由于單篇文章字?jǐn)?shù)限制，關(guān)于單片機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識(shí)這里我只能分3篇文章來(lái)給大家分享，希望大家理解，大家可以關(guān)注我查看相關(guān)文章內(nèi)容以便大家深入的學(xué)習(xí)。廢話不多說(shuō)，干貨直接上。

單片機(jī)的存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)是什么樣子，是馮諾依曼結(jié)構(gòu)還是哈佛結(jié)構(gòu)?大家知道我們計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有兩種基本的存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)，一個(gè)叫做馮諾依曼結(jié)構(gòu)，也叫做普雷斯頓結(jié)構(gòu)，另外一種叫做哈佛結(jié)構(gòu)，51單片機(jī)到底是哪一種體系結(jié)構(gòu)?不同的書(shū)上有的寫(xiě)的是不對(duì)，到底是哪一種結(jié)構(gòu)，我們首先來(lái)了解一下到底什么是馮諾依曼結(jié)構(gòu)，什么又是哈佛結(jié)構(gòu)。

存儲(chǔ)器的劃分一般分成兩種結(jié)構(gòu)，就是我給大家講的，一個(gè)叫做啊馮諾依曼結(jié)構(gòu)，一個(gè)叫做哈佛結(jié)構(gòu)，哈佛大學(xué)的一個(gè)教授提出的計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)一般稱之為叫哈佛結(jié)構(gòu)，普雷斯頓結(jié)構(gòu)也叫做阿馮諾依曼結(jié)構(gòu)，馮諾依曼大家都比較熟悉，我們叫做計(jì)算機(jī)之父，它提出了一種存儲(chǔ)器的一個(gè)結(jié)構(gòu)呢，叫做普萊森結(jié)構(gòu)，它的特點(diǎn)是程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是統(tǒng)一編制的方式，它的結(jié)構(gòu)是RAM和ROM是在一個(gè)存儲(chǔ)器上，也就是說(shuō)是一種將程序指令存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合并在一起的一種存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)，是指令存儲(chǔ)器的地址和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址是指向同一個(gè)存儲(chǔ)器的不同的物理位置，所以你可以發(fā)現(xiàn)它是同一個(gè)存儲(chǔ)器，但是RAM，也就是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和程序存儲(chǔ)器，它是在這一個(gè)同一個(gè)物理結(jié)構(gòu)當(dāng)中的不同的地方，這種我們叫做馮諾依曼結(jié)構(gòu)。

這是計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)，比如說(shuō)我們的英特爾的8086系統(tǒng)，也就是8086的CPU它的程序指令和數(shù)據(jù)是16位的就是采取普雷斯頓的體系結(jié)構(gòu)，這個(gè)體系結(jié)構(gòu)也就是大家比較熟悉的在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域著名的數(shù)學(xué)家馮諾依曼，當(dāng)然了和其它的專家，比如說(shuō)戈德斯坦等人在1945年聯(lián)名發(fā)表了一篇比較著名的報(bào)告，學(xué)計(jì)算機(jī)的應(yīng)該都知道，叫101報(bào)告，在這個(gè)報(bào)告當(dāng)中，它提出了三個(gè)最基本的，也就是說(shuō)計(jì)算機(jī)制造了三個(gè)最基本的原則，第一個(gè)原則就是說(shuō)計(jì)算機(jī)采用二進(jìn)制，這是它們?cè)谶@個(gè)報(bào)告當(dāng)中提出來(lái)的，當(dāng)然了，計(jì)算機(jī)采用二進(jìn)制不是它們首先提出來(lái)的，第二點(diǎn)是報(bào)告指出，程序存儲(chǔ)執(zhí)行，也就是說(shuō)計(jì)算機(jī)按照程序的順序，指令執(zhí)行，就是說(shuō)這個(gè)計(jì)算機(jī)的執(zhí)行它是按照程序，順序存儲(chǔ)取址的辦法來(lái)執(zhí)行，第三個(gè)原則，它指出我們的計(jì)算機(jī)由五個(gè)部分組成，包括運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器，輸入設(shè)備和輸出設(shè)備，那這套理論我們稱之為叫做馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)。

到目前為止，我們的計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)還是脫離不了馮諾依曼的體系結(jié)構(gòu)，我們計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)還是由運(yùn)算器控制器，存儲(chǔ)器，輸入設(shè)備和輸出設(shè)備這五大部件構(gòu)成，所以馮諾依曼也被稱之為計(jì)算機(jī)之父，大家要大概的了解一下什么是普林斯頓結(jié)構(gòu)，或者叫做馮諾依曼存儲(chǔ)的結(jié)構(gòu)。

