8位和32位单片机最本质区别

只看该作者 · 2024-3-11 20:30

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

只看该作者 · 2024-3-12 08:41

楼主讲解的比较透彻8位与32位一目了然

只看该作者 · 2024-4-4 10:46

从数据处理能力上看，8位单片机意味着其内部数据总线宽度为8位，即一次只能处理8个二进制数字。这种特性决定了其运算能力和数据处理速度相对较低，适用于对处理能力要求不高的场合，如家用电器、玩具等。而32位单片机则具有更大的数据处理能力，其内部数据总线宽度为32位，一次能处理32个二进制数字，从而实现了更快的运算速度和更高的处理效率，适用于需要处理更复杂任务的场合，如智能手机、多媒体播放器或复杂的工业控制系统。

只看该作者 · 2024-4-4 14:54

8位单片机的ALU是8位的，这意味着它一次最多能处理8位数据。而32位单片机的ALU是32位的，这意味着它一次最多能处理32位数据。这个差异直接影响了单片机的处理速度和运算能力。

只看该作者 · 2024-4-4 17:05

8位和32位单片机在价格、内存容量、外设接口等方面也有所不同。8位单片机通常价格较低，内存容量较小，外设接口较少，适用于低端电子产品。而32位单片机价格较高，内存容量较大，外设接口较多，适用于中高端电子产品。

只看该作者 · 2024-4-4 19:23

32位单片机在执行复杂计算时更加高效，能够更好地应对需要大量数**算的任务，比如图形处理、音频和视频编码解码等。

只看该作者 · 2024-4-4 21:16

8位单片机通常功耗更低，成本也更低。
32位单片机功耗相对较高，成本也更高。

只看该作者 · 2024-4-6 13:27

功耗方面，8位单片机由于功能简单，通常功耗也较低，适合长时间运行或电池供电的设备。而32位单片机虽然功能强大，但功耗也相对较高，特别是在执行复杂任务时。

只看该作者 · 2024-4-6 16:48

32位单片机能够一次性处理更多的数据位，它在执行指令和处理数据时的速度更快，能够更高效地完成任务。

只看该作者 · 2024-4-6 19:55

8位单片机：由于数据宽度较小，它们的处理速度相对较慢，但足够用于许多简单的应用。
32位单片机：具有更强的处理能力，适合于复杂的数据处理和多任务操作。

只看该作者 · 2024-4-7 07:57

多少位是指总线带宽

1万 · 2024-4-7 10:03

8位单片机：通常功耗较低，因为它们的电路更简单。
32位单片机：可能功耗较高，但现代32位单片机已经采用了低功耗设计，以适应便携式和电池供电设备的需求。

只看该作者 · 2024-4-7 11:58

32位单片机通常配备更先进的指令集，如ARM Cortex-M系列，提供多样化且高效的操作指令。这些高级指令集优化了处理器的运算效率，增强了对复杂任务的处理能力。

2万 · 2024-4-7 15:17

8位和32位单片机的最本质区别在于它们的数据总线宽度，即它们一次能够处理的数据位数。8位单片机指的是CPU在一个机器周期内一次性处理8位二进制数据的微控制器，而32位单片机则能够一次性处理32位二进制数据。这一差异直接影响了两者在性能、速度和处理能力方面的差别。

只看该作者 · 2024-4-7 21:06

8位和32位单片机在数据处理能力、内部结构和功耗等方面存在本质区别。

只看该作者 · 2024-4-8 12:58

8位单片机的CPU一次能够处理的数据宽度为8位，而32位单片机可以一次处理32位宽的数据。这意味着32位单片机在每个时钟周期内能够携带更多信息，从而在数据处理能力上远超8位单片机。

只看该作者 · 2024-4-8 15:26

从内部结构上看，8位单片机通常具有较少的存储器和较弱的运算能力，但由于其能够替代离散电路，缩小了电路板实现的面积，提高了可靠性，因此在许多小型、便携设备中发挥了重要作用。而32位单片机则通常具有更大的Flash存储器和SRAM存储器，可以支持更复杂的应用程序，并且具有更丰富的外设，如多个定时器、计数器、PWM输出、ADC、DAC、通信接口等，以满足各种不同的应用需求。