• 歡迎光臨東莞市飛江電子科技有限公司官網!
    全國咨詢熱線

    13926563901

    18925580829

    飛江淘寶店鋪

    首頁>技術資料>PIC單片機

    PIC 8位單片機的分類和特點二

    發布時間:2018-04-07   瀏覽量:

    PIC 8位單片機的分類和特點二

      PIC 8位單片機具有指令少、執行速度快等優點,其主要原因是PIC系列單片機在結構上與其它單片機不同。該系列單片機引入了原用于小型計算機的雙總線和兩級指令流水結構。這種結構與一般采用CISC(復雜指令集計算機)的單片機在結構上是有不同的。

    1.雙總線結構
     具有CISC結構的單片機均在同一存儲空間取指令和數據,片內只有一種總線。這種總線既要傳送指令又要傳送數據(如圖1-a所示)。因此,它不可能同時對程序存儲器和數據存儲器進行訪問。因與CPU直接相連的總線只有一種,要求數據和指令同時通過,顯然“亂套”,這正如一個“瓶頸”,瓶內的數據和指令要一起倒出來,往往就被瓶頸卡住了。所以具有這種結構的單片機,只能先取出指令,再執行指令(在此過程中往往要取數),然后,待這條指令執行完畢,再取出另一條指令,繼續執行下一條。這種結構通常稱為馮·諾依曼結構,又稱普林斯頓結構。
     在這里PIC系列單片機采用了一種雙總線結構,即所謂哈佛結構。這種結構有兩種總線,即程序總線和數據總線。這兩種總線可以采用不同的字長,如PIC系列單片機是八位機,所以其數據總線當然是八位。但低檔、中檔和高檔的PIC系列單片機分別有12位、14位和16位的指令總線。這樣,取指令時則經指令總線,取數據時則經數據總線,互不沖突。這種結構如圖1-b所示。
     指令總線為什么不用八位,而要增加位數呢?這是因為指令的位數多,則每條指令包含的信息量就大,這種指令的功能就強。一條12位、14位或16位的指令可能會具有兩條八位指令的功能。因此PIC系列單片機的指令與CISC結構的單片機指令相比,前者的指令總數要少得多(即RISC指令集)。

    2.兩級指令流水線結構
     由于PIC單片機采用了指令空間和數據空間分開的哈佛結構,用了兩種位數不同的總線。因此,取指令和取數據有可能同時交疊進行,所以在PIC單片機中取指令和執行指令就采用指令流水線結構(如圖2所示)。當第一條指令被取出后,隨即進入執行階段,這時可能會從某寄存器取數而送至另一寄存器,或從一端口向寄存器傳送數等,但數據不會流經程序總線,而只是在數據總線中流動,因此,在這段時間內,程序總線有空,可以同時取出第二條指令。當第一條指令執行完畢,就可執行第二條指令,同時取出第3條指令,……如此等等。這樣,除了第一條指令的取出,其余各條指令的執行和下一條指令的取出是同時進行的,使得在每個時鐘周期可以獲得最高效率。
     在大多數微控制器中,取指令和指令執行都是順序進行的,但在PIC單片機指令流水線結構中,取指令和執行指令在時間上是相互重疊的,所以PIC系列單片機才可能實現單周期指令。
     只有涉及到改變程序計數器PC值的程序分支指令(例如GOTO、CALL)等才需要兩個周期。
     此外,PIC單片機的結構特點還體現在寄存器組上,如寄存器I/O口、定時器和程序寄存器等都是采用了RAM結構形式,而且都只需要一個周期就可以完成訪問和操作。而其它單片機常需要兩個或兩個以上的周期才能改變寄存器的內容。上述各項,就是PIC單片機能做到指令總數少,且大都為單周期指令的重要原因。
            成都 衛東

    知識競賽試題:
     3簡述PIC 8位單片機的指令長度和其優點。
     4比較PIC與MCS-51單片機取指令不同的特點。

    黑人粗大无码AV人妻一区