单片机小白学步(17) 单片机/计算机系统概述：核心模块

围模块速度远不及CPU，例如从硬盘读数据；也可能是执行不需CPU干预的费时操作（也可以理解成外围模块执行这个操作的速度慢）；或者是接收来自外界的操作，例如按下键盘电脑需要很快进行响应，要不然就表现为很卡甚至死机了。

这时为了及时知道外围器件处理的结果并进行处理，就有几种工作流程了。

一是轮询法（故事中的方法一）。以一定的间隔不断查询外围器件工作状态。好处是设计起来比较简单；缺点是效率太低，特别是当外围设备太多、速度差异很大时，CPU几乎没空干别的事。

二是中断法（故事中的方法二）。外围模块处理好任务以后，主动给CPU发送中断请求（填好表格交给班长）。然后CPU中断当前任务，转而处理中断请求，对该模块的执行结果进行处理（检查表格填写正确，并收集表格）。处理中断请求之前，需要保护现场（放书签），处理完中断请求，再恢复现场，继续之前任务（继续看书）。

DMA

前面的故事其实还有方法三。班长由于最近事情太多，决定请副班长帮忙收集表格，让同学们自己把表格交给副班长。副班长把表格都收集完了，再由他交给老师。这种方法需要征得副班长的同意，不过效果很好。

同样对于微机系统来说，也有第三种方法，这种方法就叫做DMA（DMA=Direct Memory Access，直接内存访问）。在CPU之外设置一个DMA控制器（副班长），根据CPU发送的指令，外围设备处理完数据，通过DMA直接将数据保存到内存中的指定位置，然后才用中断通知CPU处理。

在比较复杂的系统中，DMA能大大提高执行效率。51等单片机本身没有DMA功能，可以在外部添加DMA控制器芯片实现（例如Intel 8237）。不过性能相对较低的单片机不能实现复杂系统，所以使用DMA的意义不大。

定时器/计数器

这里的定时器和我们生活中的定时器相似，主要区别是这个定时器往往定时时间很短；定时器定时时间到，不会响铃，而是通过中断的形式通知CPU。计数器则是计数高低电平脉冲数量的，而定时器通常正是由计数器实现的。这两个模块放在一起讲解，正是因为他们通常就是设计在一块的，后面再做详细介绍。

计算机/单板机/单片机

核心模块基本介绍完了。对于一个微机系统，CPU、存储器（主要指RAM和ROM）是必不可少的，实际上还会有很多其他设备。对于计算机而言，这些模块一般都是独立的，通过主板连接在一起。早期人们把CPU、RAM、ROM等器件集成到一块电路板上，被称为单板机。后来集成电路技术不断发展，CPU、RAM、ROM、中断等模块集成到一个芯片中，就成了单片机。

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