分析單片機程序的運行過程

單片機中一個程序的運行過程分為取指令，分析指令和執(zhí)行指令幾個步驟。

取指令的任務是：根據程序計數器PC中的值從程序存儲器讀出現行指令，送到指令寄存器。

分析指令階段的任務是：將指令寄存器中的指令操作碼取出后進行譯碼，分析其指令性質。如指令要求操作數，則尋找操作數地址。計算機執(zhí)行程序的過程實際上就是逐條指令地重復上述操作過程，直至遇到停機指令可循環(huán)等待指令。一般計算機進行工作時，首先要通過外部設備把程序和數據通過輸入接口電路和數據總線送入到存儲器，然后逐條取出執(zhí)行。但單片機中的程序一般事先我們都已通過寫入器固化在片內或片外程序存儲器中。因而一開機即可執(zhí)行指令。

下面我們將舉個實例來說明指令的執(zhí)行過程：

開機時，程序計算器PC變?yōu)?000H。然后單片機在時序電路作用下自動進入執(zhí)行程序過程。執(zhí)行過程實際上就是取出指令(取出存儲器中事先存放的指令階段)和執(zhí)行指令(分析和執(zhí)行指令)的循環(huán)過程。

例如執(zhí)行指令：MOVA,#0E0H，其機器碼為“74HE0H”，該指令的功能是把操作數E0H送入累加器，0000H單元中已存放74H，0001H單元中已存放E0H。當單片機開始運行時，首先是進入取指階段，其次序是：

1程序計數器的內容(這時是0000H)送到地址寄存器;

2程序計數器的內容自動加1(變?yōu)?001H);

3地址寄存器的內容(0000H)通過內部地址總線送到存儲器，以存儲器中地址譯碼電跟，使地址為0000H的單元被選中;

4CPU使讀控制線有效;

5在讀命令控制下被選中存儲器單元的內容(此時應為74H)送到內部數據總線上，因為是取指階段，所以該內容通過數據總線被送到指令寄存器。

至此，取指階段完成，進入譯碼分析和執(zhí)行指令階段。

由于本次進入指令寄存器中的內容是74H(操作碼)，以譯碼器譯碼后單片機就會知道該指令是要將一個數送到A累加器，而該數是在這個代碼的下一個存儲單元。所以，執(zhí)行該指令還必須把數據(E0H)從存儲器中取出送到CPU，即還要在存儲器中取第二個字節(jié)。其過程與取指階段很相似，只是此時PC已為0001H。指令譯碼器結合時序部件，產生74H操作碼的微操作系列，使數字E0H從0001H單元取出。因為指令是要求把取得的數送到A累加器，

所以取出的數字經內部數據總線進入A累加器，而不是進入指令寄存器。至此，一條指令的執(zhí)行完畢。單片機中PC=0002H，PC在CPU每次向存儲器取指或取數時自動加1，單片機又進入下一取指階段。這一過程一直重復下去，直至收到暫停指令或循環(huán)等待指令暫停。CPU就是這樣一條一條地執(zhí)行指令，完成所有規(guī)定的功能。

ROM是只讀存儲器，用于存儲程序代碼;RAM是數據存儲器，用于存放單片機運行時的數據，也就是說RAM中的數據掉電(復位)后就會消失，而ROM中的數據不會。

中斷最主要的作用是保護現場，計時器用于精確定時和長定時，如果你看不懂，在問我!

中斷是通過硬件來改變CPU的運行方向的。計算機在執(zhí)行程序的過程中，當出現CPU以外的某種情況時，由服務對象向CPU發(fā)出中斷請求信號，要求CPU暫時中斷當前程序的執(zhí)行而轉去執(zhí)行相應的處理程序，待處理程序執(zhí)行完畢后，再繼續(xù)執(zhí)行原來被中斷的程序。這種程序在執(zhí)行過程中由于外界的原因而被中間打斷的情況稱為“中斷”。

“中斷”之后所執(zhí)行的相應的處理程序通常稱之為中斷服務程序或中斷處理子程序。

原來正常運行的程序稱為主程序。

主程序被斷開的位置(或地址)稱為“斷點”。

引起中斷的原因，或能發(fā)出中斷申請的來源，稱為“中斷源”。

中斷源要求服務的請求稱為“中斷請求”(或中斷申請)。

當硬件電路將中斷信號送給cpu時，給主程序設置一個斷點，然后去響應中斷請求，當完成中斷的內容后，在返回斷點處繼續(xù)執(zhí)行主程序。