標(biāo)題: 哈佛結(jié)構(gòu)和普林斯頓結(jié)構(gòu) [打印本頁]
作者: saf806    時(shí)間: 2016-12-17 23:49
標(biāo)題: 哈佛結(jié)構(gòu)和普林斯頓結(jié)構(gòu)
有大神能詳細(xì)的說下51單片機(jī)中的哈佛結(jié)構(gòu)和普林斯頓結(jié)構(gòu)嗎？拜托拜托！！
作者: angmall    時(shí)間: 2016-12-18 10:05
哈佛結(jié)構(gòu)是一種將程序指令存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分開的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。中央處理器首先到程序指令存儲(chǔ)器中讀取程序指令內(nèi)容，解碼后得到數(shù)據(jù)地址，再到相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中讀取數(shù)據(jù)，并進(jìn)行下一步的操作（通常是執(zhí)行）。程序指令存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分開，可以使指令和數(shù)據(jù)有不同的數(shù)據(jù)寬度，如Microchip公司的PIC16芯片的程序指令是14位寬度，而數(shù)據(jù)是8位寬度。

目前使用哈佛結(jié)構(gòu)的中央處理器和微控制器有很多，除了上面提到的Microchip公司的PIC系列芯片，還有摩托羅拉公司的MC68系列、Zilog公司的Z8系列、ATMEL公司的AVR系列和安謀公司的ARM9、ARM10和ARM11，51單片機(jī)也屬于哈佛結(jié)構(gòu)

普林斯頓結(jié)構(gòu)也稱馮·諾伊曼結(jié)構(gòu)，是一種將程序指令存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合并在一起的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。程序指令存儲(chǔ)地址和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)地址指向同一個(gè)存儲(chǔ)器的不同物理位置，因此程序指令和數(shù)據(jù)的寬度相同，如英特爾公司的8086中央處理器的程序指令和數(shù)據(jù)都是16位寬。

目前使用馮·諾伊曼結(jié)構(gòu)的中央處理器和微控制器有很多。除了上面提到的英特爾公司的8086，英特爾公司的其他中央處理器、安謀公司的ARM7、MIPS公司的MIPS處理器也采用了馮·諾伊曼結(jié)構(gòu)。

評(píng)論：哈佛結(jié)構(gòu)和馮.諾依曼結(jié)構(gòu)都是一種存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。哈佛結(jié)構(gòu)是將指令存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開的一種存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)；而馮.諾依曼結(jié)構(gòu)將指令存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合在一起的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。
作者: saf806    時(shí)間: 2016-12-19 08:40
謝謝一樓
作者: saf806    時(shí)間: 2016-12-19 08:44
我再問一下，單片機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)RAM128B和外擴(kuò)的128B數(shù)據(jù)RAM是哈佛結(jié)構(gòu)嗎
作者: angmall    時(shí)間: 2016-12-19 09:37
是的，單片機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)RAM128B和外擴(kuò)的128B數(shù)據(jù)RAM是哈佛結(jié)構(gòu)

關(guān)于51單片機(jī)內(nèi)存問題，一直是個(gè)疑惑大家的問題，因?yàn)?1單片機(jī)是個(gè)很另類的單片機(jī)。
下面我給樓主講解一下：
51單片機(jī)之所以另類，是因?yàn)�，他尋址�?nèi)存的空間，不是靠總線，是用指令的方式。
51單片機(jī)有以下幾個(gè)內(nèi)存模塊組成：
ROM或者Flash就不說了。 訪問code是專用指令，就是單獨(dú)的從0開始編地址的。
RAM有------內(nèi)部RAM的低128位（00-7F)
          -------內(nèi)部RAM的高128位（80-FF)---【89C51單片機(jī)沒有這一段空間】
          -------特殊功能寄存器（SFR）（80-FF)
          ------外部RAM 64K（0000-FFFF）

樓主又疑惑了，好多地址是重復(fù)的，比如，我向80H地址寫一個(gè)數(shù)值，單片機(jī)怎么知道讀的是內(nèi)部的高128位RAM？還是SFR？還是外部64K的RAM呢？

