时钟周期也称为振荡周期或晶振周期，是单位时间内晶振发出的脉冲数。 它通常由外部振荡器产生。 例如12MHZ=12×10的6次方，即每秒发出12,000,000个脉冲信号，那么一个脉冲的时间就是时钟周期，即1/12微秒。 通常也称为系统时钟周期。 它是计算机中最基本、最小的时间单位。
在8051单片机中，1个时钟周期定义为1个节拍（用P表示），2个节拍定义为1个状态周期（用S表示）。
机器周期：
在计算机中，为了便于管理，常常将一条指令的执行过程分为几个阶段，每个阶段完成一个任务。 例如，取指令、读内存、写内存等。这些任务中的每一个都称为基本操作。 完成一个基本操作所需的时间称为一个机器周期。 一般一个机器周期由几个S周期（状态周期）组成。 8051系列单片机的一个机器周期由6个S周期（状态周期）组成。 如前所述，1 个时钟周期定义为 1 个节拍（用 P 表示），2 个节拍定义为 1 个状态周期（用 S 表示）。 8051单片机的机器周期由6个状态周期组成，也就是说1个机器周期=6个状态周期=12个时钟周期。
在标准51单片机中，正常情况下，1个机器周期等于12个时钟周期，即机器周期=12*时钟周期。 （由于上面提到的原因）如果是12MHZ，那么机器周期=1微秒。 单片机工作时，从ROM中一条一条地取出指令，然后一步步执行。 微控制器访问内存一次所花费的时间称为一个机器周期，也就是时基。
机器周期不仅对于指令执行很重要，而且机器周期也是微控制器定时器和计数器的时基。 例如，如果单片机选择12MHZ晶振，那么当定时器值加1时，实际经过的时间是1us。 这就是单片机的时序原理。
不过，在8051F310中，CIP-51单片机内核采用了流水线结构，与标准8051结构相比，指令执行速度大大提高。 在标准8051中，除MUL和DIV之外的所有指令都需要12或24个系统时钟周期，最大系统时钟频率为12-24MHz。 对于CIP-51核，70%指令的执行时间为1或2个系统时钟周期，只有4条指令的执行时间大于4个系统时钟周期。 所以在计算定时器的值时要注意这里的变化。
指令周期：
指令周期是执行一条指令所需的时间，一般由几个机器周期组成。 不同的指令需要不同数量的机器周期。 对于一些简单的单字节指令，在取指令周期中，指令被取入指令寄存器后，立即译码执行，不需要其他机器周期。 对于一些更复杂的指令，例如传送指令和乘法指令，需要两个或更多机器周期。
系统时钟：
系统时钟：系统时钟是CPU指令运行的频率。 这是CPU的真实频率。
单片机内部的所有工作都是基于晶振产生的同一个触发信号源。 该信号用于同步和协调工作步骤。 我们将此信号称为系统时钟。 系统时钟一般由晶振产生，但单片机内部的系统时钟并不一定要等于晶振频率。 它可能小于晶体振荡器频率，也可能大于晶体振荡器频率。 具体频率由单片机的内部结构决定。 一般情况下，与晶振频率会存在整数倍关系。 系统时间是整个单片机工作节奏的基准。 每次振荡时，都会触发微控制器执行操作。
一般来说，单片机只有一个时钟源。 使用外部晶体振荡器时，无需内部 RC。 使用内部 RC 时，无需外部晶体振荡器。 振荡器振荡并产生周期波。 微控制器在这种周期波的作用下有规律地工作。 节拍一个节拍，波的频率越高，单片机工作的速度越快，而波的频率越低，单片机工作的速度越慢。
有了以上概念，就可以正确理解定时器的工作原理了。 在8051F310微控制器中，有3个定时器。 如果定时器1工作在模式1，则为16位。 定时器的最大值为65535。当加1（=65536）时，就会发生溢出并产生中断。 所以如果我们想让它计数1000，那么定时器的初始值为65536-1000，结果为64536。这个值被发送到TH和TL。 因为是十六进制，所以高位是64536/256，就是商，低位是64536%6，就是余数。
此外，每次计数需要多长时间？ 一般我们拿12M晶振来说，一个周期正好是1us，计数1000就是1ms。 这是因为标准51单片机有12个时钟周期（STC有6个时钟和1个时钟模式）。 所以，如果我们的晶振是12M的话，就比较容易计算了。 如果是其他的就用12除即可。 比如是6M，那么12/6=2，每次计数2us。 如果想计时到1ms，只需要数到500就可以了。
定时器的初值与定时器的工作模式和晶振的频率有关。 一个机器周期 Tcy = 晶振频率 X12，计数次数 N = 计时时间 t/机器周期 Tcy，则初始值为 这里以定时器 O 工作模式 1 为例，如果是其他工作模式则不能65535。工作模式0为8192，模式2和3为256。下面是一个公式：
TH=(65536-时间/(12/ft))/256
其中time为需要延迟的100ms（需要100000us），ft为晶振频率。 这个公式可以简化为TH=(65536-time*ft/12)/256
TL=(65536-时间*ft/12)%6
我还在书上看到如何计算时序初始值，如下所示：
TH0=-(50235/256); //重新设置100ms计时初始值
TL0=-(50235%6); ///这里使用的6M晶振，
这里是一个6M晶振，延迟100ms。 根据上面讲的原理，6M每次计数2us，100ms计时意味着计数50000次。
那么定时器的初始值为65536-50000=15536，换算成16，就是3CB0。 这是要发送到 TH(=3C) 和 TL(=B0) 的值。
程序中写入TH0=-(50235/256)； 其实是这样的：TH0=0x100-(50235/256); 51中取一个负数，结果是它的值取反+1，也可以用0x100（十进制减去256，结果是多少？结果是3C
