Question

AVR单片机中的机器周期，时钟周期，CPU时钟周期，ADC时钟周期各自的具体概念是怎样的？请详解。

请高手不吝赐教，明清其各概念！

Answer 1

机器周期：从内存中读取一个指令字的时间。简单地说也就是执行一条单周期指令所用的时间。AVR单片机采用哈佛结构（数据和程序分开存储）和精简指令集，一个机器周期等于一个时钟周期。也就是执行一条单周期指令只需要一个时钟脉冲。

时钟周期：数字电路的运行都离不开CLK，也就是时钟脉冲。时钟脉冲的周期就叫时钟周期。由于各器件或功能模块工作的速度要求不一样，像你所说的，又分为CPU时钟周期，ADC时钟周期等。通常我们所说的时钟周期就是CPU时钟周期，单片机通常用外部晶振产生时钟源，所以有了时钟周期等于晶振周期的说法。

CPU时钟周期：提供给CPU的时钟脉冲的周期。由于通常情况下CPU速度最快，所以时钟源直接给CPU提供时钟脉冲，在一个系统里CPU时钟的周期是最短的。通常把CPU时钟周期简称为时钟周期。

ADC时钟周期：提供给AD转换器的时钟脉冲的周期。AVR采用逐次逼近ADC，在默认条件下，逐次逼近电路需要一个从50 kHz到200 kHz的输入时钟以获得最大精度。由于ADC速度过快会影响精度，甚至在几MHz的频率下是无法工作的，而我们有用不上那么快的速度，所以把时钟源产生的脉冲经过分频后提供给ADC。这个分频的过程是通过一个分频器（通常是计数器）来实现的。

Answer 2

AVR单片机采用的是RISC指令集，它执行的机器周期与时钟周期是相等的，不像传统的51单片机要进行12分频。 当晶振为8MHZ时，机器周期和时钟周期均为1/8us。 ADC的时钟周期是给AD转换使用的周期，一般速度会低一些，在程序中往往对时钟周期进行一定的分频，把频率降下来。