時(shí)鐘周期，機(jī)械周期，機(jī)器周期，指令周期，晶振等等概念之間的關(guān)系是什么?

ID:810680 · 發(fā)表于 2020-8-13 11:02

最近學(xué)習(xí)時(shí)經(jīng)常看到HZ，時(shí)鐘周期，機(jī)械周期，機(jī)器周期，指令周期，晶振等等概念，請(qǐng)問它們之間有什么關(guān)系呢？還有是不是都是用來計(jì)算時(shí)間的？請(qǐng)大師們抽時(shí)間幫忙解答？謝謝！

ID:89515 · 發(fā)表于 2020-8-13 19:15

指令周期由若干個(gè)機(jī)器周期組成，而機(jī)器周期（機(jī)械周期）又包含若干個(gè)時(shí)鐘周期（振蕩周期）。都可以計(jì)算時(shí)間

ID:813988 · 發(fā)表于 2020-8-13 21:48

振蕩周期就是晶振的頻率，一般由若干個(gè)振蕩周期組成一個(gè)時(shí)鐘周期，就是時(shí)鐘周期的倒數(shù)就是mcu的頻率。根據(jù)手冊(cè)，有的產(chǎn)品可以手動(dòng)設(shè)置分頻系數(shù)，用于外設(shè)，有的不可以自定義分頻系數(shù)，只能按照默認(rèn)分頻，給外設(shè)使用。設(shè)置mcu的主頻，可以查看手冊(cè)。

ID:401564 · 發(fā)表于 2020-8-13 22:05

不要問這種問題,就算是別人回答了你也看不明白,就算是明白了也只是你自己感覺明白了而已,其實(shí)你還是沒有看明白
HZ這東西都要解釋的話,真的沒有辦法解釋時(shí)鐘周期
你還是好好的再看一下單片機(jī)硬件方面的知識(shí)吧,不然,以后的路不好走

ID:516863 · 發(fā)表于 2020-8-14 03:09

HZ ，赫茲，頻率單位，次/秒，例如：中國(guó)220V/50Hz交流電，交流電的波形是正弦波，這個(gè)50Hz就是50個(gè)波，1秒里往返50次；
時(shí)鐘周期，單位時(shí)間里往返的次數(shù)，例如：5次/2分鐘；這個(gè)時(shí)鐘周期是由你制定，你可以定1分鐘為1個(gè)周期也可以定n分鐘為一個(gè)周期，然后計(jì)算你設(shè)定的時(shí)間周期里事物發(fā)生的次數(shù)。

機(jī)械周期，一個(gè)機(jī)械動(dòng)作的時(shí)間，例如：機(jī)械錘在2分鐘里錘了120下，那么就是1秒1下，就是機(jī)械時(shí)間；這個(gè)沒法中途停止（必須整數(shù)計(jì)算，沒有錘半下！），機(jī)械正常運(yùn)轉(zhuǎn)完成一個(gè)機(jī)械動(dòng)作回到原位的時(shí)間，即機(jī)械周期！除非機(jī)器故障，中途卡死，那就沒有完成周期。

機(jī)器周期，是指機(jī)器做動(dòng)作的周期，例如：機(jī)械手動(dòng)作：1.抓紐扣 2.放紐扣 3.穿針 4.縫鈕 5回到1，這是機(jī)械周期，這個(gè)過程也與時(shí)間有關(guān)，視各步長(zhǎng)疊加（1～4各動(dòng)作使用的時(shí)間相加）；假設(shè)機(jī)械手完成上面1～5，5個(gè)動(dòng)作的耗用時(shí)間是25s，那么這個(gè)機(jī)械周期為25s;這個(gè)可以中途暫停或取消并復(fù)位。

指令周期：指令可以由人發(fā)出，也可以是由電腦，也可以由某一事物觸發(fā)，例如：班長(zhǎng)安排了上午的任務(wù)，下午的任務(wù)下午再說，那么，從上午安排完任務(wù)到下午安排新的任務(wù)，這個(gè)過程就是指令周期。

晶振，是人為設(shè)定的一個(gè)頻率點(diǎn)，利用晶振在電壓電流的作用下諧振在一個(gè)固定的頻率，例如：調(diào)頻收音，我們調(diào)制一個(gè)102.5MHz，然后把人聲音樂疊加進(jìn)去，通過發(fā)射臺(tái)（基站）發(fā)射（廣播），我們用收音機(jī)條到102.5HMz，就能收到，再分離出人聲音樂、、晶振的作用非常之多，電腦的計(jì)數(shù)、時(shí)鐘，都由晶振生成，、、、

