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[技术手册]

时钟周期、机器周期、指令周期

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楼主: cemaj
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maqianqu| | 2025-4-13 14:22 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览
指令周期是单片机执行一条完整指令所需的时间。
指令周期通常由若干个机器周期组成,具体取决于指令的复杂性和单片机的架构。

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mattlincoln| | 2025-4-13 16:04 | 只看该作者
​时钟周期:硬件基础,决定系统运行节奏。
​机器周期:操作执行的基本时间单位,与架构强相关。
​指令周期:实际程序性能的关键指标,由指令复杂度和机器周期共同决定。

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weifeng90| | 2025-4-13 18:42 | 只看该作者
从上到下的关系,指令周期、机器周期、时钟周期

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ccook11| | 2025-4-13 20:06 | 只看该作者
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。而对于一些比较复杂的指令,例如转移指令、乘法指令等,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。

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elsaflower| | 2025-4-14 07:52 | 只看该作者
机器周期由多个时钟周期组成,用于完成一个基本操作,如取指令、读写存储器等

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cashrwood| | 2025-4-14 10:55 | 只看该作者
假设某单片机的时钟频率为12MHz,那么其时钟周期为1/12,000,000秒。如果该单片机的机器周期由12个时钟周期组成,那么一个机器周期就是12/(12,000,000)秒。如果执行一条指令需要两个机器周期,那么该指令的指令周期就是24/(12,000,000)秒。

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LinkMe| | 2025-4-17 15:29 | 只看该作者
指令复杂度不同,执行时间自然不同

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nuan11nuan| | 2025-4-18 16:28 | 只看该作者
在单片机和计算机系统中,时钟周期、机器周期和指令周期是描述CPU运行速度和执行效率的重要时间单位,三者层层递进,共同决定了程序执行的速度。

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ewyu| | 2025-4-18 17:23 | 只看该作者
时钟周期是CPU的最小时间单位,由晶振(振荡器)产生的脉冲信号决定。每个时钟周期对应一个时钟脉冲的上升沿或下降沿。

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canfeil| | 2025-4-18 18:30 | 只看该作者
其实时钟周期是CPU内部所有操作的基准时间,所有操作(如寄存器读写、加法运算)都需要以时钟周期为单位进行。

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星星点点didi| | 2025-4-18 19:42 | 只看该作者
机器周期是CPU完成一个基本操作所需的时间,通常由多个时钟周期组成。例如,取指令、读写存储器、I/O操作等。

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hhdhy| | 2025-4-18 21:10 | 只看该作者
一般来说机器周期是CPU执行一条简单指令(如数据传输)的时间单位,反映了CPU的基本操作速度。

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twinkhahale| | 2025-4-19 09:12 | 只看该作者
传统51单片机中,1个机器周期 = 12个时钟周期。现代单片机(如STM32)可能采用1个时钟周期 = 1个机器周期的设计。机器周期 = 时钟周期×机器周期包含的时钟周期数例如,若时钟周期为83.33ns,机器周期为12个时钟周期,则机器周期为 83.33ns×12≈1μs。

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teaccch| | 2025-4-19 11:02 | 只看该作者
指令周期是CPU执行一条完整指令所需的时间,通常由多个机器周期组成。指令的复杂度决定了指令周期的长度。

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pe66ak| | 2025-4-19 12:10 | 只看该作者
其实指令周期是衡量CPU执行程序速度的核心指标,反映了CPU的运算能力。

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miltk| | 2025-4-19 13:35 | 只看该作者
单周期指令,执行时间等于1个机器周期。多周期指令,执行时间大于1个机器周期(如乘除法、跳转指令)。

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eleg34ance| | 2025-4-19 16:08 | 只看该作者
时钟周期是基础:所有操作的最小时间单位,由晶振频率决定。机器周期是桥梁:连接时钟周期和指令周期,反映CPU的基本操作速度。指令周期是核心:决定程序执行速度,复杂指令需要更多机器周期。

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明日视界| | 2025-5-6 18:09 | 只看该作者
单片机型号不同,计算一次指令的时间长短不同,就像跑步速度不一样。

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