处理器体系结构

8051的体系结构

包括的硬件如下：

1. 一个12MHz的时钟
2. 一个8位的ALU
3. CISC复杂指令
4. 特殊移位操作
5. 一个程序计数器
6. 一个栈指针
7. Havard存储器体系结构
8. 128字节片上RAM
9. 一组特殊功能寄存器包括处理器状态字，累加器，寄存器，栈指针以及串行IO，定时器，可中断处理器寄存器
10. 外部中断引脚INT0，INT1
11. 4个八位端口
12. 等等

8051体系结构概述

1. 8051微控制器体系结构
2. 指令集
   1. 数据传输指令
   2. 位操作指令
   3. 字节操作指令
   4. 算术运算指令
   5. 逻辑运算指令
   6. 程序流控制指令
3. IO端口，电路以及IO编程
4. 外部存储器接口电路
   下图展示8051；连接外部程序和数据存储电路的电路。存储器分为两组，分别为程序存储器和数据存储器。处理器通过两个控制信号PSEN，RD控制从程序存储器或者数据存储器读取数据。处理器通过控制信号ALE控制在给定的时刻将AD0-AD7作为地址线或者数据线
   端口P0在扩展模式中用作AD0-AD7
   端口P2与A8-A15地址信号连接。

5. 串行数据通信输入/输出
   使用SI的数据串行通信。
   SI有两种模式：半双工同步和全双工异步。半双工的意思是单线路通信，全双工的意思是同时双路通信
6. 8051中断

高级体系结构

下图给出了各种处理器结构单元的组织方式。图中用虚线框中的单元只在高性能处理器中才有。外部地址，数据和控制总线连接着处理器，并连接着外部存储单元，端口和设备。
大部分处理器一般具有以下特征：

• 固定的指令周期：
• 内部总线宽度：ALU从总线上获得输入
• 程序计数器（PC）及其复位值：PC的位确定了处理器可以访问的物理内存最大地址空间。复位值告诉设计者，运行系统复位和加电的程序应该存放在什么地方，处理器将从此开始执行。
• 堆栈指针（Stack Pointer）及其初始值：堆栈指针值必须指向存储在堆栈中的地址。这些地址必须在系统分配给堆栈使用的地址范围之内。软件设计者定义初始复位值，并由此设置初始化程序中的堆栈指针。
  

高级处理器体系结构分类

1. 80x86体系结构
2. ARM
3. SHARC
4. DSP