寄存器，用于提供操作数和存放运算结果。

它是应用最频繁的寄存器，由于在结构上与内部总线相连，所以一般信息的传送和交换均需通过累加器A。

6.程序状态字：程序状态字PSW是一个8位寄存器，寄存当前指令执行后的状态，为下条或以后的指令执行提供状态条件。

它的重要特点是可以编程。

7.堆栈：堆栈是一组编有地址的特殊存储单元，数据遵循先进后出的存取原则。

栈顶地址用栈指针SP指示。

8.软件堆栈：通过软件唉内部RAM中定义一个区域作为堆栈（即由软件对SP设置初值），称软件堆栈。

9.振荡周期（晶振周期）：振荡电路产生的脉冲信号的周期，是最小的时序单位。

10.时钟周期：把2个振荡周期称为S状态，即时钟周期。

1个时钟周期=2个振荡周期。

11.机器周期：完成一个基本操作所需的时间称为机器周期。

1个机器周期=12个振荡周期。

12.指令周期：执行一条指令所需的全部时间称为指令周期。

MCS-51单片机的指令周期一般需要1、2、4个机器周期。

13.地址/数据分时复用总线:是指P0口用作扩展时，先输出低8位地址至地址锁存器，而后再由P0口输入指令代码，在时间上是分开的。

14.准双向并行I/O口：当用作通用I/O口，且先执行输出操作，而后要由输出变为输入操作时，必须在输入操作前再执行一次输出“1”操作（即先将口置成1），然后执行输入操作才会正确，这就是准双向的含义。

1、EA :内外程序存储器选择控制端。

输入高电平，CPU访问内部程序存储器(4K)。

PC值超过0FFFH时，将自动执行片外程序存储器的程序。

输入低电平，CPU仅访问片外程序存储器。

注意：对于8031来说此脚必须接地。

因为8031没有程序存储器2、时钟周期(振荡周期) 时钟周期是计算机中最基本的、最小的时间单位。

它定义为时钟脉冲频率的倒数。

CPU完成这每一个基本操作所需的时间定义为机器周期。

指令周期定义：执行一条指令所需的时间。

MCS-51的指令周期一般只有1—2个机器周期，只有乘、除两条指令占4个机器周期。

当用12MHz晶体作主振频率时，执行一条指令的时间，也就是一个指令周期为1us、2us及4us。

3、单片机作为微型机的一个主要分支，在结构上的最大特点就是把CPU、存储器、定时器和多种输入输出接口电路集成在一块超大规模集成电路芯片上。

4、【例5.4】用定时器T1的方式2对外部计数,要求每计满100个数,将P1.0引脚信号求反. 解:P3.5引脚输入外部信号,每发生1次负跳变计数器加1,每输入100个脉冲,计数器溢出中断,将P1.0引脚求反.ORG 0000HLJMP MAINORG 001BHCPL P1.0RETIORG 0100HMAIN: MOV TMOD,#60HMOV T L1,#9CHMOV T H1,#9CHSETB TR1SETB ET1SETB EAHERE: AJMP HERE5、例7：程序名：MAX功能：查找内部RAM中无符号数据块的最大值入口参数：R1指向数据块的首地址，数据块长度存放在工作寄存器R2中出口参数：最大值存放在累加器A中占用资源：R1,R2,A,PSWMAX: PUSH PSWCLR A ；清A作为初始最大值LP: CLR C ；清进位位SUBB A,@R1 ；最大值减去数据块中的数JNC N EXT ；小于最大值，继续MOV A,@R1 ；大于最大值，则用此值作为最大值SJMP NEXT1NEXT: ADD A,@R1 ；恢复原最大值NEXT1: INC R1 ；修改地址指针DJNZ R2,LPPOP P SWRET一、填空题（37分）1、8031单片机芯片共有 40个引脚，MCS-51系列单片机为8 位单片机。

