微控制器的工作流程

　　微控制器的工作過程就是執(zhí)行程序的過程，程序由指令序列組成，因此程序的執(zhí)行過程就是執(zhí)行指令序列的過程，也就是周而復(fù)始地進(jìn)行取指令、執(zhí)行指令的過程。

　　微控制器在開始執(zhí)行程序時(shí)，必須由人工通過微控制器的外部輸入設(shè)備（如鍵輸入操作）給微控制器具體的操作要求，例如打開機(jī)器電源開關(guān)或按下某一功能鍵，微控制就能得到一個(gè)指令操作碼。這一指令操作碼被取到控制器內(nèi)，因而控制器發(fā)了相應(yīng)的控制信號(hào)。而在執(zhí)行指令階段，由于不同指令的功能不同，要求機(jī)器執(zhí)行的操作也不同，因而控制器發(fā)出的控制信號(hào)也隨之不同。

　　1．程序順序執(zhí)行過程

　　在程序執(zhí)行前，微控制器先復(fù)位，程序計(jì)數(shù)器（PC）便清零，即初值為零，程序執(zhí)行時(shí)便從零地址開始。如果需要程序從中間某一給定的地址開始執(zhí)行時(shí)，先將該確定的地址賦給程序計(jì)數(shù)器（PC）作為初值，程序便能從該地址開始執(zhí)行。無論是程序的哪一種執(zhí)行，在程序計(jì)數(shù)器（PC）的PC值送出后程序計(jì)數(shù)器（PC）就自動(dòng)加l，為下次送出下一個(gè)PC值作好了準(zhǔn)備，從而順序地從只讀存儲(chǔ)器（ROM）中讀取指令，這是程序的順序執(zhí)行。

　　2．中斷

　　中斷是一項(xiàng)重要的計(jì)算機(jī)技術(shù)，這一技術(shù)在微控制器中得到了充分繼承。其實(shí)，中斷現(xiàn)象不僅在控制器中存在，就是在我們的日常生活中也同樣存在，請看下例：

　　你在看書～電話鈴響了～你在書上做個(gè)記號(hào)，走到電話旁～你拿起電話和對(duì)方通話～門鈴響了～你讓打電話的對(duì)方稍等一下～你去開門，并在門旁與來訪者交談～談話結(jié)束，關(guān)好門～回到電話機(jī)旁，拿起電話，繼續(xù)通話～通話完畢，掛上電話～從作記號(hào)的地方起繼續(xù)讀書。

　　這是一個(gè)很典型的中斷現(xiàn)象。從看書到接電話，是一次中斷過程，而從打電話到與門外來訪者交談，則是在中斷過程中發(fā)生的又一次中斷，即所謂中斷嵌套。為什么會(huì)發(fā)生上述的中斷現(xiàn)象呢？就是因?yàn)槟阍谝粋€(gè)特定的時(shí)刻，面對(duì)著三項(xiàng)任務(wù)：看書、打電話和接待來訪者。但一個(gè)人又不可能同時(shí)完成三項(xiàng)任務(wù)，因此你只好采用中斷方法，穿插著去做。

　　此種現(xiàn)象同樣也可能出現(xiàn)在微控制器中，因?yàn)橥ǔＮ⒖刂破髦兄挥幸粋€(gè)CPU，但在運(yùn)行程序過程中可能會(huì)出現(xiàn)諸如數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)輸出或特殊情況處理等其他的事情要CPU去完成，對(duì)此，CPU也只能采用停下一個(gè)任務(wù)去處理另一任務(wù)的中斷方法解決。

　　中斷技術(shù)在微控制器中得到了廣泛的應(yīng)用。中斷技術(shù)能實(shí)現(xiàn)CPU與外部設(shè)備的并行工作，提高CPU的利用率以及數(shù)據(jù)的輸入／輸出效率；中斷技術(shù)也能對(duì)微控制器運(yùn)行過程中突然發(fā)生的故障做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行自動(dòng)處理，例如：硬件故障、運(yùn)算錯(cuò)誤及程序故障等。

　　在微控制器中，中斷技術(shù)還廣泛用于實(shí)時(shí)控制，所謂實(shí)時(shí)控制，就是要求微控制器能及時(shí)地響應(yīng)被控對(duì)象提出的分析、計(jì)算和控制等請求，使被控對(duì)象保持在最佳工作狀態(tài)或達(dá)到預(yù)定的控制效果。例如，DVD在正常播放過程中，微控制器在執(zhí)行有關(guān)正常播放的程序（這里稱為主程序），現(xiàn)要求快速向前搜索，此時(shí)微控制器在外部按鍵操作控制下中斷原先播放程序，進(jìn)入快速向前搜索程序。

　　微控制器有哪三部分組成

　　微控制器由控制存儲(chǔ)器、微指令寄存器和地址轉(zhuǎn)移邏輯三部分組成。

　　微控制器是將微型計(jì)算機(jī)的主要部分集成在一一個(gè)芯片上的單芯片微型計(jì)算機(jī)。微控制器誕生于20世紀(jì)70年代中期，經(jīng)過20多年的發(fā)展，其成本越來越低，而性能越來越強(qiáng)大，這使其應(yīng)用已經(jīng)無處不在，遍及各個(gè)領(lǐng)域。例如電機(jī)控制、條碼閱讀器/掃描器、消費(fèi)類電子、游戲設(shè)備、電話、HVAC、 樓宇安全與i ］禁控制、工業(yè)控制與自動(dòng)化和白色家電（洗衣機(jī)、微波爐）等。

　　Intel公司作為最早推出微處理器的公司，同樣也是最早推出微控制器的公司。繼1976年推出MCS-48后，又于1980年推出了MCS-51 ，為發(fā)展具有良好兼容性的新一代微控制器奠定了良好的基礎(chǔ)。在8051技術(shù)實(shí)現(xiàn)開放后， Philips、Atmel、 Dallas和Siemens等公司紛紛推出了 基于80C5|內(nèi)核的微控制器。這些各具特色的產(chǎn)品能夠滿足大量嵌入式應(yīng)用需求。基于80C51內(nèi)核的微控制器并沒有停止發(fā)展的腳步，例如現(xiàn)在Maxim/Dallas公司提供的DS89C430系列微控制器，其單周期指令速度已經(jīng)提高到了805I的12倍。

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