Question

软件为什么可以控制硬件？

就比如键盘上的数字按下代表相应的脉冲施加在特定位置，之后可以控制相应的显示和动作，这个我懂。但软件是通过大量代码实现十分复杂的动作，且它的核心是软件。我的疑问1，代码通过什么途径控制硬件（比如成像系统，数控系统），且如何给代码赋予相应的脉冲。简单说游戏软件，实现了大量复杂的显示和操作，它通过什么途径控制的。有人能解释一下吗？
疑问2.如何给代码赋予相应的脉冲

无论解释疑问1.或2均可得分

Answer 1

问题一，举个最简单的例子，就是在“软件空间”，也就是所谓的地址空间中的一些特殊区域，是通过“一根导线”，连接到某个外部引脚上面的，这样，这个“地址空间”里面的数据发生改变，这个引脚对应就有软件上面的“0”、“1”两个值，比如高电平和低电平。
这只是一个非常形象的例子，实际硬件运作过程比较复杂，但是核心差不多就是这样，一般是通过特定的地址实现对硬件的控制——比如软件的存在是依赖存储器的，那么存储器硬件上的一种是电容，只要在这个电容上连接除了起存储作用的“引线”，还连接别的东东，就可以起到相应的作用了，比如点亮一个发光的东东。

疑问二：你说的赋予相应的脉冲，应该是给控制信号吧。大概过程可以描述下：首先软件写入特定的特殊地址，硬件检测到这种写入后反馈给硬件固化的“软件”（也可以叫固件，芯片们工作往往不只有硬件电路的参与，还有硬件本身带有的软件的参与），这种“软件”再“写回”给软件，这就完成了一次通信的过程。

实际硬件软件协同工作的过程非常复杂，《单片机原理》里面有比较细致的描述。所有回答中使用引号的词句表示这只是真实情况的一种近似或形容，不代表其真实工作过程。

追问

原理看着很模糊，能加点专业术语和例子吗

追答

假设现在有一个8位单片机，有一个地址0x11，可以控制一组IO接口P0.0～P0.7共8个引脚。

我试着从近似的角度阐释为什么会有控制动作：
1、写入过程：地址0x11（IO控制寄存器）存储着1Byte，8Bit的信息，对应着这8个引脚（可以简单理解为一个存储着信息0、1的电容外面又连接了一个导线到一个引脚），那么当软件对这个地址“写入”值时，相应的引脚电压就要随着这个电容器（这个电容器本质上是触发器）里面存储的电压高低（电平翻转）发生变化。

2、读取过程：由于这个存储电荷的电容与外部的引脚有“导线”连接，因此当外部“人为”（其他设备、芯片或开关什么的）地改变这个引脚的电压（引脚拉高或拉低）时，“电容”会充放电（建立和保持），改变电压（寄存器位变化）。当程序读取了这个地址0x11时，就会得到改变的值。
3、这种软件能够控制硬件进行变化和检测变化的能力，就是数字世界的基础，也是构成现代设备设施的最基本原理。

上文所引用的大部分内容，是真实世界的一种及其不精确的近似，仅可帮助理解，与相关设备的本质工作原理表面相同，但本质有根本性的不同。如想继续加深这方面的理解，建议参考阅读《数字电路基础》。

追问

不满意。如：对于C语言 int a；
a=10；
之后a的单元就储存数字10:之后通过芯片写入，执行就可以动作。
这个单元的赋值就是通过代码实现的，这个过程能解释一下吗

追答

你这么理解是不对的，首先，要对硬件操作，往往需要提供一个指定的地址才行。类似int a;这样的声明，初始化的地址应该在堆栈里面，是“正常的”内存空间里。

要想控制硬件，首先要声明一个指针，指向该地址，比如0x11，然后通过这个指针操作。直接声明变量，这个地址是不能作用到能够控制硬件的空间里面的。

既然不想看泛泛地理论《数字电路基础》，那推荐你找本“从零开始学51单片机”之类的书籍，这样的书籍会讲述软件如何通过寄存器操纵硬件的。要是详细的，比如AD是如何工作的，还得看《数字电路基础》。

之所以会问这样的问题，就是缺少这样的知识，所以我的个人建议是定下心来看书，啃下三本书，一定会胸有成竹。

Answer 2

你可以看看单片机原理，这个比较详细

追问

太泛了，单片机我学了，至于太详细的原理我在书上没有见到