答案是用指令，如果是直接尋址，那么訪問的就是SFR，如果是R0或者R1間接尋址，就是內(nèi)部高128位RAM，如果是DPTR或者是R0，R1間接尋址，且配合的是MovX指令，那么就是訪問外部64KRAM中的第80H個(gè)地址。

明白以上原理，樓主就明白了為什么地址只有8位，52卻號(hào)稱有512B，因?yàn)樗膬?nèi)部低128B RAM+內(nèi)部高128B RAM+外部64KB RAM中的前256B，所以有512B，另外還有個(gè)SFR，但是，SFR不算是內(nèi)存，這個(gè)樓主要搞清楚！
而51僅有內(nèi)部低128B，所以51遠(yuǎn)不如52高級(jí)。

那么，為什么說外部可以擴(kuò)展到64K呢，因?yàn)镈PTR是16位的，2的16次方是65536 = 64 KB
但是通常單片機(jī)不會(huì)用那么多內(nèi)存的，所以基本外部就是256B--1024B之間，現(xiàn)在STC據(jù)說準(zhǔn)備出一款4096B外部RAM的單片機(jī)。

以上所說的只是針對(duì)51內(nèi)核的單片機(jī)，其他內(nèi)核的，像ARM之類的，不是這種結(jié)構(gòu)的。
作者: saf806    時(shí)間: 2016-12-20 09:10
angmall 發(fā)表于 2016-12-19 09:37
是的，單片機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)RAM128B和外擴(kuò)的128B數(shù)據(jù)RAM是哈佛結(jié)構(gòu)

關(guān)于51單片機(jī)內(nèi)存問題，一直是個(gè)疑惑大家的 ...

謝謝(*°°)=3
作者: saf806    時(shí)間: 2016-12-20 11:23
angmall 發(fā)表于 2016-12-19 09:37
是的，單片機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)RAM128B和外擴(kuò)的128B數(shù)據(jù)RAM是哈佛結(jié)構(gòu)

關(guān)于51單片機(jī)內(nèi)存問題，一直是個(gè)疑惑大家的 ...

那16位DPTR中的地址是怎么進(jìn)來的呢，我的意思是說用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的接口只有8位，怎么把16位的片外地址送進(jìn)來，是用其他方式嗎
作者: angmall    時(shí)間: 2016-12-20 18:54
數(shù)據(jù)指針(DPTR)
是一個(gè)16位的特殊功能寄存器， 其高位字節(jié)寄存器用DPH表示，低位字節(jié)寄存器用DPL表示，DPTR既可以作為一個(gè)16位的寄存器來處理，也可以作為兩個(gè)獨(dú)立的8位寄存器來使用。主要功能是存放16位地址，作為片外RAM尋址用的地址寄存器（間接尋址），故稱數(shù)據(jù)指針，也可以將外部RAM中地址的內(nèi)容傳送到內(nèi)部RAM的地址所指向的內(nèi)容中。

DPH和DPL的地址分別為83H、82H。

8位單片機(jī)，所有的寄存器硬件上都是8位模式訪問；“所謂的的16位，都是2個(gè)8為拼起來的”

DPTR如
Mov DPTR,#1000H

把16位的片外地址送進(jìn)來，分兩次送進(jìn)DPL和DPH兩個(gè)8位寄存器

MOV DPL, #00H
MOV DPH, #0A0H


訪問片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的指令：

MOVX A,@DPTR讀
MOVX @DPTR,A寫

指令以16位DPTR為間址寄存器讀片外RAM，可以尋址整個(gè)64KB的片外空間。指令執(zhí)行時(shí)，在DPH中的高八位地址由P2口輸出，在DPL中的低八位地址由P0口分時(shí)輸出，并由ALE信號(hào)鎖存在地址鎖存器中。

DPTR的另一個(gè)作用是變址尋址，訪問程序存儲(chǔ)器，做查表指令：如：
以dptr為基址寄存器,將dptr的內(nèi)容與累加器a的內(nèi)容相加得到變址地址
movc a, @a+dptr ; (a)<-----((a)+(dptr))
jmp @A+DPTR;間接轉(zhuǎn)移指令，將DPTR中的16位數(shù)和累加器A中的8位數(shù)相加，并直接送入PC，實(shí)現(xiàn)散轉(zhuǎn)功能。對(duì)A、DPTR和標(biāo)志位無影響。




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