了解了單片機內(nèi)部的大致工作原理之后，我們或許對單片機如何讀取指令代碼和數(shù)據(jù)的過程存在一定的疑問，這就是總線系統(tǒng)。51單片機內(nèi)部有三大塊總線系統(tǒng)AB,CB,DB即地址總線，控制總線和數(shù)據(jù)總線。51系統(tǒng)式的存儲形式是采用普林斯頓結(jié)構(gòu)（馮·諾依曼結(jié)構(gòu)）的，即數(shù)據(jù)和代碼存放在重疊地址通過不同的控制總線控制不懂的物理存儲位置讀寫。馮·諾依曼結(jié)構(gòu)代碼和數(shù)據(jù)是公用數(shù)據(jù)和地址端口的所以在執(zhí)行程序的時候必須先讀取指令，然后再讀取數(shù)據(jù)這相對于哈弗結(jié)構(gòu)來說，在一定程度上限制了程序的執(zhí)行速度。借助下圖可以適當(dāng)說明一下馮諾依曼結(jié)構(gòu)程序和數(shù)據(jù)的存儲方式。外部ROM和RAM都是通過P2和P0作為地址輸出，P0作為數(shù)據(jù)或者代碼輸入。通過CB開控制是讀取代碼，還是讀寫RAM。由于很多資源是公用的所以在執(zhí)行速度上會受到一定的限制。 
馮諾依曼結(jié)構(gòu)圖
本文引用地址：http://cafeforensic.com/article/201611/321409.htm 這里值得注意的是，上圖是馮諾依曼的結(jié)構(gòu)圖，也是51單片機典型的外部存儲器（包括程序存儲器ROM和數(shù)據(jù)存儲器RAM）擴展電路。擴展程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器唯一不同點是通過CB（Control BUS控制總線）控制時序的不同實現(xiàn)對不同存儲器的操作。P0口為了滿足地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用的功能，其內(nèi)部具有和其他端口不同的結(jié)構(gòu)。P0在作為地址輸出時是具有‘0’，‘1’輸出的，而且驅(qū)動能力比較強，在作為數(shù)據(jù)讀入的時候是呈現(xiàn)高阻態(tài)的。
對于哈佛結(jié)構(gòu)程序指令和數(shù)據(jù)指令分開組織和存儲的，執(zhí)行時可以預(yù)先讀取下一條指令。在最簡單的只有一級流水線的執(zhí)行條件下，程序在讀取本條指令的時候可以同時預(yù)取下調(diào)指令的數(shù)據(jù)，這樣在執(zhí)行速度會有一定的提高。
哈佛結(jié)構(gòu)圖
加入技術(shù)交流群
評論