单片机中各种周期的关系

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，一般由外部的晶振产生，比如，12MHZ = 12*10^6，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（时钟脉冲的倒数），也就是1/12微秒，通常也叫做系统时钟周期，是计算机中最基本，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1微秒，若采用4MHZ的时钟频率，则周期为250毫秒，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，使计算机每一步都统一到它的步调上来，显然，对于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，但是，由于不同的计算机硬件电路和器件不完全相同，所以其所需的时钟频率范围也不一定相同。我们学的C51单片机的时钟频率范围是1.2MHZ~12MHZ。在8051单片机中把一个时钟周期定义为一个节拍（用P表示），两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，每个阶段完成一项工作。例如：取所需指令、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周期组成，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，如果是12MHZ，那么机器周期等于1us，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，这是一个时间准则。机器周期不仅对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，例如一个单片机选择了12MHZ晶振，那么定时器的数值加1时，实际经过的时间就是1us，这就是单片机的定时原理。

指令周期：

指令周期是执行一条指令所需的时间，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，对于一些简单的单字节指令，在取指令周期中，取指令出到指令寄存器后，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，则需两个或者两个以上的机器周期。

定时时间初值的计算：

如需定时10MS

1.晶振为12MHZ

12MHZ / 12 = 1MHZ，1S = 1000000个机器周期， 10ms = 10000个机器周期。

65535 - 10000 = 55536（d8f0）所以 TH0 = 0xd8; TL0 = 0xf0;

2.晶振为11.0592MHZ

11.0592MHZ / 12 = 921600HZ，1S = 921600个机器周期， 10MS = 9216个机器周期。

65535 - 9216 = 56320（dc00）  所以 TH0 = 0xdc; TL0 = 0x00;

说明：以12M晶振为例，每秒可以执行1000000个机器周期，我们尽量应让溢出的中断次数最少，这样对主程序的干扰也就最小。开发的时候，可能会根据需要跟换不同频率的晶振，比如C51单片机，用11.0592M的晶振，很适合产生串口的时钟，而12M晶振很方便计算定时器的时间。