哈佛結構和普林斯頓結構

ID:155499 · 發表于 2016-12-17 23:49

有大神能詳細的說下51單片機中的哈佛結構和普林斯頓結構嗎？拜托拜托！！

ID:155507 · 發表于 2016-12-18 10:05

哈佛結構是一種將程序指令存儲和數據存儲分開的存儲器結構。中央處理器首先到程序指令存儲器中讀取程序指令內容，解碼后得到數據地址，再到相應的數據存儲器中讀取數據，并進行下一步的操作（通常是執行）。程序指令存儲和數據存儲分開，可以使指令和數據有不同的數據寬度，如Microchip公司的PIC16芯片的程序指令是14位寬度，而數據是8位寬度。

目前使用哈佛結構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單片機也屬于哈佛結構

普林斯頓結構也稱馮·諾伊曼結構，是一種將程序指令存儲器和數據存儲器合并在一起的存儲器結構。程序指令存儲地址和數據存儲地址指向同一個存儲器的不同物理位置，因此程序指令和數據的寬度相同，如英特爾公司的8086中央處理器的程序指令和數據都是16位寬。

目前使用馮·諾伊曼結構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·諾伊曼結構。

評論：哈佛結構和馮.諾依曼結構都是一種存儲器結構。哈佛結構是將指令存儲器和數據存儲器分開的一種存儲器結構；而馮.諾依曼結構將指令存儲器和數據存儲器合在一起的存儲器結構。

ID:155499 · 發表于 2016-12-19 08:40

謝謝一樓

ID:155499 · 發表于 2016-12-19 08:44

我再問一下，單片機內部數據RAM128B和外擴的128B數據RAM是哈佛結構嗎

ID:155507 · 發表于 2016-12-19 09:37

是的，單片機內部數據RAM128B和外擴的128B數據RAM是哈佛結構

關于51單片機內存問題，一直是個疑惑大家的問題，因為51單片機是個很另類的單片機。
下面我給樓主講解一下：
51單片機之所以另類，是因為，他尋址內存的空間，不是靠總線，是用指令的方式。
51單片機有以下幾個內存模塊組成：
ROM或者Flash就不說了。訪問code是專用指令，就是單獨的從0開始編地址的。
RAM有------內部RAM的低128位（00-7F)
      -------內部RAM的高128位（80-FF)---【89C51單片機沒有這一段空間】
      -------特殊功能寄存器（SFR）（80-FF)
      ------外部RAM 64K（0000-FFFF）

樓主又疑惑了，好多地址是重復的，比如，我向80H地址寫一個數值，單片機怎么知道讀的是內部的高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卻號稱有512B，因為他的內部低128B RAM+內部高128B RAM+外部64KB RAM中的前256B，所以有512B，另外還有個SFR，但是，SFR不算是內存，這個樓主要搞清楚！
而51僅有內部低128B，所以51遠不如52高級。

那么，為什么說外部可以擴展到64K呢，因為DPTR是16位的，2的16次方是65536 = 64 KB
但是通常單片機不會用那么多內存的，所以基本外部就是256B--1024B之間，現在STC據說準備出一款4096B外部RAM的單片機。

以上所說的只是針對51內核的單片機，其他內核的，像ARM之類的，不是這種結構的。

ID:155499 · 發表于 2016-12-20 09:10

angmall 發表于 2016-12-19 09:37
是的，單片機內部數據RAM128B和外擴的128B數據RAM是哈佛結構

關于51單片機內存問題，一直是個疑惑大家的 ...

謝謝(*°°)=3

ID:155499 · 發表于 2016-12-20 11:23

angmall 發表于 2016-12-19 09:37
是的，單片機內部數據RAM128B和外擴的128B數據RAM是哈佛結構

關于51單片機內存問題，一直是個疑惑大家的 ...

那16位DPTR中的地址是怎么進來的呢，我的意思是說用于數據存儲器的接口只有8位，怎么把16位的片外地址送進來，是用其他方式嗎

ID:155507 · 發表于 2016-12-20 18:54

數據指針(DPTR)
是一個16位的特殊功能寄存器，其高位字節寄存器用DPH表示，低位字節寄存器用DPL表示，DPTR既可以作為一個16位的寄存器來處理，也可以作為兩個獨立的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），故稱數據指針，也可以將外部RAM中地址的內容傳送到內部RAM的地址所指向的內容中。

DPH和DPL的地址分別為83H、82H。

8位單片機，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8為拼起來的”

DPTR如
Mov DPTR,#1000H

把16位的片外地址送進來，分兩次送進DPL和DPH兩個8位寄存器

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

訪問片外數據存儲器的指令：

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64KB的片外空間。指令執行時，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口分時輸出，并由ALE信號鎖存在地址鎖存器中。

DPTR的另一個作用是變址尋址，訪問程序存儲器，做查表指令：如：
以dptr為基址寄存器,將dptr的內容與累加器a的內容相加得到變址地址
movc a, @a+dptr ; (a)<-----((a)+(dptr))
jmp @A+DPTR;間接轉移指令，將DPTR中的16位數和累加器A中的8位數相加，并直接送入PC，實現散轉功能。對A、DPTR和標志位無影響。

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哈佛結構和普林斯頓結構