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軟件|軟件是怎么控制硬件的？

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手機、智能電器、電腦、PLC、單片機等等 ， 有一個共同的特點 ， 就是他們都有構成計算機系統的核心部件 ， CPU ， 存儲器和I/O接口 。 如下圖所示 ， 以51單片機為例 ， 軟件代碼安裝在程序存儲器 ， CPU ， 存儲器和I/O接口之間有三條高速通道 ， 分別是控制總線 ， 地址總線和數據總線 。
CPU通過控制總線發布命令 ， 通過地址總線選擇程序存儲器單元 ， 代碼一條一條通過數據總線到達CPU譯碼器 ， 根據代碼命令 ， 由CPU協調各方 ， 把數據從I/O接口輸入輸出 ， 實現設備控制 。

接下來我們從大到小 ， 層層深入 ， 以單片機為例 ， 看看計算機內部電路組成結構 。 8051一位I/O口結構如下圖所示 。 可見其核心部件是一個D觸發器構成的鎖存器 。 8個這樣的電路組成了P1接口 。

計算機處理的數據就是1、0組合 ， 實際上0、1就是低電平和高電平 ， 說白了就是電壓信號 。 如下圖所示 ， 計算機內部電路常用的D觸發器 ， D觸發器的CP端為低電平-高電平跳變 ， Q=D ， 電壓%信號從D傳送到Q 。

D觸發器內部主要元件就是與非門電路 。 那么與非門電路內部什么樣呢？如下圖 ， 為TTL與非門內部電路 ， Y=/A.B ， Y等于A與B的反 。 例如 ， A=1 ， B=1 ， Y=0 ， 當A=0 ， B=1 ， Y=1 。 1是高電平 ， 0是低電平 。 當然 ， TTL門電路采用晶體管 ， 屬于電流控制型器件 ， 功耗大 ， 現在一般使用CMOS器件 ， 電壓控制型器件 ， 功耗大為降低 。


可以這么說 ， 千千萬萬的三極管、MOS晶體管、二極管、電阻電容基本元件構成了門電路、D觸發器這樣的基本功能器件 ， 千千萬萬的基本功能器件又組成了寄存器 ， 緩存器 ， 編譯碼器 ， 運算器 ， 控制器 ， 又以他們為基礎構成CPU ， 存儲器和I/0接口 ， 組成了計算機 。 而其內部流動的是難以計數的0和1 。
【軟件|軟件是怎么控制硬件的？】原創首發于頭條 ， 圖片限于格式修改 。

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