微控制器由中央處理單元（CPU），非易失性存儲(chǔ)器，易失性存儲(chǔ)器，外圍設(shè)備和支持電路組成。為增進(jìn)大家對(duì)微控制器的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)微控制器的工作過(guò)程進(jìn)行一個(gè)非常詳細(xì)的描述。如果你對(duì)微控制器具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、什么是微控制器？

微控制器是用于控制電子系統(tǒng)的其他部分的集成電路（IC）設(shè)備，通常通過(guò)微處理器單元（MPU），存儲(chǔ)器和一些外圍設(shè)備。這些器件針對(duì)嵌入式應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化，這些應(yīng)用既需要處理功能，又需要靈活，響應(yīng)性地與數(shù)字，模擬或機(jī)電組件交互。

參考這類集成電路的最常見(jiàn)方式是“微控制器”，但縮寫(xiě)“MCU”可互換使用，因?yàn)樗怼拔⒖刂破鲉卧薄Ｄ赡芘紶栆矔?huì)看到“μC”（希臘字母mu取代“微”）。

“微控制器”是一個(gè)精心挑選的名稱，因?yàn)樗鼜?qiáng)調(diào)定義此產(chǎn)品類別的特征。前綴“微”意味著小，這里的術(shù)語(yǔ)“控制器”意味著增強(qiáng)的執(zhí)行控制功能的能力。如上所述，此功能是將數(shù)字處理器和數(shù)字存儲(chǔ)器與專門設(shè)計(jì)用于幫助微控制器與其他組件交互的附加硬件相結(jié)合的結(jié)果。

二、微控制器的工作流程

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

微控制器在開(kāi)始執(zhí)行程序時(shí)，必須由人工通過(guò)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(kāi)機(jī)器電源開(kāi)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(guò)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(kāi)始。如果需要程序從中間某一給定的地址開(kāi)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(kāi)始執(zhí)行。無(wú)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(qǐng)看下例：

你在看書(shū)～電話鈴響了～你在書(shū)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(kāi)門，并在門旁與來(lái)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(shū)。

這是一個(gè)很典型的中斷現(xiàn)象。從看書(shū)到接電話，是一次中斷過(guò)程，而從打電話到與門外來(lái)訪者交談，則是在中斷過(guò)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(shū)、打電話和接待來(lái)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(guò)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(guò)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(qǐng)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(guò)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。

以上便是此次帶來(lái)的微控制器相關(guān)內(nèi)容，通過(guò)本文，希望大家對(duì)微控制器已經(jīng)具備一定的了解。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站哦，將于后期帶來(lái)更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!