大家都知道,單片機可以通過控制硬件實現產品的各項功能。那么,單片機是如何控制硬件的呢?
單片機控制硬件,首先要使用代碼編寫相關程序,其實程序的本身就是一個高低電平的組合,它通過在CPU上執行模擬各種決策過程,在這個過程中,計算機就相當于是一堆開關,控制著每個過程的進行和停止。
通過指令向某些地址寫出數據,訪問特定地址是通過各種尋址機制/指令完成的,歸根結底也可以說是通過開關切換,改變了電路拓撲。相當于開啟/關閉了對應地址上的某個開關,這個開關可以是類似CPU內部那樣的一組三極管,也可以是通向另外一個繼電器的信號線。
就像人們開車一樣,神經發出的微不足道的電脈沖通過肌肉放大,影響發動機/變速箱的運行,涉及數百甚至數千馬力的能量洪流,然后汽車開走。
軟件也是工作中的實體,軟件的本質是電流信號。用電壓代表不同的信息,用這些電流信號控制邏輯電路的通斷,用邏輯電路的通斷控制硬件的工作。
講到這里,又回到了之前軟件是一個開關信號的作用,開關要工作,必須保證硬件是加電的,沒有接通電源的硬件是無法用軟件來控制的,就好像沒有插上電源的臺燈,再怎么按開關都是不會亮的。任何軟件在運行前都要有一個將其轉化為電流信號的實體化過程,你寫在紙上的軟件代碼是永遠也不能控制硬件的。
早期電腦用人工接線輸入程序,相當于用人體的力量將軟件代碼實體化為電信號;現在我們用的軟盤、硬盤是通過磁頭將程序代碼轉化為電信號,光盤需要通過光頭將程序代碼轉化為電信號等等。
比如CPU從存儲器或高速緩沖存儲器中取出指令,放入指令寄存器,并對指令譯碼。它把指令分解成一系列的微操作,然后發出各種控制命令,執行微操作系列,從而完成一條指令的執行。
利用你輸入的能量改變輸出的結果,形成多米諾骨牌一樣的效應,最后輸出了結果,就比如你按手機音量鍵,給單片機一個信號,就是用硬件控制了硬件,屏幕顯示音量變化,通過你按鍵開始的,或者你觸摸屏幕,用語音控制,總之就是人為的輸入一個能量,在硬件上形成了一個信號,才能驅動信號,而軟件只是一種顯現出來的狀態而已,你用鍵盤輸入的匯編,C,Java,都是人為輸入了硬件的信號,才有你以為的軟件控制硬件,但是啟始的信號都來自人為的輸入。
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