單片機(jī)學(xué)習(xí)中常見問(wèn)題

一.單片機(jī)有4位、8位、16位、32位以及64位現(xiàn)在，請(qǐng)問(wèn)的是在8位，16位，32位等等是什么意思?

答：

CPU內(nèi)部總線的位數(shù)就是單片機(jī)的位數(shù)。這里的位也就是指單片機(jī)中CPU處理的數(shù)據(jù)的位數(shù)(一次處理信息的長(zhǎng)度)。比如：51單機(jī) 屬于8位機(jī)，就是CPU處理的數(shù)據(jù)是8位的。位數(shù)的高低體現(xiàn)了CPU處理能力的強(qiáng)弱。單片機(jī)總線位數(shù)越高，CPU一次能處理的數(shù)據(jù)量也就越大、處理速度也就越快。同樣的主頻下(即主頻率)，8位機(jī)只能處理8位信息長(zhǎng)度，而16位機(jī)則可處理16為信息長(zhǎng)度，處理能力當(dāng)然更強(qiáng)速度更快了。

二.CPU經(jīng)常掛在嘴邊，但是cpu到底是什么?有什么部件組成?

答：

CPU是單片機(jī)的核心部件，由運(yùn)算器、控制器和布爾處理器等組成。其功能是產(chǎn)生控制信號(hào)，把數(shù)據(jù)從存儲(chǔ)器或輸入口傳送CPU或反向傳送，還可以對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)、邏輯運(yùn)算以及位操作處理。其中，運(yùn)算器由算術(shù)邏輯單元ALU(Arithmetic Logic Unit)、累加器ACC(Accumalator)、暫存寄存器、程序狀態(tài)字存儲(chǔ)器PSW(Program Status Word)、布爾處理器和BCD碼運(yùn)算調(diào)整電路等電路構(gòu)成。控制器包括定時(shí)控制邏輯(時(shí)鐘電路、復(fù)位電路)、指令寄存器、指令譯碼器、程序計(jì)數(shù)器PC、堆棧指針SP、數(shù)據(jù)指針寄存器DPTR以及信息傳送控制部件等。

三.單片機(jī)的指令把我搞的稀里糊涂，能不能用一個(gè)例子告訴我單片機(jī)執(zhí)行指令的過(guò)程?

答：

指令都可分為三個(gè)階段進(jìn)行。即取指令-----分析指令-----執(zhí)行指令。

取指令的任務(wù)是：根據(jù)程序計(jì)數(shù)器PC中的值從程序存儲(chǔ)器讀出現(xiàn)行指令，送到指令寄存器。

分析指令階段的任務(wù)是：將指令寄存器中的指令操作碼取出后進(jìn)行譯碼，分析其指令性質(zhì)。如指令要求操作數(shù)，則尋找操作數(shù)地址。

計(jì)算機(jī)執(zhí)行程序的過(guò)程實(shí)際上就是逐條指令地重復(fù)上述操作過(guò)程，直至遇到停機(jī)指令可循環(huán)等待指令。

一般計(jì)算機(jī)進(jìn)行工作時(shí)，首先要通過(guò)外部設(shè)備把程序和數(shù)據(jù)通過(guò)輸入接口電路和數(shù)據(jù)總線送入到存儲(chǔ)器，然后逐條取出執(zhí)行。但單片機(jī)中的程序一般事先我們都已通過(guò)寫入器固化在片內(nèi)或片外程序存儲(chǔ)器中。因而一開機(jī)即可執(zhí)行指令。

下面我們將舉個(gè)實(shí)例來(lái)說(shuō)明指令的執(zhí)行過(guò)程：

開機(jī)時(shí)，程序計(jì)算器PC變?yōu)?000H。然后單片機(jī)在時(shí)序電路作用下自動(dòng)進(jìn)入執(zhí)行程序過(guò)程。執(zhí)行過(guò)程實(shí)際上就是取出指令(取出存儲(chǔ)器中事先存放的指令階段)和執(zhí)行指令(分析和執(zhí)行指令)的循環(huán)過(guò)程。

例如執(zhí)行指令：MOV A,#0E0H，其機(jī)器碼為“74H E0H”，該指令的功能是把操作數(shù)E0H送入累加器，0000H單元中已存放74H，0001H單元中已存放E0H。當(dāng)單片機(jī)開始運(yùn)行時(shí)，首先是進(jìn)入取指階段，其次序是：

1 程序計(jì)數(shù)器的內(nèi)容(這時(shí)是0000H)送到地址寄存器;

2 程序計(jì)數(shù)器的內(nèi)容自動(dòng)加1(變?yōu)?001H);

3 地址寄存器的內(nèi)容(0000H)通過(guò)內(nèi)部地址總線送到存儲(chǔ)器，以存儲(chǔ)器中地址譯碼電跟，使地址為0000H的單元被選中;

4 CPU使讀控制線有效;

5 在讀命令控制下被選中存儲(chǔ)器單元的內(nèi)容(此時(shí)應(yīng)為74H)送到內(nèi)部數(shù)據(jù)總線上，因?yàn)槭侨≈鸽A段，所以該內(nèi)容通過(guò)數(shù)據(jù)總線被送到指令寄存器。至此，取指階段完成，進(jìn)入譯碼分析和執(zhí)行指令階段。由于本次進(jìn)入指令寄存器中的內(nèi)容是74H(操作碼)，以譯碼器譯碼后單片機(jī)就會(huì)知道該指令是要將一個(gè)數(shù)送到A累加器，而該數(shù)是在這個(gè)代碼的下一個(gè)存儲(chǔ)單元。所以，執(zhí)行該指令還必須把數(shù)據(jù)(E0H)從存儲(chǔ)器中取出送到CPU，即還要在存儲(chǔ)器中取第二個(gè)字節(jié)。其過(guò)程與取指階段很相似，只是此時(shí)PC已為0001H。指令譯碼器結(jié)合時(shí)序部件，產(chǎn)生74H操作碼的微操作系列，使數(shù)字E0H從0001H單元取出。為指令是要求把取得的數(shù)送到A累加器，所以取出的數(shù)字經(jīng)內(nèi)部數(shù)據(jù)總線進(jìn)入A累加器，而不是進(jìn)入指令寄存器。至此，一條指令的執(zhí)行完畢。單片機(jī)中PC="0002H"，PC在CPU每次向存儲(chǔ)器取指或取數(shù)時(shí)自動(dòng)加1，單片機(jī)又進(jìn)入下一取指階段。這一過(guò)程一直重復(fù)下去，直至收到暫停指令或循環(huán)等待指令暫停。CPU就是這樣一條一條地執(zhí)行指令，完成所有規(guī)定的功能。

希望對(duì)你有啟發(fā)。