1.按照连接部件的不同，总线可以分为片内总线、(A)和(B)。

A：通信总线 B：系统总线2.外设的编址方式通常有（A）和（B）。

A统一编址 B 独立编址3.机器字长是指(A)。

通常与CPU的寄存器的位数有关，字长越长，数的表示范围(B)，精度也越高。

机器字长也会影响计算机的运算速度。

A CPU一次能处理的数据的位数 B 越大同步通信：指由统一时钟控制的通信，控制方式简单，灵活性差，当系统中各部件工作速度差异较大时，总线工作效率明显下降。

适合于(A)的场合。

异步通信：指(B)的通信，部件间采用应答方式进行联系，控制方式较同步复杂，灵活性高，当系统中各部件工作速度差异较大时，有利于提高总线工作效率。

A：速度差别不大 B：没有统一时钟控制一片容量为32k×８的SRAM存储器芯片，地址线有条，地址范围从000016到。

15 7FFFH形成指令寻址的方式，称为指令寻址方式，有顺序寻址和A.______寻址两种，使用B.______来跟踪。

A.跳跃 B.程序计数器主存：主存储器，用于存放(A)。

CPU可以直接进行随机读写，访问速度较高。

辅存：辅助存储器，用于存放(B)，以及一些需要永久保存的信息。

A：当前正在运行的程序和数据 B：暂时不用的程序和数据Cache的命中率与程序的行为、（A）、组织方式、（B）有关。

A.Cache的容量B. 块的大小一位十进制数，用BCD码表示需A.___4___位二进制码，用ASCII码表示需B.__7____位二进制码。

寻址方式按操作数的物理位置不同，多使用A.__ RR ____型和B.__ RS ____型，前者比后者执行速度快。

计算机系统由(A)系统和软件系统构成，主机由(B)与控制器、存储器构成。

A 硬件 B 运算器PC：Program Counter，程序计数器，其功能是(A)，并可自动计数形成下一条指令地址。

A：存放当前指令或下一条指令的地址二进制数－1011的原码是(A)，补码是(B) 。

单片机时钟周期、机器周期、指令周期与总线周期时钟周期：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1/12us)，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，若采纳了1MHZ的时钟频率，则时钟周期为1us;若采纳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，它掌握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)。

明显，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。

详细计算就是1/fosc。

也就是说假如晶振为1MHz，那么时钟周期就为1us;6MHz的话，就是1/6us。

8051单片机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)。

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。

一般状况下，一个机器周期由若干个S周期(状态周期)组成。

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。

详细计算为：时钟周期Xcycles。

假如单片机是12周期的话，那么机器周期就是T×12。

假设晶振频率为12M，单片机为12周期的话，那么机器周期就是1us。

例如外接24M晶振的单片机，他的一个机器周期=12/24M秒;52系列单片机一个机器周期等于12个时钟周期。

设晶振频率为12MHz时，52单片机是12T的单片机，即频率要12分频。

指令周期机器周期状态周期振荡时钟周期(时钟周期) 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0.25us。

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。

8051单片机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）。

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。

一般情况下，一个机器周期由若干个S周期（状态周期）组成。

8051系列单片机的一个机器周期由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。

例如外接24M晶振的单片机，他的一个机器周期=12/24M 秒；指令周期：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。

总线周期：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。

51单⽚机晶振频率、时钟周期、状态周期、机器周期、指令周期和总线周期的关系⼀、晶振频率1、英⽂全称：frequency oscillate2、定义：晶体振荡器的固有频率, 不能改变。

⼆、时钟周期1、英⽂全称：Clock Cycle。

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。

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。

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————————————————————————————————————————————————————————————。

计算机组成原理课程复习要点1、总线、时钟周期、机器周期、机器字长、存储字长、存储容量、立即寻址、直接寻址、ＭＤR、MＡＲ等基本概念。

总线：连接多个部件的信息传输线，是各个部件共享的传输介质。

在某一时刻，只允许有一个部件向总线发送信息，而多个部件可以同时从总线上接收相同的消息。

分为片内总线,系统总线和通信总线。

时钟周期:也称为振荡周期，定义为时钟频率的倒数。

时钟周期是计算机中最基本的、最小的时间单位。

在一个时钟周期内，CＰU仅完成一个最基本的动作。

机器周期：完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。

一般情况下，一个机器周期由若干个S周期（状态周期)组成存储容量：存储容量是指存储器可以容纳的二进制信息量，用存储器中存储地址寄存器ＭAR的编址数与存储字位数的乘积表示。

