许多人必定很疑问，在嵌入式开发中，为什么写c代码，就能够操控硬件。这一切是怎样发生的了，下面我就给咱们解剖一下，软件是怎样操控硬件的。
咱们从操控8个led为例来阐明：
从最简略的开端，假如运用硬件，操控8个led，最简略的办法是什么：直接接上开关。便是以下的图。经过开关操控led管脚输出不同的电平，就能操控led了。可是这个办法很不灵敏，咱们要手动的去拨动开关，才干改动led状况。
咱们将上面电路改一下，把开关的当地换成寄存器，并加一些额定的电路，这样就能够经过使能信号和信号值改动led值输出不同电平，直接的操控led了。而使能信号和信号值咱们是能够经过外部给的，就比开关要灵敏一些了。
已然，上面有寄存器，咱们能够给这个寄存器界说一个地址，当然这个地址现在是能够随意界说的。假定为0x77777777。你可能会有疑问，为什么要给寄存器界说地址了?并且界说的地址为什么是32位了，这个先不着急，听我渐渐道来。
咱们持续在前面加电路
这儿，多了一个前级电路，前级电路供给两个信号，一个地址，一个数据。在地址信号通路上，有一个电路模块，判别地址是不是0x77777777，是的话，使能信号为1，这样数据不就直接传递给寄存器了。不是的话，使能信号为0。寄存器的输出不变。这样，经过地址和数据就能改动led了。
这儿0x77777777是不是很熟悉，这不便是之前界说的寄存器A的地址吗?本来，地址便是用来判别是否发生使能信号的，使能才干使数据能够输入到寄存器中。
到了这儿，是不是对软件操控硬件有些端倪了。别着急，咱们持续往下走。
已然前级电路只需求供给地址和数据，并且地址是0x77777777，就能够操控寄存器A的值了，而操控了寄存器A，就操控led。那么咱们将前级电路换成一个32位CPU。
咱们知道，CPU是能够发生3种总线信号的，一种地址总线，一种数据总线，一种操控总线。操控总线咱们这儿用不到。将地址总线接到地址线上，将数据总线接到数据线上。便是以下的电路：
假如咱们让CPU发生地址为0x77777777，然后宣布想要写入寄存器A的数据B，那么数据B不就被写入到寄存器A中，这样，不就操控led了。这儿知道为什么地址要32位的把，由于CPU是32位的，地址便是32位宽的。之所以界说32位的地址，意图是为了和CPU的地址总线32位宽兼容。
到这儿，是不是有恍然大悟的感觉了。咱们再持续。
咱们知道CPU是要取机器码然后履行的。假如刚好某条机器码，能让地址总线上发生0x77777777，数据总线上发生数据B。那么成果，数据B不就被写入到寄存器A中了。假定CPU是32位risc的CPU，机器码便是32位。那么该机器码应该是如下：
1001 0000 1110 0000 1011 1010 1111 0010(假定)
已然这是一条机器码，那么就应该有一个汇编指令与之对应，假定是
str r0, r1
咱们预先将地址0x77777777写入到r0中，数据B写入到r1中，那么上面一条句子履行后，不就将数据B写入到寄存器A中了，不就操控led了。这样不就完成了软件操控了硬件了。已然汇编代码能够操控硬件了，那么高档言语相同也是操控硬件的，只需编译后的汇编代码是以上代码就行了。
全体操控硬件的代码便是
ldr r0, = 0x77777777
ldr r1, =B
str [r0], r1
对应的C代码便是
(*(volatile unsigned long *)0x77777777) = B;
运用指针操作，往0x77777777地址的寄存器写入数据B，参加volatile关键字，是避免编译器对操作进行优化。
经过上面的进程，是不是也能够了解，为什么在嵌入式底层驱动开发中，根本都是用C言语，而不必其他高档言语，比方JAVA等。由于这些高档言语没有指针，你就不能操控寄存器，不能操控寄存器了，你当然就操控不了硬件了。C++也很少用，由于底层驱动开发需求高效率代码，不能太杂乱，而C++在这方面，比不过C言语。
以上是写入的进程了，假如想要知道led的状况呢?经过读取寄存器A的值，不就知道led的状况了。原理是相同的。只不过数据线要变成两根，一个是担任写，一根担任读。电路图如下：
由于只考虑了一个寄存器，当不选中寄存器A时，读取的数据为全0。
经过，上面的叙述，对软件操控硬件有没有了解一些了。软件操控硬件，本质上，便是经过写代码去修正或读取硬件对应的寄存器的值。这样，就相当于直接的操控了硬件。而硬件的寄存器关于一个处理器来说，都是固定的，都预先界说好了地址。所以在看ARM的数据手册中，能够看到许多寄存器的地址。这些地址的效果，也便是能够让你在写程序的时分，能够正确的往这些寄存器里边写入或读取正确的值，然后操控硬件。
CPU对外看到的都是寄存器，所以硬件规划的时分，就要对硬件的功用设置几个寄存器，然后对这几个寄存器别离界说几个地址，这样CPU才能够去操控这几个寄存器，也就能操控硬件了。界说的寄存器地址位宽是和CPU的地址线位宽是有联系的，假如是一个8位的CPU，也便是经典的C51，地址的宽度便是8位，所以你能够在头文件reg51.c中看到运用sfr界说的地址位宽是8位。在STM32中，CPU是32位的，所以地址的宽度便是32位的，所以你看到STM32数据手册中，寄存器的地址都是32位的，并且是4字节对齐的。
以上，CPU仅仅操控了一个硬件，led，可是咱们知道，CPU是能够操控许多硬件的，那这又是怎样完成的了?这个就得谈谈片上互联总线了。
