單片機(jī)工作原理
導(dǎo)讀:單片機(jī)相信大家都很熟悉了,單片機(jī)就是小型的計(jì)算機(jī),在電子領(lǐng)域越來(lái)越受歡迎,但是單片機(jī)的工作原理是怎么樣的呢?小面就讓小編為大家介紹一下吧~~~
1.單片機(jī)工作原理--什么是單片機(jī)?
單片機(jī),全稱為單片微型計(jì)算機(jī)(Single-Chip Microcomputer),又稱微控制器(Microcontroller),是把中央處理器、存儲(chǔ)器、定時(shí)/計(jì)數(shù)器(Timer/Counter)、各種輸入輸出接口等都集成在一塊集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)。它的最大優(yōu)點(diǎn)是體積小,可放在儀表內(nèi)部,但存儲(chǔ)量小,輸入輸出接口簡(jiǎn)單,功能較低。由于其發(fā)展非常迅速,舊的單片機(jī)的定義已不能滿足,所以在很多應(yīng)用場(chǎng)合被稱為范圍更廣的微控制器。
2.單片機(jī)工作原理--單片機(jī)基本結(jié)構(gòu)
單片機(jī)不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片,而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。概括的講:一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。單片機(jī)的基本組成部分分別是一下幾塊:
1.運(yùn)算器----主要包括算術(shù)邏輯單元(ALU)、累加器和寄存器等幾部分組成。ALU的作用是把傳來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)或邏輯運(yùn)算,輸入來(lái)源為兩個(gè)8位數(shù)據(jù),分別來(lái)自累加器和數(shù)據(jù)寄存器。
2.控制器----由程序計(jì)數(shù)器、指令寄存器、指令譯碼器、時(shí)序發(fā)生器和操作控制器等組成,是發(fā)布命令的“決策機(jī)構(gòu)”,即協(xié)調(diào)和指揮整個(gè)微機(jī)系統(tǒng)的操作。通過輸入輸出接口電路,實(shí)現(xiàn)與各種外圍設(shè)備連接。
3.主要寄存器---主要包括累加器A、數(shù)據(jù)寄存器DR、指令寄存器IR和指令譯碼器ID、程序計(jì)數(shù)器PC以及地址寄存器AR。當(dāng)CPU向存儲(chǔ)器存數(shù)據(jù)、CPU從內(nèi)存取數(shù)據(jù)和CPU從內(nèi)存讀出指令時(shí),都要用到地址寄存器和數(shù)據(jù)寄存器。如果把外圍設(shè)備的地址作為內(nèi)存地址單元來(lái)看的話,那么當(dāng)CPU和外圍設(shè)備交換信息時(shí),也需要用到地址寄存器和數(shù)據(jù)寄存器。
3.單片機(jī)工作原理--詳細(xì)介紹
單片機(jī)自動(dòng)完成賦予它的任務(wù)的過程,也就是單片機(jī)執(zhí)行程序的過程,即一條條執(zhí)行的指令的過程,這是在設(shè)計(jì)人員賦予它的指令系統(tǒng)所決定的,一條指令對(duì)應(yīng)著一種基本操作;單片機(jī)所能執(zhí)行的全部指令,就是該單片機(jī)的指令系統(tǒng),不同種類的單片機(jī),其指令系統(tǒng)亦不同。
為使單片機(jī)能自動(dòng)完成某一特定任務(wù),必須把要解決的問題編成一系列指令,這一系列指令的集合就成為程序,程序需要預(yù)先存放在具有存儲(chǔ)功能的部件——存儲(chǔ)器中。存儲(chǔ)器由許多存儲(chǔ)單元組成,每一個(gè)存儲(chǔ)單元也必須被分配到唯一的地址號(hào),該地址號(hào)稱為存儲(chǔ)單元的地址,這樣只要知道了存儲(chǔ)單元的地址,就可以找到這個(gè)存儲(chǔ)單元,其中存儲(chǔ)的指令就可以被取出,然后再被執(zhí)行。
程序通常是順序執(zhí)行的,所以程序中的指令也是一條條順序存放的,單片機(jī)在執(zhí)行程序時(shí)要能把這些指令一條條取出并加以執(zhí)行,必須有一個(gè)部件能追蹤指令所在的地址,這一部件就是程序計(jì)數(shù)器PC,在開始執(zhí)行程序時(shí),給PC賦以程序中第一條指令所在的地址,然后取得每一條要執(zhí)行的命令,PC在中的內(nèi)容就會(huì)自動(dòng)增加,增加量由本條指令長(zhǎng)度決定,可能是1、2或3,以指向下一條指令的起始地址,保證指令順序執(zhí)行。
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標(biāo)簽: 單片機(jī) ALU 單片機(jī)工作原理