取指令的任務是：根據程序計數器PC中的值從程序存儲器讀出現行指令，送到指令寄存器。

 

分析指令階段的任務是：將指令寄存器中的指令操作碼取出後進行譯碼，分析其指令性質。如指令要求操作數，則尋找操作數地址。

 

計算機執行程序的過程實際上就是逐條指令地重複上述操作過程

，直至遇到停機指令可循環等待指令。

 

一yi般ban計ji算suan機ji進jin行xing工gong作zuo時shi，首shou先xian要yao通tong過guo外wai部bu設she備bei把ba程cheng序xu和he數shu據ju通tong過guo輸shu入ru接jie口kou電dian路lu和he數shu據ju總zong線xian送song入ru到dao存cun儲chu器qi
，然ran後hou逐zhu條tiao取qu出chu執zhi行xing。但dan單dan片pian機ji中zhong的de程cheng序xu一yi般ban事shi先xian我wo們men都dou已yi通tong過guo寫xie入ru器qi固gu化hua在zai片pian內nei或huo片pian外wai程cheng序xu存cun儲chu器qi中zhong。因yin而er一yi開kai機ji即ji可ke執zhi行xing指zhi令ling。

 

下麵我們將舉個實例來說明指令的執行過程：

 

 

開機時，程序計算器PC變為0000H。然後單片機在時序電路作用下自動進入執行程序過程。執行過程實際上就是取出指令（取出存儲器中事先存放的指令階段）和執行指令（分析和執行指令）的循環過程。

 

例如執行指令：MOV A，#0E0H，其機器碼為“74H E0H”，該指令的功能是把操作數E0H送入累加器，0000H單元中已存放74H，0001H單元中已存放E0H。當單片機開始運行時，首先是進入取指階段，其次序是：

 

1.程序計數器的內容（這時是0000H）送到地址寄存器；

2.程序計數器的內容自動加1（變為0001H）；

3.地址寄存器的內容（0000H）通過內部地址總線送到存儲器，以存儲器中地址譯碼電跟

，使地址為0000H的單元被選中；

4.CPU使讀控製線有效
；

5.在讀命令控製下被選中存儲器單元的內容（此時應為74H）送到內部數據總線上，因為是取指階段，所以該內容通過數據總線被送到指令寄存器。

　　

至此，取指階段完成
，進入譯碼分析和執行指令階段。

 

由於本次進入指令寄存器中的內容是74H（操作碼）
，以譯碼器譯碼後單片機就會知道該指令是要將一個數送到A累加器，而該數是在這個代碼的下一個存儲單元。所以
，執行該指令還必須把數據（E0H）從存儲器中取出送到CPU，即還要在存儲器中取第二個字節。其過程與取指階段很相似，隻是此時PC已為0001H。指令譯碼器結合時序部件
，產生74H操作碼的微操作係列，使數字E0H從0001H單元取出。

 

因為指令是要求把取得的數送到A累加器，所以取出的數字經內部數據總線進入A累加器，而不是進入指令寄存器。至此
，一條指令的執行完畢。單片機中PC=0002H，PC在CPU每次向存儲器取指或取數時自動加1
，單片機又進入下一取指階段。這一過程一直重複下去
，直至收到暫停指令或循環等待指令暫停。CPU就是這樣一條一條地執行指令，完成所有規定的功能。

 

對於一款mcu來說
，在性能描述的時候都會告訴sram，flash的(de)容(rong)量(liang)大(da)小(xiao)
，對(dui)於(yu)初(chu)學(xue)者(zhe)來(lai)說(shuo)，也(ye)不(bu)會(hui)去(qu)考(kao)慮(lv)和(he)理(li)會(hui)這(zhe)些(xie)東(dong)西(xi)，拿(na)到(dao)東(dong)西(xi)就(jiu)隻(zhi)用(yong)。其(qi)實(shi)不(bu)然(ran)，這(zhe)些(xie)量(liang)都(dou)是(shi)十(shi)分(fen)重(zhong)要(yao)的(de)
，仔(zai)細(xi)想(xiang)想(xiang)
，代(dai)碼(ma)為(wei)什(shen)麼(me)可(ke)以(yi)運(yun)行(xing)，代(dai)碼(ma)量(liang)是(shi)多(duo)少(shao)，定(ding)義(yi)的(de)int、short等等類型的變量究竟是怎麼分配和存儲的，這些問題都和內寸有關係。

 

首先單片機的內存可以大小分為ram和rom，這裏就不再解釋ram和rom的區別了，我們可以將其等效為flash和sram，其中根據flash和sram的定義可得，flash裏麵的數據掉電可保存
，sram中的並不可以
，但是sram的執行速度要快於flash
，可以將單片機的程序分為code（代碼存儲區）、RO-data（隻讀數據存儲區）、RW-data（讀寫數據存儲區）和ZI-data（零初始化數據區）。在MDK編譯器下可以觀察到在代碼中這4個量的值，如下圖1所示：

 

圖1：

 

 

其中code和RO-data存儲在flash中


，所以兩者之和為單片機中flash需要分配給它們的空間大小（並且等於代碼所生成的.bin文件大小），另外RW-data和ZI-data存儲在sram中
，同樣兩者之和為單片機中sram需要分配給它們的空間大小。

 

另外
，我們必然會想到棧區（stack）
、堆區（heap）
、全局區（靜態區）（staTIc）、文字常量區和程序代碼區和上麵所介紹的code
、RO-data等的關係。

 

 

1
、棧區（stack）：由編譯器自動分配釋放 
，存放函數的參數值
，局部變量的值等。其操作方式類似於數據結構中的棧。 這些值是可讀寫的
，那麼stack應該被包含在RW-data（讀寫數據存儲區），也就是單片機的sram中。

　　

2、堆區（heap）：一般由程序員分配釋放， 若程序員不釋放，程序結束時可能由OS回收 。可以理解，這些也是被包含在單片機的sram中的。

　　

3、全局區（靜態區）（staTIc）：全局變量和靜態變量的存儲是放在一塊的，初始化的全局變量和靜態變量在一塊區域
， 未初始化的全局變量和未初始化的靜態變量在相鄰的另一塊區域，程序結束後由係統釋放。這些數據也是可讀可寫的，和stack、heap一樣，被包含在sram中。

　　

4、文字常量區：常量字符串就是放在這裏的。這些數據是隻讀的，分配在RO-data（隻讀數據存儲區），則被包含在flash中。

　　

5、程序代碼區：存放函數體的二進製代碼，可以想象也是被包含在flash，因為對於MCU來說，當其重新上電，代碼還會繼續運行，並不會消失
，所以存儲在flash中。

　　

綜上所述，MCU的內存分配基本如此，其中並沒有提到存儲空間所對應的flash和sram地址。