C51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_c51单片机的晶振

一、晶振频率

1、英文全称：frequency oscillate；

2、定义：晶体振荡器的固有频率, 不能改变；

3、如果外接12Mhz晶振，则晶振频率12Mhz。

二、时钟周期

1、英文全称：Clock Cycle，为晶振频率12Mhz倒数。

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。

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。

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

 

什么是单片机的“S5P2”？

晶体振荡器的振荡信号从XTAL2端输入到片内的时钟发生器上，时钟发生器是一个二分频触发器电路，它将振荡器的信号频率除以2，向CPU提供了两相时钟信号P1和P2。

时钟信号的周期称为机器状态时间S，它是振荡周期的2倍。在每个时钟周期（即机器状态时间S）的前半周期，相位1（即P1信号）有效，在每个时钟周期的后半周期，相位2（即P2信号）有效。每个时钟周期（以后常称状态S）有两个节拍即相位P1和P2，CPU就以两相时钟P1和P2为基本节拍指挥8051各们部件协调工作。

因此，S5P2指的就是第5个时钟周期的相位2（后半拍）。