以上的語(yǔ)言，描述、舉例，不一定嚴(yán)謹(jǐn)、正確，但意思接近，提供參考！

ID:814034 · 發(fā)表于 2020-8-14 07:29

振蕩周期就是晶振的頻率，一般由若干個(gè)振蕩周期組成一個(gè)時(shí)鐘周期，就是時(shí)鐘周期的倒數(shù)就是mcu的頻率。根據(jù)手冊(cè)，有的產(chǎn)品可以手動(dòng)設(shè)置分頻系數(shù)，用于外設(shè)，有的不可以自定義分頻系數(shù)，只能按照默認(rèn)分頻，給外設(shè)使用。

ID:814034 · 發(fā)表于 2020-8-14 07:30

振蕩周期就是晶振的頻率，一般由若干個(gè)振蕩周期組成一個(gè)時(shí)鐘周期，就是時(shí)鐘周期的倒數(shù)就是mcu的頻率。根據(jù)手冊(cè)，有的產(chǎn)品可以手動(dòng)設(shè)置分頻系數(shù)，用于外設(shè)，有的不可以自定義分頻系數(shù)，只能按照默認(rèn)分頻，給外設(shè)使用。

ID:814034 · 發(fā)表于 2020-8-14 07:30

機(jī)械周期包含了機(jī)械周期

ID:578842 · 發(fā)表于 2020-8-14 09:15

我現(xiàn)在學(xué)51單片機(jī)，只能以此例解釋：
時(shí)鐘周期，單片機(jī)振蕩一次需要的時(shí)間。時(shí)鐘振蕩是因?yàn)閱纹瑱C(jī)要在時(shí)鐘振蕩的節(jié)拍下進(jìn)行工作。
機(jī)器周期：?jiǎn)蝹€(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)單片機(jī)根本做不了什么事，所以12倍的時(shí)鐘周期就能完成一項(xiàng)基本操作，如取指令，寫寄存器等
指令周期，單片機(jī)完成一個(gè)指令的周期。指令是有程序決定，所以沒有固定的時(shí)間。

ID:813417 · 發(fā)表于 2020-8-14 10:32

hz什么都是頻率，計(jì)算時(shí)間的

ID:612392 · 發(fā)表于 2020-8-14 16:37

建議看一下《微機(jī)原理與接口技術(shù)》北郵版，第31頁(yè)，非常清楚的說明了這幾種周期的關(guān)系。

ID:744356 · 發(fā)表于 2020-8-14 20:28

振蕩周期：為單片機(jī)提供定時(shí)信號(hào)的振蕩源的周期（晶振周期或外加振蕩周期）狀態(tài)周期：2個(gè)振蕩周期為1個(gè)狀態(tài)周期，用S表示。振蕩周期又稱S周期或時(shí)鐘周期。機(jī)器周期：1個(gè)機(jī)器周期含6個(gè)狀態(tài)周期，12個(gè)振蕩周期。指令周期：完成1條指令所占用的全部時(shí)間，它以機(jī)器周期為單位

ID:810680 · 發(fā)表于 2020-8-17 19:51

cjjdemon 發(fā)表于 2020-8-14 16:37
建議看一下《微機(jī)原理與接口技術(shù)》北郵版，第31頁(yè)，非常清楚的說明了這幾種周期的關(guān)系。

謝謝提醒！

ID:676437 · 發(fā)表于 2020-8-17 22:21

要學(xué)會(huì)問問度娘哦

ID:808634 · 發(fā)表于 2020-10-9 15:42

時(shí)鐘周期

   時(shí)鐘周期也稱為振蕩周期，定義為時(shí)鐘脈沖的倒數(shù)（時(shí)鐘周期就是單片機(jī)外接晶振的倒數(shù)，例如12M的晶振，它的時(shí)鐘周期就是1/12us），是計(jì)算機(jī)中的最基本的、最小的時(shí)間單位。
   在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)，CPU僅完成一個(gè)最基本的動(dòng)作。時(shí)鐘脈沖是計(jì)算機(jī)的基本工作脈沖，控制著計(jì)算機(jī)的工作節(jié)奏。時(shí)鐘頻率越高，工作速度就越快。

   8051單片機(jī)把一個(gè)時(shí)鐘周期定義為一個(gè)節(jié)拍（用P表示），二個(gè)節(jié)拍定義為一個(gè)狀態(tài)周期（用S表示）。

機(jī)器周期

   計(jì)算機(jī)中，常把一條指令的執(zhí)行過程劃分為若干個(gè)階段，每一個(gè)階段完成一項(xiàng)工作。每一項(xiàng)工作稱為一個(gè)基本操作，完成一個(gè)基本操作所需要的時(shí)間稱為機(jī)器周期。8051系列單片機(jī)的一個(gè)機(jī)器周期由6個(gè)S周期（狀態(tài)周期）組成。一個(gè)S周期=2個(gè)節(jié)拍（P），所以8051單片機(jī)的一個(gè)機(jī)器周期=6個(gè)狀態(tài)周期=12個(gè)時(shí)鐘周期。

