8位和32位单片机的区别

euvF_gh_6c2eae7 2023-11-30 994

控制/MCU

1882人已加入

描述

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。

8位单片机

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。

8位单片机

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。

8位单片机

CPU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。

8位单片机

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。

8位单片机

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。

8位单片机

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。

8位单片机

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。

8位单片机

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。

8位单片机

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。

8位单片机

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。

8位单片机

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。

8位单片机

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。

8位单片机

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。

　　审核编辑：汤梓红

打开APP阅读更多精彩内容