單片機工作時，是一條一條地從RoM中取指令，然后一步一步地執行。單片機訪問一次存儲器的時間，稱之為一個機器周期，這是一個時間基準。1個機器周期包括12個時鐘周期。如果一個單片機選擇了12MHz晶振，它的時鐘周期是1/12us，它的一個機器周期是12(1/12)us，也就是1us。
MCS51單片機的所有指令中，有一些完成得比較快，只要一個機器周期就行了，有一些完成得比較饅，得要2個機器周期，還有兩條指令要4個機器周期才行。為了衡量指令執行時間的長短，又引入一個新的概念：指令周期。所謂指令周期就是指執行一條指令的時間。例如，當需要計算DJNZ指令完成所需要的時間時，首先必須要知道晶振的頻率，設所用晶振為12MHz，則一個機器周期就是1us。而DJNZ指令是雙周期指令，所以執行一次要2us。如果該指令需要執行500次，正好1000us，也就是1ms。
機器周期不僅對于指令執打有著重要的意義，而且機器周期也是單片機定時器和計數器的時間基準。例如一個單片機選擇了12MHz晶振，那么當定時器的數值加1時，實際經過的時間就是1us，這就是單片機的定時原理。
簡單地說，沒有晶振，就沒有時鐘周期，沒有時鐘周期，就無法執行程序代碼，單片機就無法工作。
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