51單片機(jī)一些關(guān)于CPU的理論知識(shí)

CPU另外一個(gè)構(gòu)成部分是控制器，除了控制器，還包括一些時(shí)序電路，還有一些基本的時(shí)鐘電路，控制器主要的包括哪些部分，它是CPU的一個(gè)神經(jīng)中樞，相當(dāng)于是它主要包括定時(shí)與控制邏輯，定時(shí)與控制邏輯的基本時(shí)序來(lái)自哪？它來(lái)自時(shí)鐘晶振，由時(shí)鐘晶振來(lái)提供基本時(shí)序，再通過(guò)定時(shí)與控制，除了定時(shí)與控制邏輯電路之外還包括指令寄存器，指令譯碼器，然后呢，程序計(jì)數(shù)器PC，PH和DPL，程序計(jì)數(shù)器也是一個(gè)16位的寄存器，但是它不是特殊功能寄存器，它只是在16位的物理寄存器，是一個(gè)獨(dú)立的16位的寄存器，不在特殊功能寄存器里面，但是它也是一個(gè)獨(dú)立的寄存器，是16位的技術(shù)指針，這樣可以發(fā)現(xiàn)它包括地址寄存器，還包括緩沖器，程序代碼是存放在ROM當(dāng)中。

單片機(jī)剛開始執(zhí)行程序的時(shí)候會(huì)給PC指針，叫做程序計(jì)算器，裝入一個(gè)地址，也就是說(shuō)我們ROM當(dāng)中的第一條指令的地址，在上電初始化的時(shí)候，會(huì)放在PC指針當(dāng)中，PC指針默認(rèn)的指向是0000這個(gè)單元，0000這個(gè)地址就是PC指針默認(rèn)的上電指向，里面放著第一條指令，程序計(jì)數(shù)器從這個(gè)地址當(dāng)中，從這里面取出這條指令它去執(zhí)行，它每執(zhí)行一條指令，會(huì)發(fā)現(xiàn)PC增量器，它每取出一個(gè)指令字節(jié)，PC的就會(huì)自動(dòng)的加一，也就是指向了下一條指令的地址，就是說(shuō)它每執(zhí)行一條指令PC它會(huì)自動(dòng)加一來(lái)指向下一條指令的地址，它會(huì)根據(jù)你這個(gè)指令占了幾個(gè)字節(jié)來(lái)自己調(diào)整，使指令能夠順利的順序執(zhí)行，順序執(zhí)行的過(guò)程當(dāng)中。

如果執(zhí)行到了一些轉(zhuǎn)移指令，或者說(shuō)是一些子程序調(diào)用的指令，或者說(shuō)是中斷指令，PC才會(huì)轉(zhuǎn)到它所需要的地方去繼續(xù)執(zhí)行，否則都是按照這種方式順序的執(zhí)行指令，CPU就是通過(guò)PC指針當(dāng)中的地址，來(lái)從ROM當(dāng)中讀取指令，它首先通過(guò)PC指針把這個(gè)指令讀出來(lái)，它會(huì)放到這個(gè)指令寄存器當(dāng)中，然后它要通過(guò)指令譯碼器去進(jìn)行譯碼，它要知道這個(gè)指令是干什么的，這個(gè)指令最終轉(zhuǎn)換的都是1001這些東西，它要對(duì)它進(jìn)行譯碼，形成各種控制信號(hào)，這些控制信號(hào)在于單片機(jī)的時(shí)鐘振蕩器所產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖所提供的時(shí)鐘基準(zhǔn)的控制，有條不紊地按照一定的時(shí)間節(jié)拍變化來(lái)進(jìn)行工作。

想學(xué)單片機(jī)的朋友，可以私信我，我可以發(fā)一些資料給大家作為參考學(xué)習(xí)的內(nèi)容，有問(wèn)題的朋友也可以在評(píng)論區(qū)評(píng)論，或者私信我，盡量幫大家解決朋友們提出的問(wèn)題，謝謝大家，最后祝看帖的各位朋友身體健康，萬(wàn)事順利，回復(fù)林北有驚喜，實(shí)用干貨拿到手軟