   例如外接24M晶振的單片機(jī)，他的一個(gè)機(jī)器周期=12/24M 秒；

指令周期

執(zhí)行一條指令所需要的時(shí)間，一般由若干個(gè)機(jī)器周期組成。指令不同，所需的機(jī)器周期也不同。

CPU 周期信號(hào)、節(jié)拍周期信號(hào)、節(jié)拍脈沖信號(hào)三者之間的關(guān)系是什么？
   一小塊石英晶體加電后產(chǎn)生壓電反應(yīng)，在固定頻率振動(dòng)，產(chǎn)生出電壓按照固定周期變化的脈沖信號(hào)。這個(gè)高頻率的信號(hào)通向分頻器（frequency divider），轉(zhuǎn)化為比較低頻的信號(hào)。

點(diǎn)替換成.（ www點(diǎn)electronics-tutorials.ws/counter/count_1.html ）

   以上圖為例，分頻器分出來的信號(hào)有四個(gè)頻率。題目中所說 CPU周期信號(hào)、節(jié)拍周期信號(hào)、節(jié)拍脈沖信號(hào)本質(zhì)上都是時(shí)鐘脈沖的不同分頻，主要區(qū)別在于用途上。

   通常來說，CPU 周期信號(hào)最“慢”，它決定 CPU 所處的狀態(tài)。CPU 執(zhí)行一條指令的周期叫做指令周期（instruction cycle），指令周期可以劃分為 fetch、decode、和 execute 三個(gè)部分，所以也叫 fetch-decode-execute cycle。假設(shè)上圖與 QD 頻率相同的信號(hào)有三個(gè)，QD1、QD2、QD3，它們分別依次處于高電位，那么就可以用它們來控制 CPU 處于 fetch、decode、還是 execute 狀態(tài)，這就是 CPU 周期信號(hào)。

   節(jié)拍周期信號(hào)是控制信號(hào)，調(diào)整電路的功能。比如，現(xiàn)在 CPU 處于 fetch 狀態(tài)，仍舊以上圖為例，假設(shè) QC 這個(gè)比 QD “快”的信號(hào)有 QC1、QC2、QC3……QCi 個(gè)，分別對(duì)應(yīng)電路的不同功能（比如，應(yīng)該將從內(nèi)存中取來的數(shù)字作為指令解釋，還是送給寄存器存起來），誰(shuí)處于高電位，CPU 就能執(zhí)行誰(shuí)決定的功能。

   節(jié)拍脈沖信號(hào)則是觸發(fā)信號(hào)，決定電路的實(shí)際工作起點(diǎn)。以上圖的 QB 為例，假設(shè) QD1 決定 CPU 處于 fetch 階段，QC1 決定 CPU 的功能是去內(nèi)存取一個(gè)數(shù)字，那么 QB 的上升沿會(huì)觸發(fā)整個(gè)電路切實(shí)地執(zhí)行這個(gè)功能。

   可以這樣類比：

   某診所周一二三門診，周四五看復(fù)診病人，周六日不辦公
——對(duì)應(yīng)三個(gè) CPU 周期

   診所星期一二三 8:00 開始門診，12:00 午休，13:00 繼續(xù)門診，17:00 關(guān)門
——對(duì)應(yīng)節(jié)拍周期

   某個(gè)病人星期二 9:00 去看了病
——對(duì)應(yīng)脈沖信號(hào)

（注意上面的說法極度簡(jiǎn)化，實(shí)際的實(shí)現(xiàn)要復(fù)雜很多，比如振動(dòng)源不一定是石英，每個(gè) CPU 周期未必等長(zhǎng)，CPU 也并不是在某一時(shí)刻只能處于單獨(dú)一種周期狀態(tài)里（詳見 pipelining），乃至周期層級(jí)也未必就是三層等等。）

ID:798572 · 發(fā)表于 2020-10-11 16:31

HZ是頻率的單位，什么機(jī)械，指令晶振，都是一種提供頻率的東西速度越快頻率越高，讀取程序的速度越快，當(dāng)然不是越快越好，要看你程序設(shè)計(jì)的時(shí)間周期

ID:342954 · 發(fā)表于 2020-10-11 17:21

HZ越大,跑得越快, 指令周期最好是1,這樣和就晶振速度一樣傳通51是12周期的,

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時(shí)鐘周期，機(jī)械周期，機(jī)器周期，指令周期，晶振等等概念之間的關(guān)系是什么?