pic24系列单片机原理与开发_第2章_cpu和存储器组织

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1、PIC24系列单片机原理与开发byZeng2012-6-7第O章mf`OQ的`mr和存储器组织OKN`mr模块简介mf`系列单片机的`mr内核在结构上与一般单片机有所不同，它引入了原用于小型计算机的双总线结构，即所谓哈佛结构。这种结构有两种总线，程序总线和数据总线。因此，指令和数据可以同时交叠进行I同时也易于实现多级指令流水技术（取指与指令执行在时间上重叠进行）。mf`OQ`mr内核采用了改良型哈佛结构，其数据总线和程序总线是独立的，这样有效地消除了数据传输的瓶颈。改良型哈佛结构主要在于：数据总线宽度为NS

2、位，程序总线宽度为OQ位；程序区和数据区也可以交换数据（mps、表读L表写）等。指令码以OQ位为单位E在此称为指令字FI且绝大部分指令为单指令字。程序计数器（m`）为=OP位，其最低位强制为M，因此可以寻址高达=Qj=ñ=OQ位的用户程序存储空间。mf`OQc`mr内核拥有增强功能的指令集，单周期指令和预取机制可以提供最大的吞吐量。除了改变程序流的指令E即转移指令F、双字传送（jlsKa）指令和表操作指令外，其余的指令执行的时间均为单周期（称为指令周期I并记为qÅó）。`mr内核能在每个指令周期内执行一次数

3、据（或程序数据）存储器读操作、一次工作寄存器（数据）读操作、一次数据存储器写操作和一次程序（指令）存储器读操作。因此可以支持=P个参数的指令，且一个指令周期可完成=^=H=_=Z=`操作。模块使用=obmb^q指令支持无开销的程序循环结构，该指令在执行的时候可以被中断。mf`OQ`mr有=NS个NS位的工作寄存器：tM～tNR。每个工作寄存器都可以作数据、地址或地址偏移寄存器使用。工作寄存器=tNR作为堆栈指针寄存器，用于中断和子程序调用。工作寄存器=tNQ可用作堆栈帧指针，与=ikh和=rkih指令配合使

4、用。`mr内核的指令集架构（fåëíêìÅíáçå=pÉí=^êÅÜáíÉÅíìêÉ，fp^）在=mf`NUc指令集架构的基础上有显著增强，并保持了向下兼容性。所有=mf`NUc指令和寻址方式都能直接得到支持或通过简单的宏得到支持。许多=fp^增强功能是为了提高编译器效率而设计的。寻址方式支持固有（无操作数）寻址、相对寻址、立即数寻址、存储器直接寻址，寄存器直接和寄存器间接寻址，还有一种“有符号=NM位偏移寄存器间接”寻址模式。因本书的侧重点不是mf`OQ的指令说明和汇编语言程序设计，故有关芯片的指令功能和

5、寻址方式的详细信息，请参见芯片的数据手册和“NS位j`r和ap`程序员参考手册（TMNRTÉ

6、Åå）”。`mr内核有一个高速=NT位ñNT位乘法器，乘法器支持有符号、无符号和混合模式的=NS位ñNS位或=U位ñU位整数相乘。所有的乘法指令执行只需一个指令周期。内核支持=PO位除以=NS位和NS位除以=NS位整数的有符号和无符号除法运算。所有除法指令操作都为=NV个指令周期，在除法运算指令执行期内可以响应中断。mf`OQ具有功能完善的的中断系统，支持多达=U个非屏蔽中断和RQ个Emf`OQcgSQd^ñññ为

7、QM个F个可屏蔽中断。可屏蔽中断有T个优先级，用户可编程设置各中断源的优先级。mf`OQ中断系统支持中断嵌套，并可编程设定是否允许中断嵌套。与mf`的U位机不同，mf`OQ系列不再有令编程者较头痛的程序存储器和数据存储器的分页概念，其操作完全是线性的，且堆栈设在数据存储器中，栈的深度没有限制。无疑，这些都给用户编程带来很大的方便。mf`OQ支持程序存储器空间的o^j可视化操作EmêçÖê~ã=pé~ÅÉ=sáëáÄáäáíóImpsF，使用程序存储器空间可视性页寄存器（mpsm^d）可以将数据存储器的高PO

8、h字节空间映射到任何=NSh字（POh字节）为单位的程序空间。数据空间到程序空间的映射功能让任何指令都能像访问数据空PIC24系列单片机原理与开发byZeng2012-6-7间一样访问程序空间。关于程序空间可视性的详细说明和具体设置及编程，请参见第OKR节“cä~ëÜ存储器的访问和擦L写”。OKO与`mr相关的寄存器表O－N列出了与`mr相关的寄存表2－1CPU相关的寄存器器，它们也是用户在编写程序时所需要寄存器名称RAM地址说明关心的特殊功能寄存器EpcoF。这些特W0到W150x0000～工作寄存器阵列

9、殊功能寄存器决定了芯片的结构、性能0x001E和效率。对于只使用`语言编写应用程PC0x002E23位程序计数器序的设计者，尽管编程中可以不直接使SR0x0042状态寄存器用这些寄存器，但充分了解这些特殊功SPLIM0x0020堆栈指针上限值寄存器能寄存器将有助于提高编程效率和调CORCON0x0044内核控制寄存器试程序。若是使用汇编语言或`语言与汇编语言混合编程，则应充分了解和掌TBLPAG0x0032表页地