CPU去ROM當(dāng)中讀指令，把這個(gè)ROM指令的地址放到程序計(jì)數(shù)器PC中，PC每讀一條指令，它會(huì)自動(dòng)的加一來(lái)執(zhí)行，指向下一個(gè)指定的地址，就能夠按照這種方式按照順序的執(zhí)行指令，當(dāng)指令當(dāng)中牽扯到了跳轉(zhuǎn)指令，或者是循環(huán)指令，還有比如說(shuō)按照這種程序的調(diào)用，子程序的調(diào)用，或者說(shuō)是中斷，它就能夠轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的位置去執(zhí)行，實(shí)際上它的最終轉(zhuǎn)移的也是把它這個(gè)程序的地址傳遞給了PC指針，它把指令取出來(lái)，就從ROM當(dāng)中把指令取出來(lái)。

首先會(huì)放到指令寄存器當(dāng)中，然后通過(guò)指令寄存器傳給指令譯碼器進(jìn)行譯碼，譯碼之后就知道這是一個(gè)什么樣的指令，發(fā)控制信號(hào)，形成控制信號(hào)之后由時(shí)鐘產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖的時(shí)序電路來(lái)控制，形成一定的時(shí)間節(jié)拍，也就是在這個(gè)時(shí)間節(jié)拍的控制下，有條不紊的去執(zhí)行代碼，去執(zhí)行這個(gè)程序去工作，在工作的過(guò)程當(dāng)中牽扯到數(shù)據(jù)，它要去ROM中找數(shù)據(jù)，找到數(shù)據(jù)通過(guò)累加器或者暫存器送到ALU中進(jìn)行運(yùn)算，運(yùn)算的結(jié)果再保存到LC當(dāng)中，要么傳遞給其它的部件，要么通過(guò)控制邏輯來(lái)控制我其它的部件去進(jìn)行工作，這個(gè)就是它大概的工作過(guò)程。

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程序計(jì)數(shù)器，單片機(jī)上電的時(shí)候?qū)嶋H上就是指向這個(gè)單元，實(shí)際上這個(gè)程序是怎么運(yùn)行的？單片機(jī)上電的時(shí)候PC指針指向，PC指針永遠(yuǎn)指向的是下一條即將執(zhí)行的這個(gè)指令的地址，這個(gè)里面可以有代碼，這個(gè)代碼從003到比如說(shuō)到0030，中斷向量的入口地址一般是不建議存放用戶程序代碼，代碼一般從30H開始執(zhí)行，比如說(shuō)代碼從30開始存代碼，程序下PC指針上電的時(shí)候指向這個(gè)單元，這個(gè)單元里面的主程序，比如說(shuō)main函數(shù)在這，一般會(huì)在這個(gè)位置放一條跳轉(zhuǎn)指令，比如說(shuō)放了一個(gè)跳轉(zhuǎn)指令占兩個(gè)字節(jié)，就可以通過(guò)跳轉(zhuǎn)指令跳到這個(gè)位置去進(jìn)行，一旦跳到這實(shí)際上是把這個(gè)地址放到了PC指針當(dāng)中，每執(zhí)行一條指令，PC會(huì)加一指向下一條。

可以發(fā)現(xiàn)整個(gè)程序的控制就是靠PC指針當(dāng)中的地址來(lái)進(jìn)行控制，包括子程序的調(diào)用，分支或者跳轉(zhuǎn)指令，中斷函數(shù)等等都是靠PC指針來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所以PC指針比較重要，它是一個(gè)16位的寄存器，它的尋址范圍是64K，也就是二的十六次方，ROM最大的擴(kuò)展空間，最大的存儲(chǔ)容量也就是64K。

數(shù)據(jù)指針DPTR主要適用于做外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，或者說(shuō)是外部程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展的時(shí)候，用查表指令的時(shí)候，外部的RAM，或者ROM拓展的時(shí)候需要用到DPTR來(lái)尋址，來(lái)尋找外部的這個(gè)單元當(dāng)中的內(nèi)容，首先要找到地址，然后再找里面的內(nèi)容，這個(gè)主要是也是用于引導(dǎo)數(shù)據(jù)傳送。

這一期主要總結(jié)，51單片機(jī)是8位的CPU，同時(shí)贈(zèng)送了一個(gè)位處理器，還有就是它的功能主要是讀取指令和執(zhí)行指令，怎么樣去讀取指令和執(zhí)行指令的同時(shí)了解了它的基本的結(jié)構(gòu)，CPU是由運(yùn)算器和控制器來(lái)構(gòu)成，運(yùn)算器由哪些部分構(gòu)成，控制器由哪些部分構(gòu)成，它是怎么樣有條不紊地去去ROM當(dāng)中讀取指令又怎么樣執(zhí)行指令。

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審核編輯：符乾江