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微控制器有兩種體系結(jié)構(gòu),微控制器中斷技術(shù)介紹

2022-05-31
來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)綜合

  本文中,,小編將對(duì)微控制器予以介紹,如果你想對(duì)微控制器的詳細(xì)情況有所認(rèn)識(shí),,或者想要增進(jìn)對(duì)微控制器的了解程度,不妨請(qǐng)看以下內(nèi)容哦,。

  一,、微控制器體系結(jié)構(gòu)

  1.哈佛結(jié)構(gòu)

  哈佛結(jié)構(gòu)是一種將程序指令存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分開的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。中央處理器首先到程序指令存儲(chǔ)器中讀取程序指令內(nèi)容,,解碼后得到數(shù)據(jù)地址,,再到相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中讀取數(shù)據(jù),并進(jìn)行下一步的操作(通常是執(zhí)行),。程序指令存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分開,,可以使指令和數(shù)據(jù)有不同的數(shù)據(jù)寬度,如Microchip公司的PIC16芯片的程序指令是14位寬度,,而數(shù)據(jù)是8位寬度,。

  哈佛結(jié)構(gòu)的微處理器通常具有較高的執(zhí)行效率。其程序指令和數(shù)據(jù)指令分開組織和存儲(chǔ)的,,執(zhí)行時(shí)可以預(yù)先讀取下一條指令,。目前使用哈佛結(jié)構(gòu)的中央處理器和微控制器有很多,除了上面提到的Microchip公司的PIC系列芯片,,還有摩托羅拉公司的MC68系列,、Zilog公司的Z8系列、ATMEL公司的AVR系列和安謀公司的ARM9,、ARM10和ARM11,,51單片機(jī)也屬于哈佛結(jié)構(gòu),。

  2.諾伊曼結(jié)構(gòu)

  馮·諾伊曼結(jié)構(gòu)也稱普林斯頓結(jié)構(gòu),是一種將程序指令存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合并在一起的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu),。程序指令存儲(chǔ)地址和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)地址指向同一個(gè)存儲(chǔ)器的不同物理位置,,因此程序指令和數(shù)據(jù)的寬度相同,如英特爾公司的8086中央處理器的程序指令和數(shù)據(jù)都是16位寬,。

  目前使用馮·諾伊曼結(jié)構(gòu)的中央處理器和微控制器有很多,。除了上面提到的英特爾公司的8086,英特爾公司的其他中央處理器,、安謀公司的ARM7,、MIPS公司的MIPS處理器也采用了馮·諾伊曼結(jié)構(gòu)。

  二,、微控制器中斷技術(shù)

  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~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(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,。

  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(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,、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,。




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