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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。

单片机的周期

时钟周期

时钟周期也叫振荡周期或晶振周期，即晶振的单位时间发出的脉冲数，一般有外部的振晶产生，比如12MHZ=12×106，即每秒发出12000000个脉冲信号，那么发出一个脉冲的时间就是时钟周期，也就是1/12μs。通常也叫做系统时钟周期，是计算机中最基本的、最小的时间单位。

在8051单片机中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周期组成。8051系列单片机的一个机器周期由6个S周期组成。前面已说过一个时钟周期定义为一个节拍，二个节拍定义为一个状态周期，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。

在标准的51单片机中，一般情况下，一个机器周期等于12个时钟周期，也就是机器周期=12×时钟周期。如果是12MHz，那么机器周期=1μs。单片机工作时，是一条一条地从ROM中取指令，然后一步一步地执行。单片机访问一次存储器的时间，称之为一个机器周期，这是一个时间基准。

机器周期不仅对于指令执行有着重要的意义，而且机器周期也是单片机定时器和计数器的时间基准。

指令周期

指令周期是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，所需的机器周期数也不同。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。

系统时钟

系统时钟就是CPU指令运行的频率，这个才是CPU真正的频率。

单片机内部所有工作，都是基于由晶振产生的同一个触发信号源，由这个信号来同步协调工作步骤，我们把这个信号称为系统时钟，系统时钟一般由晶振产生，但在单片机内部系统时钟不一定等于晶振频率，有可能小于晶振频率，也有可能大于晶振频率，具体是多少由单片机内部结构决定，正常情况和晶振频率会存在一个整数倍关系。系统时种是整个单片机工作节奏的基准，它每振荡一次，单片机就被触发执行一次操作。

一般来说，单片机只有一个时钟源。用了外部晶振，就不用内部RC；用了内部RC，就不用外部晶振。振荡器振荡，产生周期波。单片机在这样的周期波的作用一下有规律的一拍一拍的工作，波的频率越高，单片机工作的就越快；波的频率越低，单片机工作的就越慢。

定时器原理

有了以上的概念以后，就可以正确的理解定时器的工作原理了。以单片机8051F310为例，该单片机有3个定时器。如果定时器1工作在模式1下，是16位的计时器，最大数值是65535；当再加1时，就会发生溢出，产生中断。所以如果我们要它计1000个数， 那么定时初值就是65536－1000，结果就是64536，这个值送给TH和TL。因为是16进制的，所以高位是64536除256取商，低位是64536除6取余。

再者，每一计数的时间是多久？一般我们取12M晶振时，一个周期刚好是1μs，计数1000个就是1ms。这是因为标准的51单片机是12时钟周期的(STC有6时钟和1时钟方式)。那么，如果我们晶振是12M，就比较好算；如果是其它的，就用12去除好了。比如是6M的，那么就是12÷6=2，每个计数是2μs。如果你要定时1ms，就只要计数500个即可以。

定时器的初值跟定时器的工作方式，跟晶振频率都有关系。一个机器周期Tcy=（1/晶振频率）×12，计数次数N=定时时间t÷机器周期Tcy，那么初值就X=65536－N，得出的数化成十六进制就行了。

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