原创 单片机最小应用系统工作原理

2012-7-5 16:02 1228 10 10 分类: MCU/ 嵌入式

一个完整的单片机应用系统由硬件和软件共同构成,硬件使单片机具备了处理数据的可能,软件使单片机自动工作。硬件与软件相辅相成,缺一不可。

为了使单片机能自动完成某一特定任务,首先,必须把要解决的问题编成程序。程序是指单片机所能识别和执行的指令的有序集合。指令是把要求单片机执行的各种操作以命令的形式写下来,一条指令对应着一种基本操作。
 
程序必须预先存放在程序存储器中(单片机内部有程序存储器)。存储器由许多存储单元组成,每个存储单元可以存放8位二进制信息,指令就在存储单元中存放。为了区分不同的存储单元,需要对存储单元进行编号,称为存储单元的地址,只要知道了存储单元的地址.就可以找到存储单元,其中存储的指令就可以被取出,然后再被执行。程序通常是顺序执行的,所以程序中的指令也是一条条存放的。
 
程序由CPU(在单片机内部)执行。CPU只有把指令逐条敢出才能加以执行,因此必须有一个部件能跟踪指令所在地址.这一部件就是程序计数器(PC)。在开始程序时,给PC赋以程序中第一条指令所在地址,然后每取出一条指令,PC中的内容就会自动增加,增加量由率条指令的长度决定,可能是1,2或3个地址存放单元,以指向下一条指令的起始地址,保证指令顺序执行。由此可见,程序计数器PC中存放的是指令地址,CPU通过PC的内容就可以取得指令的存放地址,进而取得要执行的指令。

CPU从程序存储器中取来的指令先送人指令寄存器(包含在CPU中)寄存,然后由指令译码器(包含在CPU中)对指令寄存器巾的指令进行分析解释,最终形成CPU的控制信息,以指挥相关硬件电路完成该指令所要求的功能,如数据传送、数据运算,输入或输出信息等。当CPU将程序中的指令一条条取出并执行完时,也就完成了用户赋予它的任务。

 

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