即:存储容量 = 存储单元个数＊存储字长立即寻址：立即寻址的特点是操作数本身设在指令字内，即形式地址A不是操作数的地址,而是操作数本身，又称之为立即数。

数据是采用补码的形式存放的把“＃”号放在立即数前面,以表示该寻址方式为立即寻址。

直接寻址:在指令格式的地址字段中直接指出操作数在内存的地址ID。

在指令执行阶段对主存只访问一次。

计算机系统：由计算机硬件系统和软件系统组成的综合体。

计算机硬件：指计算机中的电子线路和物理装置。

计算机软件:计算机运行所需的程序及相关资料。

主机:是计算机硬件的主体部分,由CＰU和主存储器ＭM合成为主机。

CＰＵ：中央处理器，是计算机硬件的核心部件,由运算器和控制器组成;（早期的运算器和控制器不在同一芯片上,现在的ＣPU内除含有运算器和控制器外还集成了CACHE）。

主存:计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器，为计算机的主要工作存储器,可随机存取;由存储体、各种逻辑部件及控制电路组成。

存储单元:可存放一个机器字并具有特定存储地址的存储单位。

存储元件:存储一位二进制信息的物理元件,是存储器中最小的存储单位，又叫存储基元或存储元,不能单独存取。

《单片机原理及应用》习题答案第一章计算机基础知识1-1 微型计算机主要由哪几部分组成？各部分有何功能？答：一台微型计算机由中央处理单元（CPU）、存储器、I/O接口及I/O设备等组成，相互之间通过三组总线（Bus）：即地址总线AB、数据总线DB和控制总线CB来连接。

CPU由运算器和控制器组成，运算器能够完成各种算术运算和逻辑运算操作，控制器用于控制计算机进行各种操作。

存储器是计算机系统中的“记忆”装置，其功能是存放程序和数据。

按其功能可分为RAM和ROM。

输入/输出（I/O）接口是CPU与外部设备进行信息交换的部件。

总线是将CPU、存储器和I/O接口等相对独立的功能部件连接起来，并传送信息的公共通道。

1-3 什么叫单片机？其主要由哪几部分组成？答：单片机（Single Chip Microcomputer）是指把CPU、RAM、ROM、定时器/计数器以及I/O接口电路等主要部件集成在一块半导体芯片上的微型计算机。

1-4 在各种系列的单片机中，片内ROM的配置有几种形式？用户应根据什么原则来选用？答：单片机片内ROM的配置状态可分四种：（1）片内掩膜（Mask）ROM型单片机（如8051），适合于定型大批量应用产品的生产；（2）片内EPROM型单片机（如8751），适合于研制产品样机；（3）片内无ROM型单片机（如8031），需外接EPROM，单片机扩展灵活，适用于研制新产品；（4）EEPROM（或Flash ROM）型单片机（如89C51），内部程序存储器电可擦除，使用更方便。

1-5 写出下列各数的另两种数制的表达形式（二、十、十六进制）1-6 写出下列各数的BCD参与：59：01011001，1996：0001100110010110，4859.2：0100100001011001.0010389.41：001110001001.01000001第二章 MCS-51单片机的硬件结构2-1 8052单片机片内包含哪些主要逻辑功能部件？答：8052单片机片内包括：①8位中央处理器CPU一个②片内振荡器及时钟电路③256B数据存储器RAM。

精心整理《单片机原理及应用》习题答案第一章计算机基础知识1-1 微型计算机主要由哪几部分组成？各部分有何功能？答：一台微型计算机由中央处理单元（CPU）、存储器、I/O接口及I/O设备等组成，相互之间通过三组总线（Bus）：即地址总线AB、数据总线DB和控制总线CB来连接。

