为什么我的arduino有时钟？

当然，我知道控制延迟时间很有用，但还有其他用途吗？

使用16Mhz时钟，我的程序的每一行将花费1/16000000秒，对吗？

即使是非常大的线路也只需要1/16000000秒？

使用8MHz时钟时，每条线将花费两倍的时间，对吗？因此，整个“主循环”也将花费两倍的时间，对吗？

为什么我的arduino有时钟？

因为这就是计算机和微控制器等的工作方式。

使用16MHz时钟，我的程序的每一行将花费1/16000000秒，对吗？

没有。

即使是非常大的线路也只需要1/16000000秒？

没有。

时钟定义了从内存中取出并执行机器代码指令的速度。大多数指令需要1个时钟周期，但有些指令则需要更多。

可以将一行C代码编译为任意数量的汇编指令，然后将其转换为机器代码（原始数字）。根据生产线的不同，从1条汇编指令到成千上万条汇编指令的任何地方都可以。

使用8MHz时钟，每条线将花费两倍的时间，对吗？因此，整个“主循环”也将花费两倍的时间，对吗？

芯片中的每个操作都由时钟控制。如果时钟速度是芯片速度的一半，那么芯片运行的速度将是芯片速度的一半，因此，每次操作的时间将是芯片的两倍。

@Majenko的帖子中未回答：是的，使用8MHz时钟，每条线将花费两倍的时间。除非线路等待的不是时钟驱动的东西，例如外部输入。

除了@Majenko的答案之外，CPU还有一个时钟，可以确保在下一步开始之前完成指令。一个CPU是由许多晶体管组成的（我发现一个参考文献表明AtMega的价格在数百万美元以下，上下限为一个数量级）。

在一个周期中，电流流过芯片，导通/关断晶体管，其结果将导通/关断更多的晶体管，依此类推。发生这种情况时，芯片的某些部分具有“错误的”值-您可以认为这是计算的一半（您已经添加了一个列和一个10s列，并且即将在100s列）。您不希望这影响外部世界，因此（例如）您的输出引脚被锁存-保持为任意值-直到指令完成。完成一条指令需要多长时间，但制造商会在最坏的情况下制定最慢的指令。

对于AtMega（这是Arduino上的芯片），Atmel（设计了芯片的芯片）宣称这是1 / 20,000,000秒-这是20MHz。

请注意，并非所有微处理器每个周期都以1条指令运行所有指令-有些指令可能需要1或2或10个周期。流水线化使事情变得更加复杂-处理器可能会在一个周期内完成某些工作（例如，提取下一条指令），然后在下一个周期执行-但在执行指令1的同时，它也可以提取下一条指令。为此，可能需要猜测下一条指令是什么（在机器代码中等同于“ goto”的情况-用于循环），如果它猜错了，则必须应对那; 丢弃它检索的指令并检索下一条指令，从而丢失一个周期。

Wikipedia页面上的指令流水线显示了RISC芯片流水线的一个示例，分为5个阶段-指令获取，指令解码，执行，内存访问和回写。因此，在执行的某个阶段，您可以有5条指令，它们重叠。在“写回”阶段之前，指令没有实际作用。您可以将其视为一条组装线-将小部件放在一起需要7分钟，但可以分为5个阶段，最长的阶段需要2分钟。每两分钟一次，每个部分完成的小部件都将由装配线移动到下一个工位。您每两分钟就会得到一个小部件-“时钟”只能以最慢的步速滴答。如果您将小部件更快地推出，则“瓶颈”将使越来越多的小部件排队。