为什么单片机默认0区


单片机是一种集成了处理单元(CPU)、储存器以及输入输出接口的微型计算机芯片。尽管其功能不同于我们日常使用的计算机,且性能有所差异,但其运行原理与计算机相似。单片机通过执行工程师编写的可执行程序来实现各种功能。

我们来了解单片机的核心部件——CPU。CPU由晶体管构成,这些晶体管是一种半导体器件。电流只能从正极流向负极,反向则截止。晶体管通过不同的组合方式形成各种门电路,如与门、或门、非门等。这些门电路是数字电路的基础。

接下来,我们来看看CPU如何进行基本的算术运算,以加法为例。加法运算通过加实现,而加又由半加器组成。半加器由一个与门和一个异或门构成,不考虑低位进位来的进位值,只有两个输入和两个输出。当两个数相加时,半加器用于最低位求和,并给出进位数。全加器则是由两个半加器组成,用于多位数相加。

除了进行算术运算,CPU还需要储存数据。这时,寄存器就起到了关键作用。在多个数字相加的情况下,如1+2+3+...+100,所有的相加数需要放在一个储存器中,以便每次相加时取出,并将每次相加的结果保存起来,用于下一次的相加。这就是寄存器的作用。而锁存器则帮助寄存器保存数据,它是由两个或非门组成的简单锁存器。在这个基础上,加入控制端和输入端就变成了D锁存器,它可以在控制有效的时候锁存数据。进一步地,将两个D锁存器结合就形成了D触发器,它是一种可以在两种状态下运行的数字逻辑电路。

为了保证单片机内部各个部件的协同工作,时序电路也是必不可少的。时钟电路产生脉冲信号给电路,确保各个部件在正确的时机行动。这就是单片机的指挥系统,确保所有动作的统一和协调。

那么,单片机是如何执行程序的呢?工程师编写代码并编译成单片机的可执行程序,这个程序实际上就是由0和1组成的二进制数。单片机内部由各种门电路组成,这些门电路通过读取、分析并执行这些二进制指令来实现功能。这个过程包括从程序存储区读取指令、分析指令和执行指令。