[科普中国]-时钟周期

时钟周期也称为振荡周期，定义为时钟频率的倒数。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。时钟周期是一个时间的量。时钟周期表示了SDRAM所能运行的最高频率。更小的时钟周期就意味着更高的工作频率。

简介时钟周期是同步电路中时钟基础频率的倒数。它以时间动作重复的最小周期来度量，度量单位采用时间单位。在单个时钟周期内（现代非嵌入式微处理器的这个时间一般都短于1纳秒），逻辑零状态与逻辑一状态来回切换。由于发热和电气规格的限制，周期里逻辑零状态的持续时间历来要长于逻辑一状态。

应用时钟周期是由CPU时钟定义的定长时间间隔，是CPU工作的最小时间单位，也称节拍脉冲或T周期。

时钟周期表示了SDRAM所能运行的最高频率。更小的时钟周期就意味着更高的工作频率。对于PC100规格的内存来说，它的运行时钟周期应该不高于10纳秒。纳秒与工作频率之间的转换关系为：1 / 时钟周期 =工作频率。例如，标称10纳秒的PC100内存芯片，其工作频率的表达式就应该是1/ 10 = 100MHZ，这说明此内存芯片的额定工作频率为100MHZ。市场上一些质量优秀的内存通常可以工作在比额定频率高的频率下，这为一些喜欢超频的朋友带来了极大的方便。例如KingMAX的PC100内存，此类内存多采用8纳秒的芯片，相对于其100MHZ的频率来说，频率提高的余地还很大，许多用户都可以让它们工作在133MHZ甚至更高的频率下。能不能超频使用很大程度上反应了内存芯片以及PCB板的质量。不过，仅仅凭借时钟周期来判断内存的速度还是不够的，内存CAS的存取时间和延迟时间也在一定程度上决定了内存的性能。1

单片机时间单位在MCS-51中时钟周期也称振荡周期，振荡周期也称为晶振周期，振荡周期是单片机的基本时间单位。8051把一个振荡周期定义为一个节拍（用P表示），两个节拍为一个状态周期。

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。

若时钟晶振的振荡频率为fosc，则振荡周期Tosc=（1/fosc）。

如：晶振频率为12MHZ，则振荡周期Tosc=（1/12us）。

相互关系1、时钟周期=振荡周期，名称不同而已，都是等于单片机晶振频率的倒数，如常见的外接12M晶振，那它的时钟周期=1/12M。

2、机器周期，8051系列单片机的机器周期=12*时钟周期，之所以这样分是因为单个时钟周期根本干不了一件完整的事情（如取指令、写寄存器、读寄存器等），而12个时钟周期就能基本完成一项基本操作了。

3、指令周期。一个机器周期能完成一项基本操作，但一条指令常常是需要多项基本操作结合才能完成，完成一条指令所需的时间就是指令周期，当然不同的指令，其指令周期就不一样的了。2

本词条内容贡献者为:

李嘉骞 - 博士 - 同济大学