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時鐘周期,機器周期,指令周期及CPU字長 && 32.768做晶振的原因

      時鐘周期:時鐘周期也稱為振蕩周期,定義為時鐘脈沖頻率的倒數(時鐘周期就是單片機外接晶振的倒數,例如12M的晶振,它的時鐘周期就是1/12us),是計算機中的最基本的、最小的時間機關,也即CPU主頻。時鐘脈沖是計算機的基本工作脈沖,控制着計算機的工作節奏。時鐘頻率越高,工作速度就越快。

      機器周期:計算機中,常把一條指令的執行過程劃分為若幹個階段,每一個階段完成一項工作。每一項工作稱為一個基本操作,完成一個基本操作所需要的時間稱為機器周期。8051系列單片機的一個機器周期由6個S周期(狀态周期)組成。 一個S周期=2個節拍(P),是以8051單片機的一個機器周期=6個狀态周期=12個時鐘周期。例如外接24M晶振的單片機,他的一個機器周期=1/24M×12=12/24M 秒。

      指令周期:執行一條指令所需要的時間,一般由若幹個機器周期組成。指令不同,所需的機器周期也不同。最簡單的是NOP(no operation)指令,它不完成任何操作,隻使程式計數器PC加1,是以占用一個機器周期

      一句話來講:指令周期、機器周期和時鐘周期之間的關系,指令周期通常用若幹個機器周期表示,而機器周期時間又包含有若幹個時鐘周期。

      單片機的字長簡單的說:一個機器周期内,8位單片機能同時處理 8位資料(1位元組) ,16位單片機能同時處理16位資料(2位元組) ,32位單片機能同時處理32位資料(4位元組) ,能同時處理的資料越多,工作效率越高,速度越快。同時内部指令有長短,分為1位元組指令,2位元組指令等等,8位機就是一個機器周期可以執行一條1位元組指令,是以32位機一個機器周期可執行4條1位元組指令,處理能力更強,速度更快。這些字長應該是包含操作碼跟操作數在内的,因為底層執行時不管是操作碼還是操作數全都是二進制,由CPU來執行。

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       手機中,32.768KHZ的晶振産生時序電路基準信号。32.768kHz是RTC(實時時鐘)晶振,用32.768是因為32768是2的15次幂,可以很友善的分頻,很精确的得到一秒的計時。所有的RTC晶振一般都是32.768或是其倍頻。在手機電路中還有一主時鐘,一般為13MHz或是其倍頻。之是以選用13M這樣的時鐘是為了與基站同步。 

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