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1、单片机与程序设计(上)在单片机必须了解的外设功能GPIO/串行通信和单片机必须了解的外设功能定时器/中断功能中对利用单片机的功能进行程序设计进行了说明。单片机内置了非常便于使用的外设功能,大家一定也能感受到单片机可应对各种要求的能力。但是,如果要有效地运行单片机,程序是不可或缺的,那么程序到底是如何运行的呢?从本期开始,我们将分上下两篇向大家介绍单片机与程序的关系。关注单片机的存储器在此之前,GR-SAKURA电路板(搭载瑞萨电子单片机RX63N)的程序设计是使用Web编译器来进行的。将通过编译器搭建的程序(Object Code,结果代码)如同写入U盘一样将之传送到GR-SAKURA电路板后
2、再执行。那么,问题来了。写入(传送到)单片机的程序应该保存在哪儿呢?另外,程序又是如何被执行的呢?在解答这些问题的同时,让我们一起来了解一下单片机与程序的关系吧。首先来了解存储器主存储器和外置存储器的两种作用记忆(保存)程序和数据的地方即存储器。存储器有以下两种类型。外置存储器中的程序需传送到主存储器后才能执行。关于单片机的存储器,常会看到ROM(Read Only Memory:只读存储器)和RAM(Random Access Memory:可读写存储器)等词汇,其实ROM和RAM仅是表示存储器性质,而与存储器的作用无关。(请参考单片机入门,了解单片机的基本结构和操作)地址空间(内存空间)C
3、PU能够直接进行读写的所有空间被称为地址空间(或内存空间)。这个地址空间的每个字节都标注有号码。这个号码称为地址(address),一般以十六进制来表示。上面所介绍过的主存储器都包含在地址空间内。根据不同用途,单片机的CPU已开发出了4位、8位、16位和32位。在GR-SAKURA中使用的RX63N单片机搭载了32位的CPU,因此也被称为32位单片机。那么,单片机所拥有的地址空间容量到底有多少呢?以RX63N为例,由于是32位的CPU,因此最大能够指定约40亿(2的32次方)个地址。确切地说是4,294,967,296(4x1024x1024x1024)个地址。由于一个地址可以记忆一个字节,这
4、时也可以表示为具有4GB(千兆字节)的地址空间。地址空间的容量越大越能搭载大容量的存储器,也可容纳更大的程序。因此能够实现更高功能的应用。32位字节的CPU所拥有的G字节的地址空间示例如图1所示。左边所示的是以十六进制标示的地址。由于一列保存有4个字节(=32位),所以左边所标记的地址就是每4个地址的值。计算机的单位:位、字节、兆、千兆和兆兆(太)数据的基本单位是位(b=bit),每个位的值为0或1。8位为1个字节(B=Byte)。例如,3个字节(38位)等同于24位。电脑存储设备的容量所使用的单位,大家耳熟能详的有KB(千字节)、MB(兆字节)、GB(千兆字节)和TB(太字节)等。一般情况下
5、会说1GB1000MB或者这样写出来,但在计算机的世界里,此单位并非为1000倍,而是1024倍(2的10次方),因此正确的表示如下:1KB(千字节)2的10次方 1,024 字节1MB(兆字节)1,024KB 2的20次方 1,048,576 字节1GB(千兆字节)1,024MB 2的30次方 1,073,741,824 字节1TB(太字节)1,024GB 2的40次方 1,099,511,627,776字节表示地址的十六进制指的是什么?地址空间内的地址以16进制来表示。例如,拥有16位(2的16次方)大小的地址空间中,如果以10进制来表示,就是从地址0到地址65535,如果以16进制来表示,则是从地址0h到地址FFFFh。在10进制中,每一位所取的值都在0到9之间,而在16进制中,则是0到F(相当于10进制的15)。以16进制表示的数,最后都有一个h,标明是以16进制来表示的。
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