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單片機的五個知識點

發布時間:2023-07-05 09:43:00

A. 學單片機最重要的知識點是什麼

如果你是考試的話
應該是下面幾點:
定址方式(需要認識其定址方式,並能區分與其它指令的特點)
指令的使用(一般是讀一段程序,問寄存器中的內容)
定時器的使用(初始值計算,寄存器的初始化)
外部存儲器擴展(知道各個埠的連線,會計算初始地址及片外定址范圍)
LED擴展(知道LED的原理,編程實現一個顯示的輸出,要知道他的接線方式及對應的顯示代碼)
鍵盤擴展(知道鍵盤的輸入原理,程序閱讀,初始化編程)
數模轉換(連線設計,地址范圍計算,初始化編程)

如果你是設計個東西的話
你要會寫程序,會使用KeilC,Proteus等軟體。
因為程序需要多次調試。

目前我想到的就這么多,希望可以幫到你。

B. 單片機的定義

單片機是一種集成電路晶元,是採用超大規模集成電路技術把具有數據處理能力的中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統、定時器/計數器等功能(可能還包括顯示驅動電路、脈寬調制電路、模擬多路轉換器、A/D轉換器等電路)集成到一塊矽片上構成的一個小而完善的微型計算機系統,在工業控制領域廣泛應用。

單片機又稱單片微控制器,它不是完成某一個邏輯功能的晶元,而是把一個計算機系統集成到一個晶元上。相當於一個微型的計算機,和計算機相比,單片機只缺少了I/O設備。概括的講:一塊晶元就成了一台計算機。它的體積小、質量輕、價格便宜、為學習、應用和開發提供了便利條件。同時,學習使用單片機是了解計算機原理與結構的最佳選擇。

從上世紀80年代,由當時的4位、8位單片機,發展到現在的300M的高速單片機。單片機的使用領域已十分廣泛,如智能儀表、實時工控、通訊設備、導航系統、家用電器等。各種產品一旦用上了單片機,就能起到使產品升級換代的功效,常在產品名稱前冠以形容詞——「智能型」,如智能型洗衣機等。

C. 單片機有什麼特徵

單片機具有以下特點:

1、有優異的性能價格比

目前國內市場上,有些單片機的晶元只有人民幣幾元,加上少量外圍元件,就能構成一台功能相當豐富的智能化控制裝置。

2、集成度高,體積小,可靠性好

單片機把各功能部件集成在一塊晶元上,內部採用匯流排結構,減少了各晶元之間的連線,大大提高了單片機的可靠性與抗干擾能力。而且,由於單片機體積小,易於採取電磁屏蔽或密封措施,適合於在惡劣環境下工作。

3、控制能力強

單片機指令豐富,能充分滿足。工業控制的各種要求。

4、低功耗,低電壓,便於生產攜帶型產品。

5、易擴展

可根據需要並行或串列擴展,構成各種不同應用規模的計算機控制系統。

(3)單片機的五個知識點擴展閱讀

單片機廣泛應用於儀器儀表、家用電器、醫用設備、航空航天、專用設備的智能化管理及過程式控制制等領域,大致可分如下幾個范疇:

1、在智能儀器儀表上的應用

單片機具有體積小、功耗低、控制功能強、擴展靈活、微型化和使用方便等優點,廣泛應用於儀器儀表中,結合不同類型的感測器,可實現諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力等物理量的測量。

2、在工業控制中的應用

用單片機可以構成形式多樣的控制系統、數據採集系統。例如工廠流水線的智能化管理,電梯智能化控制、各種報警系統,與計算機聯網構成二級控制系統等。

3、在家用電器中的應用

可以這樣說,現在的家用電器基本上都採用了單片機控制,從電飯褒、洗衣機、電冰箱、空調機、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設備,五花八門,無所不在。

4、在計算機網路和通信領域中的應用

現代的單片機普遍具備通信介面,可以很方便地與計算機進行數據通信,為在計算機網路和通信設備間的應用提供了極好的物質條件,現在的通信設備基本上都實現了單片機智能控制,從手機,電話機、小型程式控制交換機、樓宇自動通信呼叫系統、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的行動電話,集群移動通信,無線電對講機等。

