術語
總線
我們知道,一個
電路總是由
元器件通過電線連接而成的,在
模擬電路中,連線并不成為一個問題,因為各器件間一般是串行關系,各器件之間的連線并不很多,但計算機電路卻不一樣,它是以
微處理器為核心,各器件都要與微處理器相連,各器件之間的工作必須相互協(xié)調(diào),所以需要的連線就很多了,如果仍如同模擬電路一樣,在各微處理器和各器件間單獨連線,則線的數(shù)量將多得驚人,所以在微處理機中引入了總線的概念,各個器件共同享用連線,所有器件的8根數(shù)據(jù)線全部接到8根公用的線上,即相當于各個器件并聯(lián)起來,但僅這樣還不行,如果有兩個器件同時送出數(shù)據(jù),一個為0,一個為1,那么,接收方接收到的究竟是什么呢?這種情況是不允許的,所以要通過控制線進行控制,使器件分時工作,任何時候只能有一個器件發(fā)送數(shù)據(jù)(可以有多個器件同時接收)。器件的數(shù)據(jù)線也就被稱為
數(shù)據(jù)總線,器件所有的控制線被稱為
控制總線。在
單片機內(nèi)部或者
外部存儲器及其它器件中有
存儲單元,這些存儲單元要被分配
地址,才能使用,分配地址當然也是以電信號的形式給出的,由于存儲單元比較多,所以,用于地址分配的線也較多,這些線被稱為
地址總線。
指令、地址和數(shù)據(jù)
是一串‘0’和‘1’組成的序列。換言之,地址和指令都是數(shù)據(jù)。
指令:由
單片機芯片的設計者規(guī)定的一種數(shù)字,它與我們常用的
指令助記符有著嚴格的一一對應關系,不可以由
單片機的開發(fā)者更改。
地址:是尋找
單片機內(nèi)部、外部的存儲單元、輸入輸出口的依據(jù),內(nèi)部單元的地址值已由
芯片設計者規(guī)定好,不可更改,外部的單元可以由單片機開發(fā)者自行決定,但有一些地址單元是一定要有的(詳見程序的執(zhí)行過程)。
數(shù)據(jù):這是由微處理機處理的對象,在各種不同的應用
電路中各不相同,一般而言,被處理的數(shù)據(jù)可能有這么幾種情況:
1.地址(如MOV DPTR,1000H),即地址1000H送入
DPTR。
2.方式字或控制字(如MOV TMOD,#3),#3即是控制字。
3.常數(shù)(如MOV TH0,#10H)10H即定時常數(shù)。
4.實際輸出值(如P1口接彩燈,要燈全亮,則執(zhí)行指令:MOV P1,#0FFH,要燈全暗,則執(zhí)行指令:MOV P1,#00H)這里0FFH和00H都是實際輸出值。又如用于LED的
字形碼,也是實際輸出的值。
理解了地址、指令的本質(zhì),就不難理解程序運行過程中為什么會跑飛,會把數(shù)據(jù)當成指令來執(zhí)行了。
功能
初學時往往對P0口、P2口和P3口的第二功能用法迷惑不解,認為第二功能和原功能之間要有一個切換的過程,或者說要有一條指令,事實上,各端口的第二功能完全是自動的,不需要用指令來轉(zhuǎn)換。如P3.6、P3.7分別是WR、RD信號,當微處理機外接RAM或有外部I/O口時,它們被用作第二功能,不能作為通用I/O口使用,只要微處理器一執(zhí)行到MOVX指令,就會有相應的信號從P3.6或P3.7送出,不需要事先用指令說明。事實上‘不能作為通用I/O口使用,也并不是“不能”,而是(使用者)“不會”將其作為通用I/O口使用。
執(zhí)行過程
單片機在通電復位后
8051內(nèi)的
程序計數(shù)器(PC)中的值為‘0000’,所以程序總是從‘0000’單元開始執(zhí)行,也就是說:在系統(tǒng)的ROM中一定要存在‘0000’這個單元,并且在‘0000’單元中存放的一定是一條指令。
堆棧
堆棧是一個區(qū)域,是用來存放數(shù)據(jù)的,這個區(qū)域本身沒有任何特殊之處,就是內(nèi)部RAM的一部份,特殊的是它存放和取用數(shù)據(jù)的方式,即所謂的‘先進后出,后進先出’,并且堆棧有特殊的數(shù)據(jù)傳輸指令,即‘PUSH’和‘POP’,有一個特殊的專為其服務的單元,即
堆棧指針SP,每當執(zhí)一次
PUSH指令時,SP就(在原來值的基礎上)自動加1,每當執(zhí)行一次POP指令,SP就(在原來值的基礎上)自動減1。由于SP中的值可以用指令加以改變,所以只要在程序開始階段更改了SP的值,就可以把堆棧設置在規(guī)定的內(nèi)存單元中,如在程序開始時,用一條MOV SP,#5FH指令,就是把堆棧設置在從內(nèi)存單元60H開始的單元中。
一般程序的開頭總有這么一條設置堆棧指針的指令,因為開機時,SP的初始值為07H,這樣就使堆棧從08H單元開始往后,而08H到1FH這個區(qū)域正是8031的第二、三、四
工作寄存器區(qū),經(jīng)常要被使用,這會造成數(shù)據(jù)的混亂。不同作者編寫程序時,初始化
堆棧指令也不完全相同,這是作者的習慣問題。當設置好堆棧區(qū)后,并不意味著該區(qū)域成為一種專用內(nèi)存,它還是可以象普通內(nèi)存區(qū)域一樣使用,只是一般情況下
編程者不會把它當成普通內(nèi)存用了。