单片机的CPU是由存储器、处理器和控制器组成的。这三部分协同工作,才能完成数据的输入、输出、处理和存储。其中,存储器指的是内部RAM、ROM、EEPROM等,处理器也称为ALU,是单片机中最重要的部分,它能够进行算术、逻辑操作;控制器则控制着整个单片机的工作,包括时序生成、指令流水控制等。
单片机中的寄存器是一种临时存储器件,它们用于存储一些需要快速调用的数据。单片机的寄存器分为通用寄存器和专用寄存器两种。其中,通用寄存器是指在程序中可自由使用的寄存器,比较常见的有ACC(累加器)、B、C、D等;专用寄存器则是指在指令执行过程中承担特定作用的寄存器,比如程序计数器PC、堆栈指针SP、程序状态字PSW等。
单片机的时钟系统是单片机中常见而又重要的组成部分,在单片机的工作中起着时序控制和数据同步的作用。单片机的时钟系统包括时钟源、分频器、计数器、时钟选择器等组成部分。其中,时钟源对CPU时钟信号进行初始化,分频器对CPU主频进行分频以得到所需要的时钟信号,计数器用于产生周期性的定时中断请求,而时钟选择器则用于切换不同的时钟源或分频比。
单片机指令系统是单片机中的核心部分,它主要负责将指令翻译成CPU可执行的二进制代码。单片机指令系统主要包括数据移动指令、算术逻辑指令、控制指令三大类。其中,数据移动指令能够将数据从内存传输到寄存器或从寄存器传输到内存;算术逻辑指令主要用于进行数值运算、逻辑运算等;控制指令则包括分支指令、跳转指令等,它们能够改变程序运行的顺序和跳转地址。