5、單片機在醫用設備領域中的應用

單片機在醫用設備中的用途亦相當廣泛,例如醫用呼吸機,各種分析儀,監護儀,超聲診斷設備及病床呼叫系統等等。

6、在各種大型電器中的模塊化應用

某些專用單片機設計用於實現特定功能,從而在各種電路中進行模塊化應用,而不要求使用人員了解其內部結構。如音樂集成單片機,看似簡單的功能,微縮在純電子晶元中(有別於磁帶機的原理),就需要復雜的類似於計算機的原理。

D. 51單片機中斷/定時器/計數器

89C51/52的中斷系統有5個中斷源 ,2個優先順序,可實現二級中斷嵌套 。

1、(P3.2)可由IT0(TCON.0)選擇其為低電平有效還是下降沿有效。當CPU檢測到P3.2引腳上出現有效的中斷信號時,中斷標志IE0(TCON.1)置1,向CPU申請中斷。

2、(P3.3)可由IT1(TCON.2)選擇其為低電平有效還是下降沿有效。當CPU檢測到P3.3引腳上出現有效的中斷信號時,中斷標志IE1(TCON.3)置1,向CPU申請中斷。

3、TF0(TCON.5),片內定時/計數器T0溢出中斷請求標志。當定時/計數器T0發生溢出時,置位TF0,並向CPU申請中斷。

4、TF1(TCON.7),片內定時/計數器T1溢出中斷請求標志。當定時/計數器T1發生溢出時,置位TF1,並向CPU申請中斷。

5、RI(SCON.0)或TI(SCON.1),串列口中斷請求標志。當串列口接收完一幀串列數據時置位RI或當串列口發送完一幀串列數據時置位TI,向CPU申請中斷。

IE寄存器:
中斷允許控制寄存器分為兩層結構,第一級結構為中斷允許總控制EA,只有當EA處於中斷允許狀態,中斷源中斷請求才能夠得到允許;當EA處於不允許狀態時,無論IE寄存器中其他位處於什麼狀態,中斷源中斷請求都不會得到允許。第二級結構為5個中斷允許控制位,分別對應5個中斷源的中斷請求,當對應中斷允許控制位為1時,中斷源中斷請求得到允許。

EX0:外部中斷0允許位。EX0=1,允許外部中斷0中斷;EX0=0,禁止外部中斷0中斷。當EX0=1( SETB EX0 )時,同時單片機P3.2引腳上出現中斷信號時,單片機中斷主程序的執行而「飛」往中斷服務子程序,執行完後通過中斷返回指令RET 動返回主程序。當EX0=0( CLR EX0)時,即使單片機P3.2引腳上出現中斷信程序也不會從主程序「飛」 出去執行,因為此時單片機的CPU相當於被「堵上了耳朵」,根本接收不到P3.2引腳上的中斷信號,但是這並不表示這個信號不存在。如果單片機的CPU有空查一下TCON中的IE0位,若為1就說明有中斷信號出現過。
ET0:T0溢出中斷允許位。ET0=1,允許T0中斷;ET0=0,禁止T0中斷。
EX1:外部中斷1允許位。EX1=1,允許外部中斷1中斷;EX1=0,禁止外部中斷1中斷。當EX1=1( SETB EX1)時,並且外部P3.3引腳上出現中斷信號時,單片機CPU會中斷主程序而去執行相應的中斷服務子程序;當EX1=0( CLR EX1)時使外部P3.3引腳上即使出現中斷信號,單片機的CPU也不能中斷主程序轉而去行中斷服務子程序。 [3] 因此,可以這樣認為,EX0和EX1是決定CPU能否感覺到外部引腳P3.2P3.3上的中斷信號的控制位。
ET1:T1溢出中斷允許位。ET1=1,允許T1中斷;ET1=0,禁止T1中斷。
ES:串列中斷允許位。ES=1,允許串列口中斷;ES=0,禁止串列口中斷。
EA:中斷總允許位。EA=1,CPU開放中斷;EA=0,CPU禁止所有的中斷請求。總允許EA好比一個總開關。EA就相當於每家水管的總閘,如果總閘不開,各個龍頭即使開了也不會有水;反過來,如果總閘開了而各個分閘沒開也不會有水,所當我們想讓P3.2和P3.3引腳上的信號能夠中斷主程序則必須將EA位設置為0(CLR EA)。

TCON寄存器:

