hex（探究计算机的本质）

avr单片机是很经典的8位mcu，因为arduino的火爆，直到现在依然很流行。在8位单片机开创性的引入了32个寄存器，两级流水线，risc结构直接降维打击了同时代的8051。以avr为例，探究一下计算机的本质。研究计算机原理可以看书，也可以做试验。我选择从试验开始，这样更有趣一些。现在做实验简单多了，各种虚拟环境和ide非常丰富。我选择用真机做实验，这样更实用和真实一些。

首先介绍一下用到的工具：

1.atmel studio,主要用它编译和仿真汇编代码

2.硬件，一个avr最小系统，我选择attiny13，研究汇编够用了

3.烧写器usb isp，以及烧写工具智峰下载器

4.avr汇编指令集手册，以及attiny13的手册

开篇上点灯程序：

.cseg .org $0 rjmp start .org $000A start: sbi DDRB,DDB0 sbi PORTB,PB0 Loop: rjmp loop

机器码对照：

.cseg .org $0 000000 c009 rjmp start .org $000A start: 00000a 9ab8 sbi DDRB,DDB0 00000b 9ac0 sbi PORTB,PB0 Loop: 00000c cfff rjmp loop

hex格式

:020000020000FC :0200000009C035 :06001400B89AC09AFFCF6C :00000001FF

flash memery快照：

prog 0x0000 09 c0 ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff b8 9a c0 9a prog 0x0018 ff cf ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff

hex格式解释：

数据个数 地址 类型 数据 crc校验

: 00 0000 00 000000... 00

下载器使用hex文件烧录数据到avr，中间经过了解析hex文件的过程。主要是取出机器码并烧录到flash。

avr的汇编格式是：

操作码---操作数/地址/空---操作数/地址/空

整条指令是16位或是32位（32位很少）

avr整个工作过程是，从mcu上电开始，pc指向flash的0地址，开始取指-执行重复下去，直至结束。我们每天使用的电脑办公、手机刷视频，在cpu看来都是一堆01010101。

我们可以用汇编开发mcu，也可以直接用机器码开发。上古计算机就是机器码编程，那时候是没有falsh，直接把01代码用纸带打孔的方式来表示，也就是说纸带相当于falsh。即使现在用机器码开发，比那时候也简单多了，直接在电脑上查询寄存器的地址并转为相应的机器码，然后烧进falsh即可。