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什么是微控制器

时间:10-15 来源:互联网 点击:

态设置处理速度,从而大大降低功耗。通过软件选择分频功能,来选择系统时钟周期是l、2、4或者8个振蔼周期。为进一步降低功耗,还有另外三种低功耗模式,256分频、32 kH。和停机模式。

3.5 中 断

提供多个中断源,可对内部和外部事件快速响应。MAXQ结构采用了单一中断向量(IV)和单一中断服务程序(ISR)设计。必须在用户中断程序内清除中断标志,以避免由同一中断源引发重复中断。当检测到使能的中断时,软件跳转到一个用户可编程的中断向量位置。

一旦软件控制权转移到ISR,可以使用中断识别寄存器(IIR)来判定中断源是系统寄存器还是外设寄存器。然后,就可以查询特定模块以确定具体中断源,并采取相应的操作。由于中断源是由用户软件识别的,因此用户可以为每种应用确立一个独特的中断优先级方案。

3.6 高速硬件乘法器

集成的硬件乘法器模块执行高速乘法、乘方和累加操作,并能在一个周期内完成一个16位×16位乘法和累加操作。硬件乘法器由2个]6位并行加载操作数寄存器(MA,MB)和1个累加器组成。加载寄存器能够自动启动操作,从而节省了重复计算的时间。硬件乘法器的累加功能是数字滤波、信号处理以及PII)控制系统中的一个基奉单元,这使得MAXQ2000可以胜任需要大量数学运算的应用。

4 结 论

通过以上两种基于CISC.和RISC架构的微控制器的对比分析,会发现许多共同的特性,如安全特性、外围设备、电源管理和在系统编程等。显然.它们都是适应具体应用的共性要求而增加的功能。两者最大的不同是指令结构的差异。MCS一5l有50条基本指令,若累计各种不同寻址方式,指令共计lll条,对应的机器指令有单字节、双字节和三字节指令~68H(:05有62条基本指令,加上多种寻址方式,最终指令达210条,也分为单字节、双字节和三字节指令。比较而言,RIS(:微控制器的所有指令是由一些简单、等长度的指令构成.精简指令使微控制器的线路可以尽量优化,硬件结构更加简单,从而可以实现较低的成本和功耗,当然完成相同的工作可能需要更多的指令。所以,二者取舍之间没有绝对优势,只能说根据应用的不同需求和侧重来进行选择。

微处理器是20世纪伟大的技术创新之一,由此而衍生的微控制器将微处理器和外设集于一身,为多种应用开创了新局面,并将继续发挥不可替代的作用。

微处理器体系结构

哈佛结构和冯·诺伊曼结构

哈佛结构是一种将程序指令存储和数据存储分开的存储器结构。中央处理器首先到程序指令存储器中读取程序指令内容,解码后得到数据地址,再到相应的数据存储器中读取数据,并进行下一步的操作(通常是执行)。程序指令存储和数据存储分开,可以使指令和数据有不同的数据宽度,如Microchip公司的PIC16芯片的程序指令是14位宽度,而数据是8位宽度。

哈佛结构的微处理器通常具有较高的执行效率。其程序指令和数据指令分开组织和存储的,执行时可以预先读取下一条指令。目前使用哈佛结构的中央处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,还有摩托罗拉公司的MC68系列、Zilog公司的Z8系列、ATMEL公司的AVR系列和安谋公司的ARM9、ARM10和ARM11,51单片机也属于哈佛结构。

冯·诺伊曼结构也称普林斯顿结构,是一种将程序指令存储器和数据存储器合并在一起的存储器结构。程序指令存储地址和数据存储地址指向同一个存储器的不同物理位置,因此程序指令和数据的宽度相同,如英特尔公司的8086中央处理器的程序指令和数据都是16位宽。

目前使用冯?诺伊曼结构的中央处理器和微控制器有很多。除了上面提到的英特尔公司的8086,英特尔公司的其他中央处理器、安谋公司的ARM7、MIPS公司的MIPS处理器也采用了冯诺·伊曼结构。

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