各位的標識如下:
TF1:定時器1溢出標志位。當定時器1計滿溢出時,由硬體使TF1置1,並且申請中斷,進入中斷服務程序,有硬體自動清0 ,在查詢方式下用軟體清0.
TR1:定時器運行控制位,TR1置1是開啟定時器1,TR1置0時關閉定時器1.
TF0:定時器0溢出標志位。當定時器0計滿溢出時,由硬體使TF0置1,並且申請中斷,進入中斷服務程序,有硬體自動清0 ,在查詢方式下用軟體清0.
TR0:定時器運行控制位,TR0置1是開啟定時器0,TR0置0時關閉定時器0.
IE1:外部中斷1請求標志位。
IT1:外部中斷1觸發方式選擇位。當IT1置0時,為低電平觸發;當IT1置1時,為下降沿觸發。
IE0:外部中斷0請求標志位。
IT0:外部中斷0觸發方式選擇位。當IT0置0時,為低電平觸發;當IT0置1時,為下降沿觸發。

51單片機外部中斷響應條件:
1、中斷源有中斷請求;
2、中斷源的中斷允許位為1(設置IE寄存器相關位);
3、CPU開中斷(設置IE寄存器開中斷,即EA=1)

CPU時序的有關知識:
振盪周期:為單片機提供定時信號的振盪源的周期(晶振周期或外加振盪周期)
狀態周期:2個振盪周期為1個狀態周期,用S表示。
機器周期:1個機器周期含6個狀態周期,12個振盪周期。
指令周期:完成1條指令所佔用的全部時間,它以機器周期為單位。

定時器的其他知識點:
1、51單片機有兩組定時器/計數器,因為既可以定時,又可以計數,故稱之為定時器/計數器。
2、定時器/計數器和單片機的CPU是相互獨立的。定時器/計數器工作的過程是自動完成的,不需要CPU的參與。
3、51單片機中的定時器/計數器是根據機器內部的時鍾或者是外部的脈沖信號對寄存器中的數據加1。
4、有了定時器/計數器之後,可以增加單片機的效率,一些簡單的重復加1的工作可以交給定時器/計數器處理。CPU轉而處理一些復雜的事情。同時可以實現精確定時作用。

與定時器/計數器有關的寄存器:
1、TMOD寄存器
2、TCON寄存器
3、IE寄存器
4、THx/TL寄存器

工作方式寄存器TMOD:
工作方式寄存器TMOD用於設置定時/計數器的工作方式,低四位用於T0,高四位用於T1。其格式如下:

M1M0:工作方式設置位。定時/計數器有四種工作方式。一般我們廳方式1和方式2:

控制寄存器TCON:
TCON的低4位用於控制外部中斷,已在前面介紹。TCON的高4位用於控制定時/計數器的啟動和中斷申請。其格式如下:

TF1(TCON.7):T1溢出中斷請求標志位。T1計數溢出時由硬體自動置TF1為1。CPU響應中斷後TF1由硬體自動清0。T1工作時,CPU可隨時查詢TF1的狀態。所以,TF1可用作查詢測試的標志。TF1也可以用軟體置1或清0,同硬體置1或清0的效果一樣。
TR1(TCON.6):T1運行控制位。TR1置1時,T1開始工作;TR1置0時,T1停止工作。TR1由軟體置1或清0。所以,用軟體可控制定時/計數器的啟動與停止。
TF0(TCON.5):T0溢出中斷請求標志位,其功能與TF1類同。
TR0(TCON.4):T0運行控制位,其功能與TR1類同。

IE中斷開關寄存器:
用於開啟cpu中斷和對應的中斷位。

THx和TL定時/計數存儲寄存器:
THx存儲高8位數據,TLx存儲低8位數據。

定時器/計算器初值計數公式:
計數個數與計數初值的關系為:X=2^n-N
N是需要計數的值;n與設置定時器/計數器的工作方式有關(可能為8、13、16);X是需要設置在THx和TLx的初值。

使用定時器/計算器的初始化流程:
1、對TMOD賦值,以確定T0和T1的工作方式。
2、計算初值,並將其寫入TH0、TL0或TH1、TL1。
3、中斷方式選擇,則對EA賦值,開放定時器中斷。
4、使TR0或TR1置位,啟動定時/計數器定時或計數。

