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cpu中的控制單元結構原理

生活 更新时间:2025-01-11 18:36:20

辦公用PC機的CPU是基于馮諾伊曼的體系結構,然而單片機是基于哈佛結構的。哈佛結構下ROM和RAM是分開編址,即程序和數據分開保存,訪問時用不同的指令加以區分,并可同時訪問,在這樣的體系結構下有利于提高指令的執行速度。

cpu中的控制單元結構原理(辦公用PC機的CPU是基于馮諾伊曼結構)1

8051單片機的内部總體結構其基本特性如下:

一個8位CPU

4k字節ROM用以存放程序、一些原始數據和表格。

128字節RAM用以存放可以讀/寫的數據,如運算的中間結果、最終結果以及欲顯示的數據等。

21個特殊功能寄存器。

32根I/O線、可尋址的64k字節外部數據、程序存貯空間。

兩個16位定時器、計數器,每個定時器/計數器都可以設置成計數方式,用以對外部事件進行計數,也可以設置成定時方式,并可以根據計數或定時的結果實現計算機控制。

中斷結構:具有二個優先級、五個中斷源

四個8位并行I/O接口P0~P3,每個口既可以用作輸入,也可以用作輸出

一個全雙工UART(通用異步接收發送器)的串行接口。

片内振蕩器和時鐘産生電路:但石英晶體和微調電容需要外接。最高允許振蕩頻率為12MHz。

cpu中的控制單元結構原理(辦公用PC機的CPU是基于馮諾伊曼結構)2

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首先說一下嵌入式的标準定義——“用于控制、監視或者輔助操作機器和設備的裝置”。

由定義可知實際上很廣泛,廣泛到單片機、PLC、工控電腦等很多東西實際上都是歸屬于嵌入式範疇。

但國内教育一般是将可編程控制芯片按照功能強弱進行分層,功能較強的歸類給嵌入式,特别是适合跑WINCE、安卓之類輕量級系統的處理器或FPGA、DSP、CPLD等可編程集成電路。能效差、主跑裸機特定程序、應用比較低端的歸給單片機。而無論是什麼層次的單片機為核心,隻要是加強了穩定性和針對工業環境設計、使用語句表和圖形化快速編程方式編輯工作邏輯的IO控制系統歸類為PLC。

cpu中的控制單元結構原理(辦公用PC機的CPU是基于馮諾伊曼結構)3

從面向工資的角度來說,假設題主不升學曆的話,推薦優先選擇序列如下:

1、嵌入式(ARM Linux):可對接工業機器人、物聯網、高端3C産品設計,但要去補課,主要是補充信号處理方面的知識,可不追求精深,但要了解。工資水平根據選擇企業和行業特點決定,相比3、4要好點。

2、嵌入式(FPGA、CPLD等集成電路設計):這條路基本上是走信号處理的道路,對數學、信号、模電理論等有很深的功底要求,一般能順利工作的起點多為碩士,但若有興趣喜歡做,本科能做好的也有。理論上,薪水是第一位,但工作難度也是第一位。

3、單片機:相關産品舉例——電飯鍋、豆漿機、智能化程度不高的家用電器之類的,同質化嚴重,能幹的人也不少,競争相對激烈,産品利潤低,導緻薪水以及未來薪水漲幅都不是太好。但比PLC強一點。

4、PLC:悲催的PLC,最不推薦做的一個方向。

彙編語言和機器語言随處理器的不同而不同

cpu中的控制單元結構原理(辦公用PC機的CPU是基于馮諾伊曼結構)4

你可能注意到了,機器語言的每一條指令都會被送入CPU的電路之中。但是電路不一定是相同的,比如Intel公司的桌面處理器和ARM公司的移動處理器是不一樣的(目前蘋果的A系列處理器和各大安卓廠商采用的處理器均為ARM公司的處理器架構),他們的指令集也不一樣。這就意味着即使C語言的代碼相同,最終翻譯成的彙編語言和機器語言是不同的。比如對于a=a 1這個操作,在兩種不同的處理器中指令就會不同。但是别擔心,編譯器(上面提到過,編譯器就是翻譯C語言代碼的工具)會自動的幫你轉化為目标處理器上的機器語言

C語言入門其實并不難,由于我們不打算立即讓你成為一個真正的程序員,因此你隻需要先了解最宏觀的部分即可。請記住,C語言是一種描述你想讓計算機完成某種任務的工具

與之前相同,你可以從最簡單的加減法開始

cpu中的控制單元結構原理(辦公用PC機的CPU是基于馮諾伊曼結構)5

你叫盤古,你在混沌中開辟了一個新的空間。在你開始揮動斧子(寫代碼)之前,這裡什麼都沒有。由于這裡什麼都沒有。你也就不能進行任何的操作。

因此,你需要的第一種語句叫做“聲明”

int a;

這個語句有兩個部分,後面的部分是一個字母A,它意味着你創造了一個名字叫做A的倉庫,而前面的int是一種标識符。你可以理解為你希望你的倉庫裡隻能放蘋果,并且不能把蘋果切碎了放進去,也就是說不能放入2.5個蘋果。無規矩不成方圓,在你定義倉庫的時候必須像這樣給他指定一種倉庫的格式,否則你的程序就不會被正确的執行。

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