51单片机原理图详解:解析51单片机的工作原理

人气:396 ℃/2024-03-18 16:51:32

解析51单片机的工作原理

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51单片机与许多单片机的工作原理是一样的它们都遵循冯诺依曼架构,简单来说就是数据区和代码区是区分开来的。在单片机中的具体表现就是数据RAM区和程序ROM区。

我们就要比较广泛的51单片机为例来了解单片机的工作原理。

一、微处理器

主要包括算数逻辑运算单元和控制部件。

先来说ALU,它执行的是单片机的算数工作。逻辑运算单元执行单片机的逻辑运算(如:与、或、非、==、!、!=、同或、异或、||、&&等等)。实际上C语言也是在执行以上这些逻辑运算和数学运算。

至于控制部件,它是控制单片机的程序计数器PC向程序存储器获取指令和操作数的主要部件,在取得操作数之后经过译码和控制电路把相应的指令转换成不同的电控制信号,让ALU、SFR、外设GPIO、ADC、定时器、中断等这些外设能够正常运作。

二、数据存储区

数据存储区是运行系统栈SP和程序局部变量、数组等数据的区域。

上图所示的程序是51单片机毫秒延时函数,局部变量j、i在RAM中的r3和r5寄存器中,入参n在r7寄存器中,R0-R7寄存器组在RAM中,其实左边调试栏中的寄存器均在RAM中运行。总之,RAM是运行数据的地方,而代码(指令)则是存放在ROM区的。

三、程序存储区

程序存储区是存储常量和代码的区域。

如下图所示:在.m51文件中标红箭头处最左边的“C:”的地方表示的是代码在ROM中,“D:”表示数据在RAM中,“B:”则表示位。

从中我们也可以看出main以及Delay_ms这些函数的地址都是存在ROM中的,也就是我们的所说的代码区。总之,C语言编译成机器码后,其指令和常数全局变量等就存储于ROM中了(PS:掉电不丢失的地方)。

四、中断系统

中断就是当中断管脚有外部信号输入的时候(中断管脚可以设置上升沿、下降沿、高电平或者低电平作为触发中断的条件),微控制器接收到这个控制信号后正在执行的任务会暂时停止,去处理中断里面的任务,处理完成中断任务后又继续从原先中断停止的地方继续执行。

本期先分享到这里,想要进群学习单片机编程的同学可以私信我,回复“我要入门”,与我们一起成长,喜欢的可以点个赞关注我们!

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