E. 51單片機內部包含哪些主要功能部件他們的作用是什麼

MCS-51單片機是在一塊晶元中集成了 CPU、 RAM、 ROM、定時器/ 計數器和多種功能的I/O介面等一台計算機所需要的基本功能部件。

F. 51單片機內部包含哪些主要功能部件各功能部件的主要作用是什麼

部件、功能如下:

運算器 :由算術邏輯單元 ALU、累加器ACC、B寄存器、兩個暫存寄存器、程序狀態寄存器組成 PSW ; 8 位,可以進行算術雲算(加,減,乘,除,乘除運算與寄存器 B 有關)、邏輯運算及移位運算等。

控制器:由指令寄存器 IR 、指令解碼器 ID 、定時及控制邏輯電路、程序計數器 PC 組成,使單片機的運行控制中心。 PC 的結構與功能: 16 位的程序寄存器,控製程序的執行。 IR , ID 的功能;

ROM : 4KB ,地址 0000H--0FFFH (使用時)

RAM : 128B ,地址 00H--7FH 三、 8051 的 I/O 埠電路四、定時器 / 計數器: 2 個 16 位的定時器 / 計數器 五、中斷控制系統: 5 個中斷源,其中兩個外部中斷、兩個定時 / 計數器中斷、 1 個串列口中斷。

G. AT89S51單片機的內部資源有哪些,分別是怎麼使用的

單片機對於初學者來說確實很難理解,不少學過單片機的同學或電子愛好者,甚至在畢業時仍舊是一無所獲。基於此,電子發燒友網將整合《單片機關鍵知識點全攻略》,共分為四個系列,以饗讀者,敬請期待!此系列對於業內電子工程師也有收藏和參考價值。

單片機關鍵知識點一覽:

系列一

點擊瀏覽下一頁1:單片機簡敘

點擊瀏覽下一頁2:單片機引腳介紹

點擊瀏覽下一頁3:單片機存儲器結構

點擊瀏覽下一頁4:第一個單片機小程序

點擊瀏覽下一頁5:單片機延時程序分析

點擊瀏覽下一頁6:單片機並行口結構

點擊瀏覽下一頁7:單片機的特殊功能寄存器

系列二

點擊瀏覽下一頁8:單片機定址方式與指令系統

點擊瀏覽下一頁9:單片機數據傳遞類指令

點擊瀏覽下一頁10:單片機數據傳送類指令

點擊瀏覽下一頁11:單片機算術運算指令

點擊瀏覽下一頁12:單片機邏輯運算類指令

點擊瀏覽下一頁13:單片機邏輯與或異或指令祥解

點擊瀏覽下一頁14:單片機條件轉移指令

系列三

點擊瀏覽下一頁15:單片機位操作指令

點擊瀏覽下一頁16:單片機定時器與計數器

點擊瀏覽下一頁17:單片機定時器/計數器的方式

點擊瀏覽下一頁18:單片機的中斷系統

點擊瀏覽下一頁19:單片機定時器、中斷試驗

點擊瀏覽下一頁20:單片機定時/計數器實驗

點擊瀏覽下一頁21:單片機串列口介紹

系列四

點擊瀏覽下一頁22:單片機串列口通信程序設計

點擊瀏覽下一頁23:LED數碼管靜態顯示介面與編

點擊瀏覽下一頁24:動態掃描顯示介面電路及程序

點擊瀏覽下一頁25:單片機鍵盤介面程序設計

點擊瀏覽下一頁26:單片機矩陣式鍵盤介面技術及

點擊瀏覽下一頁27:關於單片機的一些基本概念

點擊瀏覽下一頁28:實際案例實踐——單片機音樂程序設計

1:單片機簡敘

什麼是單片機 一台能夠工作的計算機要有這樣幾個部份構成:CPU(進行運算、控制)、RAM(數據存儲)、ROM(程序存儲)、輸入/輸出設備(例如:串列口、並行輸出口等)。在個人計算機上這些部份被分成若干塊晶元,安裝一個稱之為主板的印刷線路板上。而在單片機中,這些部份,全部被做到一塊集成電路晶元中了,所以就稱為單片(單晶元)機,而且有一些單片機中除了上述部份外,還集成了其它部份如A/D,D/A等。

