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来宾北京网站建设,找做金融的网站,专业做民宿的网站,企业建站为什么选择网站定制内部总线(bus)MCU内部总线或称片内总线#xff0c;是微控制器CPU与各功能模块之间传输信息的公共通道#xff0c;包括数据总线DB(data bus)、地址总线AB(address bus)和控制总线CB(control bus)三类#xff0c;分别用来传输数据、地址和控制信号。数据总线#xff1a;数据总…内部总线(bus)MCU内部总线或称片内总线是微控制器CPU与各功能模块之间传输信息的公共通道包括数据总线DB(data bus)、地址总线AB(address bus)和控制总线CB(control bus)三类分别用来传输数据、地址和控制信号。数据总线数据总线DB是双向的用于传送数据实现CPU与存储器、I/O接口、各功能模块之间的信息交互其方向取决于是读操作还是写操作。数据总线的位数就是CPU的字长是微控制器的重要指标。对于8位、16位、32位和64位的CPU它们的数据线是8条、16条、32条和64条其计算性能随着数据总线位数的增加而增强。地址总线地址总线AB是单向的由CPU发出地址信息用来访问存储器和I/O接口。地址总线的位数决定了CPU可直接寻址的存贮空间的大小若地址总线为16位则其最大可寻址空间为2^{16}64K字节64K byte64KB若地址总线为20位则其可寻址空间为2^{20}1M byte1MB若地址总线为n位则其寻址空间为2^n字节。控制总线控制总线CB用来传送控制信号或时序信号。控制总线是单向的有的是CPU输出如读/写信号、时钟信号等有的是外设传送给CPU的如中断请求信号、复位信号等。每个信号都有自己的功能控制着微控制器有序工作。以CPU访问存储器为例CPU通过地址总线、数据总线和控制总线的配合 与存储器之间传输信息如从存储器读取指令、数据或将运算结果输出写入存储器保存。(存储器由存储矩阵、地址译码器、读写控制三态双向缓冲器等部分组成)微控制器工作原理对于微控制器使用者来说不需要详细了解其内部结构的具体线路但需要清楚理解微控制器的工作原理和过程。微型计算机和微控制器的工作过程就是执行程序的过程执行不同的程序就完成不同的任务、实现不同的功能。用户编写的程序预先存放在ROM中微控制器的工作过程就是从ROM中逐条取出指令并执行的过程。在介绍工作原理之前先了解程序与指令的概念程序是为实现某个功能而编写的一系列指令的有序集合。而指令是微控制器指挥各功能部件工作的指示和命令。微控制器使用者熟悉的指令用助记符进行表示而微控制器能识别的是指令的机器码是一组二进制数。对于微控制器的指令类别、数量、助记符、机器代码等因其使用的内核不同而不同是由内核设计者规定的。采用8051内核的MCU其指令系统都是相同的。一条指令包括两部分内容1.操作码指明指令的功能(即做什么操作)2.操作数指明指令执行的数据或数据存放的地址(即操作对象)以以下指令为例第一条指令的操作码是24H操作数是68H。指令执行的操作是将累加器A的内容与立即数68相加并把结果放回A中即(A) - (A)68。第二条指令的操作码是74H操作数是15H。指令执行的操作是将立即数15H赋给累加器A执行后A中的内容为15H即(A) - 15H。第三条指令的操作码是D2H操作数是90H。指令执行的操作是将P1口的D0位即P1.0置为1执行后P1.0引脚变为高电平即P1.0 - 1。之前在CPU一节中说到过CPU由运算器(ALU)和控制器组成控制器又由指令部件、时序部件和操作控制部件三部分组成指令部件由程序计数器PCProgram Counter 、指令寄存器IRInstruction Register和指令译码器IDInstruction Decode组成其中程序计数器 PC是16位的ROM指针(16位特殊功能寄存器)用于存放下一条取指指令的地址寻址范围为64K指令寄存器IR为8位寄存器存放当前指令的操作码等待译码指令译码器ID对当前指令操作码进行译码并通过控制电路产生执行该指令需要的控制信号完成指令规定的操作。指令执行过程每条指令的执行可分为三个步骤即读取指令(取指)、分析指令(译码)和执行指令(执行)。读取指令(取指)根据程序计数器PC中的值从ROM中读出当前指令的操作码送到指令寄存器IR分析指令(译码)将指令寄存器IR中的操作码送入指令译码器进行译码分析该指令要求进行什么操作、操作数在那里。执行指令(执行)根据译码结果取出操作数由控制逻辑电路发出完成这条指令需要的一系列时序和控制信号完成指令规定的操作。以指令“MOV A#15H” (机器码为74H15H分别存放到ROM单元的0000H 和0001H)为例详细说明微控制器的工作过程取指令程序开始执行时CPU内部的程序计数器PC当前值为0000H。第一步PC将地址0000H送入地址寄存器第二步CPU发出读信号从ROM的0000H单元取出操作码74H第三步取出的操作码74H经数据总线(DB)送入指令寄存器第四步PC值自动加1指向下一个要读取的单元0001H。分析指令由指令译码器对现行指令进行译码分析该指令要求 实现什么操作如执行数据传送还是加、减等运算等。第一步指令寄存器中的操作码74H送入译码器第二步译码器分析74H确认为“MOV A, #data”指令并识别到需要从下一个存储单元获取立即数。执行指令取出操作数由控制逻辑电路发出相应的控制信号 完成操作码规定的操作。第一步CPU根据PC当前值0001H取出操作数15H第二步将取出的立即数15H经由内部数据总线送入累加器A第三步PC值再次自动加1指向下一条指令的地址0002H。微控制器在工作前必须要把程序完成一定功能的指令序列存放在ROM中。微控制器上电后即从ROM的0000H单元开始逐条取出指令执行程序。