單片機原理與應用初探：馮·諾依曼與哈佛結構比較

一、深入了解單片機的基本概念

哈佛結構的處理器有兩個顯著特征：它擁有兩個獨立的存儲模塊，分別用于存放指令和數據，且這兩部分不允許混存。同時，它具備兩條專用的數據傳輸路徑，即指令總線和數據總線，確保CPU與每個存儲模塊之間的通信無干擾。改進后的哈佛結構更進一步，采用一條共用地址總線連接兩個存儲模塊——程序存儲器和數據存儲器，并使用獨立的數據總線實現數據的讀寫。這樣，處理器可以進行高效的并行處理。

另一方面，普林斯頓結構（馮·諾伊曼結構）則將指令存儲器和數據存儲器合并為一個單一的存儲空間。在這種結構中，程序指令地址和數據地址指向同一內存的不同物理位置，因此它們的數據寬度相同。例如，英特爾8086中央處理器的指令和數據都是16位寬。現在，許多主流的CPU和微控制器依然采用馮·諾伊曼結構，如英特爾公司的其他型號、ARM7以及MIPS公司的MIPS處理器。

二、單片機應用實例與編程挑戰

如果這些指令獨立執行，且前一個指令的結果不會影響后續指令的運行，我們可以這樣解讀：首先執行MOV A,@R0，使得A寄存器的內容為2CH，R0的值變為40H。接著進行ANL 40H,#0FH操作，將40H位置的數值與0FH進行按位與運算，結果為0CH。然后，ADD A, R4會將A和R4中的內容相加，A的結果為22H，同時產生標志位CY=1，AC=1，OV=0。執行SWAP A后，A寄存器的內容變為8EH。通過DEC @R1操作，內存地址20H的值減1，變成0FH，R1的值保持不變為20H。XCHD A,@R1會交換A和R1中的數據，使得A變為EFH，而內存地址20H的內容變為08H。

(責任編輯：佚名)