單片機是一種控制晶元,一個微型的計算機,而加上晶振,存儲器,地址鎖存器,邏輯門,七段解碼器(顯示器),按鈕(類似鍵盤),擴展晶元,介面等那是單片機系統。

2:單片機引腳介紹

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單片機的40個引腳大致可分為4類:電源、時鍾、控制和I/O引腳。

⒈ 電源:

⑴ VCC - 晶元電源,接+5V;

⑵ VSS - 接地端;

⒉ 時鍾:XTAL1、XTAL2 - 晶體振盪電路反相輸入端和輸出端。

⒊ 控制線:控制線共有4根,

⑴ ALE/PROG:地址鎖存允許/片內EPROM編程脈沖

① ALE功能:用來鎖存P0口送出的低8位地址

② PROG功能:片內有EPROM的晶元,在EPROM編程期間,此引腳輸入編程脈沖。

⑵ PSEN:外ROM讀選通信號。

⑶ RST/VPD:復位/備用電源。

① RST(Reset)功能:復位信號輸入端。

② VPD功能:在Vcc掉電情況下,接備用電源。

⑷ EA/Vpp:內外ROM選擇/片內EPROM編程電源。

① EA功能:內外ROM選擇端。

② Vpp功能:片內有EPROM的晶元,在EPROM編程期間,施加編程電源Vpp。

⒋ I/O線

80C51共有4個8位並行I/O埠:P0、P1、P2、P3口,共32個引腳。P3口還具有第二功能,用於特殊信號輸入輸出和控制信號(屬控制匯流排)。

拿到一塊晶元,想要使用它,首先必須要知道怎樣連線,我們用的一塊稱之為89C51的晶元,下面我們就看一下如何給它連線。

1、 電源:這當然是必不可少的了。單片機使用的是5V電源,其中正極接40管腳,負極(地)接20管腳。

2、 振蒎電路:單片機是一種時序電路,必須供給脈沖信號才能正常工作,在單片機內部已集成了振盪器,使用晶體振盪器,接18、19腳。只要買來晶體震盪器,電容,連上就能了,按圖1接上即可。

3、 復位管腳:按圖1中畫法連好,至於復位是何含義及為何需要復要復位,在單片機功能中介紹。

4、 EA管腳:EA管腳接到正電源端。 至此,一個單片機就接好,通上電,單片機就開始工作了。

我們的第一個任務是要用單片機點亮一隻發光二極體LED,顯然,這個LED必須要和單片機的某個管腳相連,不然單片機就沒法控制它了,那麼和哪個管腳相連呢?單片機上除了剛才用掉的5個管腳,還有35個,我們將這個LED和1腳相連。(見圖1,其中R1是限流電阻)

按照這個圖的接法,當1腳是高電平時,LED不亮,只有1腳是低電平時,LED才發亮。因此要1腳我們要能夠控制,也就是說,我們要能夠讓1管腳按要求變為高或低電平。即然我們要控制1腳,就得給它起個名字,總不能就叫它一腳吧?叫它什麼名字呢?設計51晶元的INTEL公司已經起好了,就叫它P1.0,這是規定,不能由我們來更改。

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圖1

名字有了,我們又怎樣讓它變『高』或變『低』呢?叫人做事,說一聲就能,這叫發布命令,要計算機做事,也得要向計算機發命令,計算機能聽得懂的命令稱之為計算機的指令。讓一個管腳輸出高電平的指令是SETB,讓一個管腳輸出低電平的指令是CLR。因此,我們要P1.0輸出高電平,只要寫SETB P1.0,要P1.0輸出低電平,只要寫 CLR P1.0就能了。

現在我們已經有辦法讓計算機去將P10輸出高或低電平了,但是我們怎樣才能計算機執行這條指令呢?總不能也對計算機也說一聲了事吧。要解決這個問題,還得有幾步要走。第一,計算機看不懂SETB CLR之類的指令,我們得把指令翻譯成計算機能懂的方式,再讓計算機去讀。計算機能懂什麼呢?它只懂一樣東西——數字。因此我們得把SETB P1.0變為(D2H,90H ),把CLR P1.0變為 (C2H,90H ),至於為什麼是這兩個數字,這也是由51晶元的設計者--INTEL規定的,我們不去研究。第二步,在得到這兩個數字後,怎樣讓這兩個數字進入單片機的內部呢?這要藉助於一個硬體工具「編程器」。如果你還不知道是什麼是編程器,我來介紹一下,就是把你在電腦上寫出來來的代碼用匯編器等編譯器生成的一個目標燒寫到單片機的eprom裡面去的工具,80c51這種類型的單片機編程是一件很麻煩的事情,必要要先裝到編程器上編程後才能在設備上使用,而目前最新的89s51單片機居然在線編程(isp)功能,不用拔出來利用簡單的電路就可以實現把代碼寫入單片機內部,本站有詳細的at89s51編程器製作教程

