Powtarzane cyklicznie stany automatu, w których wykonuje on operacje obsługi jednego rozkazu nazywamy cyklem rozkazu.
Poniższy rysunek pokazuje z jakich faz składa się cykl rozkazu ładowania.
wystawienie adresu
wczytanie rozkazu
cykl maszynowy 1
dekodowanie rozkazu
wystawienie adresu
wczytanie argumentu
cykl maszynowy 2
wykonanie instrukcji
Są to 4 fazy:
pobranie rozkazu (ang. instruction fetch FI) obejmujące dwa stany
- wystawienie adresu rozkazu na szynie adresowej i, gdy pamięć wystawi, pobranie go z szyny danych,
zdekodowanie rozkazu (ang. instruction decoding DI),
pobranie argumentu (ang. operand fetch FO), obejmujące dwa stany - umieszczenie adresu argumentu
na szynie adresowej i, gdy pamięć wystawi, pobranie go z szyny danych,
wykonanie rozkazu (ang. instruction execution EI), w tym wypadku tylko załadowanie pobranego argumentu do rejestru A.
Pobranie rozkazu i pobranie argumentu są to dwa cykle dostępu do
pamięci zwane cyklami maszynowymi, obejmujące:
umieszczenie przez procesor adresu na szynie adresowej i jednego z sygnałów MR lub MW,
umieszczenie przez pamięć na szynie danych danej spod podanego
adresu lub zapisanie danej z szyny danych pod podany adres.
Cykl rozkazu w ogólnym przypadku może składać się aż z 8 różnych stanów pokazanych na rysunku.
Pominięto w nim na razie fazę przerwania. Cykl ten może zawierać dodatkowo fazy obliczania adresów przed odczytem
rozkazu, odczytem argumentów i zapisem wyników. Ponadto liczba argumentów oraz wyników może być teoretycznie dowolna,
stąd możliwość wielokrotnego przechodzenia od fazy obliczania adresu do fazy dostępu do pamięci i spowrotem. Przykładem
rozkazu, w którym można pokazać wszystkie stany procesora z rysunku jest rozkaz dodania zawartości rejestru A do
zawartości pamięci spod adresu będącego sumą zawartości rejestru B i C, i zapisania wyniku pod tym adresem, co
symbolicznie zapiszemy w postaci ADD [B+C], A .