时序控制系统是控制器的心脏，功能是为指令的执行提供各种定时信号。

　　指令周期是从取指令，分析取数到执行完该指令所需的全部时间。

　　机器周期又称CPU周期，常把一个指令周期划分为若干个机器周期，每个机器周期完成一个基本操作。

　　机器周期有取指周期、取数周期、执行周期和中断周期。

　　一般情况，一条指令所需的最短时间为两个机器周期：取指周期和执行周期。

　　每个机器周期都有一个对应的周期状态触发器，机器运行在不同的机器周期时，对应的周期状态触

　　发器被置"1"，在机器运行的任何时刻只能处于一种周期状态。

　　在一个机器周期内，完成若干个微操作，应把一个机器周期分为若干个相等的时间段，每一个时间段对应一个电位信号，称为节拍电位信号。

　　节拍的宽度取决于CPU完成一次微操作的时间

　　CPU的控制方式可分为3种：同步控制方式、异步控制方式、联合控制方式。

　　同步控制方式，固定时序控制方式，各项操作都由统一的时序信号控制，在每个机器周期中产生统一数目的节拍电位和工作脉冲。在同步控制方式中，各指令所需的时序由控制器统一发出，所有微操作都与时钟同步，又称为集中控制方式或中央控制方式。

　　异步控制方式，可变时序控制方式，各项操作不采用统一的时序信号控制，根据指令或部件的具体情况决定，需要多少时间就占用多少时间。这种控制方式没有统一的时钟，由各功能部件本身产生各自的时序信号自我控制，又为分散控制方式或局部控制方式。

　　联合控制方式，同步控制和异步控制相结合的方式。

　　一条指令运行过程分为3个阶段：取指令阶段、分析区属阶段和执行阶段。

　　取指令阶段将现行指令从主存中取出来并送至指令寄存器中。

　　任何一条指令必须要执行的过程，取指阶段任务的事件称为取指周期。取值周期中CPU各部分的工作流程如下：

操作过程如下：

　　1、将程序计数器(PC)中的内容送至存储器地址寄存器(MAR)，并送地址总线(AB)；

　　2、由控制单元(CU)经控制总线(CB)向存储器发读命令；

　　3、从主存中取出指令通过数据总线(DB)送到存储器数据寄存器(MDR)；

　　4、将MDR的内容送至指令寄存器(IR)中；

　　5、将PC的内容递增，为取下一条指令做好准备。

　　取出指令后，指令译码器(ID)可识别和区分出不同的指令类型。计算机进入分析取数阶段，获取操作数。

　　无操作数的指令，需识别出是哪条具体的指令即可直接转至执行阶段，无须进入分析取数阶段。

　　带操作数指令，为读取操作数，先计算出操作数的有效地址。

　　完成分析取数阶段任务的时间可细分为间址周期、取数周期。

　　执行阶段完成指令规定的各种操作，形成稳定的运算结果，并将其存储起来。完成执行阶段任务的时间称为执行周期。

　　计算机的基本过程是取指令、取数、执行指令，再取下一条指令，直至遇到停机指令或外来的干预为止。

　　控制单元的主要功能是根据需要发出各种不用的微操作控制信号，未操作控制信号是与CPU的数据通路密切相关的。

如下单累加器结构的简单CPU模型：

　　MAR和MDR分别直接与地址总线和数据总线相连，CPU的指令系统包含下列指令：

非访存指令在执行周期不访问存储器，有如下指令：

　　清除累加器指令 CLA

　　累加器取反指令 COM

　　累加器加1指令 INC

　　算术右移一位指令 SHR

　　循环左移一位指令 CSL

　　停机指令 STP

　　访存指令在执行周期需访问主存储器：

　　加法指令 ADD，完成累加器内容与对应主存单元的内容相加，结果送累加器的操作。

　　减法指令 SUB，累加器与对应主存单元的内容相减。

　　与指令 AND，完成累加器与对应主存单元的内容相与。

　　取数指令 LDA，将对应主存单元的内容取至累加器中。

　　存数指令 STA，将累加器的内容那个存于对应主存单元中。

　　无条件转移指令JMP

　　零转移指令JZ

　　负转移指令JN

　　进位转移指令JC