我們將編程器與電腦連好,運行編程器的軟體,然後在編緝區內寫入(D2H,90H)見圖2,

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圖2

寫入……好,拿下片子,把片子插入做好的電路板,接通電源……什麼?燈不亮?這就對了,因為我們寫進去的指令就是讓P10輸出高電平,燈當然不亮,要是亮就錯了。現在我們再撥下這塊晶元,重新放回到編程器上,將編緝區的內容改為(C2H,90H),也就是CLR P1.0,寫片,拿下片子,把片子插進電路板,接電,好,燈亮了。因為我們寫入的()就是讓P10輸出低電平的指令。這樣我們看到,硬體電路的連線沒有做任何改變,只要改變寫入單片機中的內容,就能改變電路的輸出效果。

3:單片機存儲器結構

單片機內部存儲結構分析

我們來思考一個問題,當我們在編程器中把一條指令寫進單片要內部,然後取下單片機,單片機就可以執行這條指令,那麼這條指令一定保存在單片機的某個地方,並且這個地方在單片機掉電後依然可以保持這條指令不會丟失,這是個什麼地方呢?這個地方就是單片機內部的只讀存儲器即ROM(READ ONLY MEMORY)。為什麼稱它為只讀存儲器呢?剛才我們不是明明把兩個數字寫進去了嗎?原來在89C51中的ROM是一種電可擦除的ROM,稱為FLASH ROM,剛才我們是用的編程器,在特殊的條件下由外部設備對ROM進行寫的操作,在單片機正常工作條件下,只能從那面讀,不能把數據寫進去,所以我們還是把它稱為ROM。

數的本質和物理現象:我們知道,計算機能進行數學運算,這可令我們非常的難以理解,計算機嗎,我們雖不了解它的組成,但它總只是一些電子元器件,怎麼能進行數學運算呢?我們做數學題如37+45是這樣做的,先在紙上寫37,然後在下面寫45,然後大腦運算,最後寫出結果,運算的原材料:37、45和結果:82都是寫在紙上的,計算機中又是放在什麼地方呢?為了解決這個問題,先讓我們做一個實驗:這里有一盞燈,我們知道燈要麼亮,要麼不亮,就有兩種狀態,我們能用』0』和』1』來代替這兩種狀態,規定亮為』1』,不亮為』0』。現在放上兩盞燈,一共有幾種狀態呢?我們列表來看一下:

請大家自已寫上3盞燈的情況000 001 010 011 100 101 110 111

我們來看,這個000,001,101 不就是我們學過的的二進制數嗎?本來,燈的亮和滅只是一種物理現象,可當我們把它們按一按的次序排更好後,燈的亮和滅就代表了數字了。讓我們再抽象一步,燈為什麼會亮呢?看電路1,是因為輸出電路輸出高電平,給燈通了電。因此,燈亮和滅就能用電路的輸出是高電平還是低電平來替代了。這樣,數字就和電平的高、低聯繫上了。(請想一下,我們還看到過什麼樣的類似的常式呢?(海軍之)燈語、旗語,電報,甚至紅、綠燈)

什麼是位:

通過上面的實驗我們已經知道:一盞燈亮或者說一根線的電平的高低,能代表兩種狀態:0和1。實際上這就是一個二進制位,因此我們就把一根線稱之為一「位」,用BIT表示。

什麼是位元組:

一根線能表於0和1,兩根線能表達00,01,10,11四種狀態,也就是能表於0到3,而三根能表達0-7,計算機中常常用8根線放在一起,同時計數,就能表過到0-255一共256種狀態。這8根線或者8位就稱之為一個位元組(BYTE)。不要問我為什麼是8根而不是其它數,因為我也不知道。(計算機世界是一本人造的世界,不是自然界,很多事情你無法問為什麼,只能說:它是一種規定,大家在以後的學習過程中也要注意這個問題)

