时钟周期：时钟周期也称为振荡周期，定义为时钟脉冲频率的倒数（时钟周期就是单片机外接晶振的倒数，例如12M的晶振，它的时钟周期就是1/12us），是计算机中的最基本的、最小的时间单位，也即CPU主频。时钟脉冲是计算机的基本工作脉冲，控制着计算机的工作节奏。时钟频率越高，工作速度就越快。
机器周期：计算机中，常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段，每一个阶段完成一项工作。每一项工作称为一个基本操作，完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。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。 一个S周期=2个节拍（P），所以8051单片机的一个机器周期=6个状态周期=12个时钟周期。例如外接24M晶振的单片机，他的一个机器周期=1/24M×12＝12/24M 秒。
指令周期：执行一条指令所需要的时间，一般由若干个机器周期组成。指令不同，所需的机器周期也不同。最简单的是NOP（no operation）指令，它不完成任何操作，只使程序计数器PC加1，所以占用一个机器周期
一句话来讲：指令周期、机器周期和时钟周期之间的关系，指令周期通常用若干个机器周期表示，而机器周期时间又包含有若干个时钟周期。
单片机的字长简单的说：一个机器周期内，8位单片机能同时处理 8位数据(1字节) ，16位单片机能同时处理16位数据(2字节) ，32位单片机能同时处理32位数据(4字节) ，能同时处理的数据越多,工作效率越高,速度越快。同时内部指令有长短，分为1字节指令，2字节指令等等，8位机就是一个机器周期可以执行一条1字节指令，所以32位机一个机器周期可执行4条1字节指令，处理能力更强，速度更快。这些字长应该是包含操作码跟操作数在内的，因为底层执行时不管是操作码还是操作数全都是二进制，由CPU来执行。