CPU由运算器和控制器组成，运算器能够完成各种算术运算和逻辑运算操作，控制器用于控制和ROM。

I/O1-6 写出下列各数的BCD参与：59：01011001，1996：0001100110010110，4859.2：0100100001011001.0010389.41：001110001001.01000001第二章 MCS-51单片机的硬件结构2-1 8052单片机片内包含哪些主要逻辑功能部件？答：8052单片机片内包括：①8位中央处理器CPU一个②片内振荡器及时钟电路③256B数据存储器RAM。

④8KB片内程序存储空间ROM⑤21个特殊功能寄存器SFR⑥4个8位并行I/O端口（32条线）⑦1个可编程全双工串行口⑧可寻址64KB的外部程序存储空间和外部数据存储空间⑨3个16位的定时器/计数器⑩6个中断源、2个优先级嵌套中断结构2-2 8052答：⑴8052的存储器分为6个编址空间：①片内ROM的容量为8KB，其地址为②可扩展片外ROM的容量为64KB，其地址为片内RAM的容量为256B，其地址为00H~FFH RAM低区，④另128B为片内RAM高区，其地址空间为⑤可扩展片外RAM的容量为64KB，其地址为⑥特殊功能寄存器SFR的空间为128B26BCPU第31脚EA接高电平时， CPU将从片内程序存储器0000H1FFFH时，会自动转向片外程ROM的0000H单元开始执行。

CPU，低区128B地址空间00H~7FH中地址为00H~1FH 这32表示，通过工作寄存器指令进行访问。

片内RAM 中的16个单元共128位中的每一位又可单独00H`7FH；对片内高区128B寻址只能用CPU通过指令MOVX访问片外数据存储器。

单片机：时钟周期，机器周期，指令周期
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)。

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。

具体计算就是1/fosc。

也就是说如果晶振为1MHz，那幺时钟周期就为1us;6MHz的话，就是1/6us。

 8051单片机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)。

 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。

硬件基础名词解释流水线技术:将功能部件分离、执行时间重叠的一种技术，它可以在增加尽可能少的硬件设备情况下有效地提高CPU性能。

超流水线技术:把流水段进一步细分，使各段的功能部件在每个时钟周期内被使用多次，这样，在一个时钟周期内多条指令流入流水线，即在一个基本时钟周期内分时发射多条指令。

超标量:超标量处理器是指在处理器中安排多个指令执行部件，多条指令可以被同时启动和独立执行。

多核技术:在一个处理器封装中包含多个处理器核心。

超长指令字: VLIW中编译器经过优化策略，将多条能并行执行的指令合并成一条具有多个操作码的超长指令。

微程序：完成指定任务的微指令序列称为微程序。

微程序存储器：存放计算机指令系统所对应的所有微程序的一个专门存储器。

通道程序：通道控制器和I/O处理器可以独立地执行一系列的I/O操作，I/O操作序列被称为I/O通道程序。

指令系统：一台计算机能执行的机器指令全体称为该机的指令系统。

堆栈：堆栈是一种按特定顺序访问的存储区；其特点是后进先出(LIFO)或先进后出(FILO)。

输入输出系统：通常把I/O设备及其接口线路、控制部件、通道或I/O处理器以及I/O软件统称为输入输出系统。

接口：接口是CPU与“外部世界”的连接电路，负责“中转”各种信息。

中断：由于内部/外部事件或由程序的预先安排引起CPU暂停现行程序，转而处理随机到来的事件，待处理完后再回到被暂停的程序继续执行，这个过程就是中断。

中断系统：是计算机实现中断功能的软、硬件的总称。

中断向量：把中断服务程序的首址PC和初始PSW称为中断向量。

数据通路：数据在功能部件之间传送的路径称为数据通路。

寻址方式：指定当前指令的操作数地址以及下条指令地址的方法称为寻址方式。

有效地址：数据实际存在的存储器地址。

波特率：单位时间内传送的二进制数据的位数，以位/秒（b/s）表示，也称为数据位率。

它是衡量串行通信速率的重要指标。

指令助记符：为了便于书写和阅读程序，每条指令通常用3个或4个英文缩写字母来表示。