存儲器的工作原理:

1、存儲器構造

存儲器就是用來存放數據的地方。它是利用電平的高低來存放數據的,也就是說,它存放的實際上是電平的高、低,而不是我們所習慣認為的1234這樣的數字,這樣,我們的一個謎團就解開了,計算機也沒什麼神秘的嗎。

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圖2

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圖3

讓我們看圖2。單片機裡面都有這樣的存儲器,這是一個存儲器的示意圖:一個存儲器就象一個個的小抽屜,一個小抽屜里有八個小格子,每個小格子就是用來存放「電荷」的,電荷通過與它相連的電線傳進來或釋放掉,至於電荷在小格子里是怎樣存的,就不用我們操心了,你能把電線想像成水管,小格子里的電荷就象是水,那就好理解了。存儲器中的每個小抽屜就是一個放數據的地方,我們稱之為一個「單元」。

有了這么一個構造,我們就能開始存放數據了,想要放進一個數據12,也就是00001100,我們只要把第二號和第三號小格子里存滿電荷,而其它小格子里的電荷給放掉就行了(看圖3)。可是問題出來了,看圖2,一個存儲器有好多單元,線是並聯的,在放入電荷的時候,會將電荷放入所有的單元中,而釋放電荷的時候,會把每個單元中的電荷都放掉,這樣的話,不管存儲器有多少個單元,都只能放同一個數,這當然不是我們所希望的,因此,要在結構上稍作變化,看圖2,在每個單元上有個控制線,我想要把數據放進哪個單元,就給一個信號這個單元的控制線,這個控制線就把開關打開,這樣電荷就能自由流動了,而其它單元控制線上沒有信號,所以開關不打開,不會受到影響,這樣,只要控制不一樣單元的控制線,就能向各單元寫入不一樣的數據了,同樣,如果要某個單元中取數據,也只要打開對應的控制開關就行了。

2、存儲器解碼

那麼,我們怎樣來控制各個單元的控制線呢?這個還不簡單,把每個單元元的控制線都引到集成電路的外面不就行了嗎?事情可沒那麼簡單,一片27512存儲器中有65536個單元,把每根線都引出來,這個集成電路就得有6萬多個腳?不行,怎麼辦?要想法減少線的數量。我們有一種辦法稱這為解碼,簡單介紹一下:一根線能代表2種狀態,2根線能代表4種狀態,3根線能代表幾種,256種狀態又需要幾根線代表?8種,8根線,所以65536種狀態我們只需要16根線就能代表了。

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3、存儲器的選片及匯流排的概念

至此,解碼的問題解決了,讓我們再來關注另外一個問題。送入每個單元的八根線是用從什麼地方來的呢?它就是從計算機上接過來的,一般地,這八根線除了接一個存儲器之外,還要接其它的器件,如圖4所示。這樣問題就出來了,這八根線既然不是存儲器和計算機之間專用的,如果總是將某個單元接在這八根線上,就不好了,比如這個存儲器單元中的數值是0FFH另一個存儲器的單元是00H,那麼這根線到底是處於高電平,還是低電平?豈非要打架看誰歷害了?所以我們要讓它們分離。辦法當然很簡單,當外面的線接到集成電路的管腳進來後,不直接接到各單元去,中間再加一組開關(參考圖4 )就行了。平時我們讓開關關閉著,如果確實是要向這個存儲器中寫入數據,或要從存儲器中讀出數據,再讓開關接通就行了。這組開關由三根引線選擇:讀控制端、寫控制端和片選端。要將數據寫入片中,先選中該片,然後發出寫信號,開關就合上了,並將傳過來的數據(電荷)寫入片中。如果要讀,先選中該片,然後發出讀信號,開關合上,數據就被送出去了。注意圖4,讀和寫信號同時還接入到另一個存儲器,但是由於片選端不一樣,所以雖有讀或寫信號,但沒有片選信號,所以另一個存儲器不會「誤會」而開門,造成沖突。那麼會不一樣時選中兩片晶元呢?只要是設計好的系統就不會,因為它是由計算控制的,而不是我們人來控制的,如果真的出現同時出現選中兩片的情況,那就是電路出了故障了,這不在我們的討論之列。

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