微處理器簡介.pptVIP

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 微電腦控制 微處理機(microprocessor)?處理器直接製作於一個積體電路上 微電腦(microcomputer) ?使用微處理器為CPU的電腦 微控制單元(microcontroller unit, MCU) ?把微電腦實作在一個超大型積體電路(very large-scale integration circuit, VLSI circuit)上 傳統工業控制系統 信號感測(sensor)與信號處理電路(signal conditioning)?將物理量轉換為電信號 控制器(controller) 致動器(actuator) 機構(mechanism)  微處理機控制器 工業機具、家電、汽車… 微電腦控制I/O介面 數位輸入輸出(digital input/output, DIO) 一般I/O(general-purpose I/O) –簡單 交握式I/O(handshake I/O) – 複雜，較慢，額外控制線?可靠 位元可規畫(bit programmable) 資料方向控制 類比輸入輸出(analog input/output, AIO) 類比/數位轉換(Analog to Digital Converter, ADC) 數位/類比轉換(Digital to Analog Converter, DAC) 解角器對數位轉換(Resolver to Digital Converter, RDC) 微電腦控制I/O介面 中斷控制器(interrupt controller) In computing, an interrupt is an asynchronous signal indicating the need for attention or a synchronous event in software indicating the need for a change in execution. 處理與時間相關的工作(time-dependent task) ? 事件(event)? 中斷要求(interrupt request)? 中斷服務常式(interrupt service routine, ISR)? 回到上次執行點 中斷的辨認與分派方式? 輪詢 (polling)? 中斷向量(interrupt vector) I/O的服務-詢問 當轉移I/O埠的資料或狀態信息時，稱之為在服務I/O埠。服務的需求可由二種方式產生：詢問(polling)及中斷(interrupt)。 詢問程式是一段小程式，規律的檢查I/O埠是否需要服務。 詢問程式檢查I/O埠的狀態暫存器決定是否需要服務。其優先順序是依詢問程式的撰寫方式決定。 詢問的I/O系統必須等軟體測試方能得到服務，適用於不需要立即得到服務的系統或服務頻率很低的系統。 I/O的服務-中斷 中斷輸入就像硬體的副程式呼叫，當中斷信號啟動時，一個特別的控制邏輯程序便開始。微處理器先儲存目前PC內容，以便在中斷結束後返回。其主要步驟： 收到中斷信號(interrupt request, IRQ) 完成目前執行的指令（因此沒有指令被中途停止） 將目前PC值放入堆疊中 自特殊記憶體位址處取出中斷向量值放入PC 程式由PC所指的新位址繼續執行 中斷程式執行到回返指令後結束。 中斷服務程式的起使位置被存在特殊的記憶體位址，稱之為中斷向量。 多重中斷需求處理 當有超過一個的中斷需求時，微處理器通常有兩種方式解決： 有些微處理器有多個中斷埠。每個中斷服務程式有不同的中斷向量，不同的中斷裝置可呼叫不同的服務程式。 當微處理器只有單獨一個中斷輸入時，一些系統使用外部硬體提供不同的中斷向量。 微電腦控制I/O介面 時間處理裝置(time processing device) 可規劃計時器(programmable timer)計數器(counter) 輸入截取與輸出比較(input capture and output compare)量測兩個外部事件的時間間隔利用軟體控制產生精確的時間延遲 脈寬調變(pulse width modulator, PWM) 微電腦控制I/O介面 通訊介面(communication interface) 串列通訊(serial communication)-同步串列通訊(synchronous serial communication) Ex. SPI (synchronous serial peripheral interface)-非同步串列通訊(asynchro