哈佛結(jié)構(gòu)它是一種將程序指令存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分開(kāi)的一種存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，大家通過(guò)這個(gè)圖也可以發(fā)現(xiàn)，這個(gè)RAM和ROM是兩個(gè)結(jié)構(gòu)，是兩個(gè)物理存儲(chǔ)空間，不是像馮諾依曼結(jié)構(gòu)是在同一個(gè)物理空間，分了兩個(gè)區(qū)域，程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是分開(kāi)的，這樣的話，哈佛結(jié)構(gòu)相當(dāng)于是一種并行的體系結(jié)構(gòu)，它的主要特點(diǎn)就是將程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，在不同的存儲(chǔ)空間當(dāng)中，這樣有一個(gè)好處，就是程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它是兩個(gè)獨(dú)立的存儲(chǔ)器，就是和我們的數(shù)據(jù)和指令具有不同的數(shù)據(jù)寬度，并且可以同步的進(jìn)行訪問(wèn)，這種的結(jié)構(gòu)它使我們的程序總線和數(shù)據(jù)總線就在一個(gè)記憶周期內(nèi)，可以同時(shí)獲得指令和數(shù)據(jù)，從而能夠提高我們CPU的執(zhí)行效率，提高了數(shù)據(jù)的吞吐率，但是它的結(jié)構(gòu)會(huì)比較復(fù)雜，我們知道哈佛結(jié)構(gòu)的話，它的程序就是程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它都要有對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)總線和地址總線，所以它是有四種總線，也就是程序存儲(chǔ)器有兩個(gè)總線，叫做數(shù)據(jù)總線和地址總線。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器它也有兩個(gè)總線，也就是數(shù)據(jù)總線和地址總線，所以它的體系結(jié)構(gòu)會(huì)比較復(fù)雜，馮諾依曼結(jié)構(gòu)它就比較簡(jiǎn)單，它的數(shù)據(jù)總線和地址總線是采取統(tǒng)一編制的辦法，就是說(shuō)對(duì)我們的RAM和ROM的尋址都可以通過(guò)一套總線來(lái)進(jìn)行，它的結(jié)構(gòu)會(huì)比較簡(jiǎn)單。

有朋友問(wèn)了，怎么樣區(qū)分這兩種存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)呢?應(yīng)該看什么呢?主要是看總線，看是一套總線還是兩套總線，就是說(shuō)我指的一套總線就是數(shù)據(jù)總線和地址總線，兩套總線就有兩套數(shù)據(jù)總線和地址總線，就是說(shuō)馮諾依曼結(jié)構(gòu)它是采取的統(tǒng)一的一個(gè)數(shù)據(jù)總線和地址總線，可以訪問(wèn)RAM和ROM，采取的是分時(shí)的辦法，哈佛結(jié)構(gòu)的RAM和ROM分別都有地址總線和數(shù)據(jù)總線，這樣的話大家就可以在后面講完51單片機(jī)的時(shí)候就可以了解51單片機(jī)到底是采用哪一種結(jié)構(gòu)，可以先提一下，實(shí)際上51單片機(jī)大概了解過(guò)，51單片機(jī)實(shí)際上它是RAM和ROM是占用不同的存儲(chǔ)空間，是有不同的物理空間的，就是ROM是一塊的，這個(gè)大家前面看計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖的時(shí)候也發(fā)現(xiàn)，有一片RAM，還有有一塊ROM。

有同學(xué)問(wèn)，那我們的51單片機(jī)是不是就是哈佛結(jié)構(gòu)呢?也不見(jiàn)得，實(shí)際上51單片機(jī)它是一種改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)，這個(gè)很多書(shū)上講的是不對(duì)的，很多書(shū)上都說(shuō)我們的單片機(jī)是哈佛結(jié)構(gòu)，但實(shí)際上它不是真正的哈佛結(jié)構(gòu)，因?yàn)槲覀冎牢覀?1單片機(jī)內(nèi)部的總線實(shí)際上就是一套，就是數(shù)據(jù)總線和地址總線，沒(méi)有把RAM和ROM分別提供一套數(shù)據(jù)總線和地址總線，就是一套數(shù)據(jù)總線和地址總線，但是它分時(shí)復(fù)用，而且也是采取統(tǒng)一編制的辦法，它怎么樣區(qū)分RAM和ROM呢?學(xué)過(guò)匯編的同學(xué)知道，它是通過(guò)指令來(lái)進(jìn)行區(qū)分的，所以51單片機(jī)的存儲(chǔ)空間的結(jié)構(gòu)應(yīng)該是一種改進(jìn)型的哈佛結(jié)構(gòu)，但是它也沒(méi)有脫離馮諾依曼結(jié)構(gòu)，所以大家要理解這個(gè)，因?yàn)樗且粋€(gè)發(fā)展趨勢(shì)，我們計(jì)算機(jī)是一個(gè)發(fā)展的過(guò)程，大家應(yīng)該去把這個(gè)東西大概去了解一下，馮諾依曼結(jié)構(gòu)雖然比較出名，但是實(shí)際上哈佛結(jié)構(gòu)的提出是早于馮諾依曼結(jié)構(gòu)的，老的這種計(jì)算機(jī)的就是馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)，第一臺(tái)通用的計(jì)算機(jī)是1946年的時(shí)候提出了一種叫做電子數(shù)字積分的一個(gè)計(jì)算機(jī)，也是第一臺(tái)通用的計(jì)算機(jī)，它的體積比較龐大，它一共占地的話是170個(gè)平方，這是很大的空間放了一個(gè)計(jì)算機(jī)，那目前我們用的計(jì)算機(jī)，大家知道一臺(tái)筆記本很小，這個(gè)計(jì)算機(jī)當(dāng)時(shí)發(fā)明的原因，大家可以去看計(jì)算機(jī)的歷史，主要是為了二戰(zhàn)期間為軍方服務(wù)的，實(shí)際上剛開(kāi)始都是為了軍方計(jì)算服務(wù)的。

