單片機的系統指令周期根據不同的內核架構各有區別。
8051系列單片機采用的是同步式的順序邏輯系統，整個系統的工作完全是依賴系統內部的時脈信號。它的指令周期、機器周期等也是根據時鍾脈沖信號來確定。下面說明機器周期、指令周期等的關系。
時鍾周期：又叫時鍾振盪周期，指晶振振盪產生的脈沖，一個脈沖表示一個時鍾周期。
狀態周期：在8051單片機中把一個時鍾周期定義為一個節拍（用P表示），二個節拍定義為一個狀態周期（用S表示）。一個狀態周期等於兩個時鍾周期。
機器周期：一般也叫CPU周期，表示從內存讀取一條指令字的最短時間，它是指令周期的最小單位。它等於單指令的周期長度。一個機器周期等於6個狀態周期。
指令周期：一條指令包括1個或多個機器周期。所有的C語言代碼最后都會編譯成匯編代碼來執行，而執行一條匯編指令需要的機器周期就叫做指令周期。
不用的指令的時鍾周期不一樣，同意8051內核，同一指令的時鍾周期也不一樣，由下圖就可以知道，MOV指令將寄存器值放入累加器需要一個機器周期，MOV指令將直接地址中的值放入累加器需要兩個周期；同一指令，8051和90系列單片機的指令周期也不同，8051系列執行單指令需要12個時鍾周期，90系列執行單指令需要6個周期，他們都是需要一個機器周期，但是90系列一個機器周期只需要6個時鍾周期。
我們常用的NOP指令就是一個單指令，需要一個機器周期，8051需要晶振產生12個脈沖。
8051百度百科：8051是一種8位元的單芯片微控制器，屬於MCS-51單芯片的一種，由英特爾公司於1981年制造。INTEL公司將MCS51的核心技術授權給了很多其它公司，所以有很多公司在做以8051為核心的單片機，如Atmel、飛利浦、深聯華等公司，相繼開發了功能更多、更強大的兼容產品。
CORTEX-M0 M3 M4等，采用的是ARMv6-M、ARMv7-M、ARMv8-M Thumb指令集，采用的是三級流水線工藝，M3具有分支預測功能，可以預取分支目標地址的指令，使分支延遲減少到一個時鍾周期。
CORTEX-M系列的指令周期是不確定的，一方面MCU從Flash取指是有延時的，另一方面Cortex的指令集不是固定周期的，特別從M3加入分支預測后，分支指令在Cortex-M不同型號上的結果都不相同。
完。