8位和32位单片机最本质区别,2分钟看懂!

单片机的8位或32位说的是什么呢?

要搞懂这个问题,首先要搞明白8位或32位说的是单片机的哪一个部件。

640这是单片机的内部框图,你看单片机内部有这么多部件构成,并不单单是一个CPU,它内部还集成了很多其它部件。

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我们平时所说的这个单片机是多少位的,说的是这个单片机的CPU是多少位的,而和其它的部件无关。

而CPU也是由很多部件构成的,真正决定这个单片机或者处理器是多少位的,其实取决于ALU,ALU是Arithmetic logic unit的首字母缩写,即逻辑运算单元。

640-2CPU是单片机的核心,而ALU是CPU的核心。

CPU所有的运算靠的都是ALU,它专门执行算术和逻辑运算,例如加减乘除运算、与或非。

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我们所说的这个单片机是多少位的,其实说的是的ALU的位数,8位单片机的ALU是8位的。

A、B是它的数据输入,Y是输出

8位的ALU一次性最多可以处理8位数据。

比如计算两个8位二进制相加,

只需要给A和B输入两个8位二进制数,它的输出端就能计算这两个8位二进制相加的和。

640-3而32位单片机的ALU是32位的,一次可以计算两个32位二级制数相加。

那8位机可以进行16位或者32位的计算吗?

这也是可以的,但是相对麻烦一些,比如当我们对8位单片机编程时,所定义的int型数据就是16位的,那么8位机就需要把这个16位数分成两个字节,分别计算。

640-4计算32位数据也一样,在8位机当中,我们定义的long int整型数据其实是32位的,这样8位单片机就得把32位数据分成4个字节来分别计算。

如果是32位单片机,则它的ALU是32位的,计算32位数据只需要一次运算就完事了。

640-5这就是32位单片机的优势所在。

而对于计算8位数据,8位或者32位单片机在速度上几乎差不多。

ALU和其它部件的数据传输靠的是数据总线,所以我们一般的说法是,8位单片机中的8位指的是数据总线的位宽是8位。

但其本质上还是它的ALU一次性最多能处理多少位数据。

数据总线是传输数据的,比如数据总线传输的是0101 0000,那么RAM的某一个字节就会存储0101 0000,但是RAM存储器有很多个字节,我们怎么确定要给哪一个字节存储数据呢?

这就得靠地址总线了,它可以指定给RAM存储器的哪一个字节存储数据。

640-6在RAM存储器的最开始有一个地址译码器的部件。

这是一个两位译码器,它有两个输入,四个输出。

如果我们给它输入00,它的第一根线输出1(高电平),此时只有第一个RAM字节可以被数据总线写入;

而给它输入10,它的第二根线输出1(高电平),指向第二个RAM字节。

以此类推,它可以单独控制每一根线的输出1。

它一共有4种不同的输入,则每一个不同的输入,对应一个输出线是高电平。

640-10在最开始,8位单片机的地址总线是8位的,对应的RAM存储器的地址译码器也是8位的。

则它最多可以寻址到256个字节,即这种单片机的RAM值最大可拓展到256字节。

640-7后来256字节不够用了,人们把8位机的地址总线拓展到了16位,则此时它可以寻址到的65536个字节,也就是64KB的RAM空间,虽然地址总线是16位的,但是数据总线是8位的,所以它还是8位单片机。

640-8随着技术的发展,64KB的内存逐渐满足不了人们的需要。

所以32位CPU就显现出它的优势来了,它不仅有32位的数据总线,地址总线也拓展到了32位。

这样它可以寻址的内存空间就达到了42亿多字节、即4GB,在嵌入式领域几乎用不到4GB的内存空间。

640-11虽然在嵌入式领域用不到这么多内存,但是在电脑端,CPU对RAM要求却很高,比如32位的电脑处理器,4GB早已不能满足人们的需求,后来的故事我们也都知道了,32位处理器也慢慢被淘汰了,64位处理器开始大行其道。

640-9好了这就是我对8位单片机和32位单片机的理解,希望对你有帮助。

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