哈佛結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)，它的結(jié)構(gòu)也比較大，這個(gè)是剛才提到的是霍德華艾肯在1937年的時(shí)候進(jìn)行設(shè)計(jì)啊，1944年交付的一臺(tái)計(jì)算機(jī)，叫做馬克一號(hào)，它的體積也比較長(zhǎng)也比較大，長(zhǎng)有50英尺，高8英尺，看上去像一列火車(chē)，它主要全部是由繼電器來(lái)構(gòu)成的，它一共用了多少個(gè)部件來(lái)構(gòu)成的?它用了大概有75萬(wàn)個(gè)零部件構(gòu)成了這臺(tái)計(jì)算機(jī)，可以發(fā)現(xiàn)，實(shí)際上哈佛結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)是比馮諾依曼要早，但是馮諾依曼，因?yàn)樗目偩€結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，所以很容易實(shí)現(xiàn)，之后馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)得到很大的發(fā)展，現(xiàn)在我們很多體系結(jié)構(gòu)也都是在馮諾依曼的基礎(chǔ)上和哈佛結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上做了很大的一個(gè)改進(jìn)。

具體來(lái)看51單片機(jī)的體系結(jié)構(gòu)，51單片機(jī)的體系結(jié)構(gòu)剛才提到了，它是一種改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)，它內(nèi)部一共有四個(gè)物理的存儲(chǔ)空間，一個(gè)叫做片內(nèi)的RAM，一個(gè)叫做這個(gè)片外的RAM，片內(nèi)的RAM和片外的RAM它有四個(gè)存儲(chǔ)空間可以供用戶來(lái)使用。

這個(gè)就是它的硬件結(jié)構(gòu)圖，需要大家重點(diǎn)掌握的一張圖，這張圖是我們的存儲(chǔ)器空間的結(jié)構(gòu)圖，也需要大家重點(diǎn)掌握，單片機(jī)的內(nèi)部的機(jī)器硬件結(jié)構(gòu)圖，理解了它的存儲(chǔ)器的分布圖，對(duì)計(jì)算機(jī)才是或者說(shuō)對(duì)單片機(jī)才是真正的理解。

既然分成片內(nèi)和片外，首先來(lái)看存程序存儲(chǔ)器，程序存儲(chǔ)器的一個(gè)主要作用就是存放程序，當(dāng)然了，除了存放程序之外，我們一般還會(huì)把一些常數(shù)表格也存放在程序存儲(chǔ)器當(dāng)中，因?yàn)槌绦虼鎯?chǔ)器有一個(gè)特點(diǎn)，也就是掉電不丟失，程序存儲(chǔ)器不是不可以寫(xiě)，只是在程序運(yùn)行的過(guò)程當(dāng)中，它是只讀不可寫(xiě)，如果它不可以寫(xiě)，我們的程序代碼不是要燒寫(xiě)倒入當(dāng)中去的嘛，所以它也是可以燒寫(xiě)進(jìn)去的，在我們程序，也就是說(shuō)CPU運(yùn)行程序的過(guò)程當(dāng)中，它是不可寫(xiě)的，它是只讀，所以我們才叫做只讀存儲(chǔ)器，只讀存儲(chǔ)器程序運(yùn)行的過(guò)程當(dāng)中只讀，并且掉電之后程序代碼不丟失，這個(gè)叫程序存儲(chǔ)器，它的一個(gè)特點(diǎn)大家要注意。

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審核編輯：湯梓紅