微控制器的工作原理是什么

小编 432

微控制器的工作原理是:当电源打开时,石英振荡器由控制逻辑寄存器使能;当电压电平达到最大值并且石英振荡器的频率稳定时,开始在特殊功能寄存器上写入位的过程;一切都根据振荡器的时钟运作,整个电子设备开始工作仅需几纳秒的时间。

1.微控制器的工作原理

微控制器是一种高速芯片,但它比计算机要慢,即使如此每条指令在微控制器中的执行速度还是非常快。当电源打开时,石英振荡器由控制逻辑寄存器使能;当电压电平达到最大值并且石英振荡器的频率稳定时,开始在特殊功能寄存器上写入位的过程;一切都根据振荡器的时钟运作,整个电子设备开始工作仅需几纳秒的时间。

2.微控制器的工作条件

无论何种微控制器,要正常稳定地工作,必须具备三个工作条件,即供电电源、复位电路和时钟振荡脉冲。

(1)供电电源:任何微控制器是在一定电源供电的情况下工作的,工作电源是供电电路提供的,通常微控制器的工作电源为3〜5V,5V电压的微控制器较多。此电压为不受控电压,即某些电子设备进人节能状态时,此供电电压也不能丟失,否则微控制器将不会再次唤醒。

(2)复位电路:微控制器的复位电平是由复位电路产生的。复位电路的作用是使微控制器在获得供电的瞬间,向微控制器提供复位电平,使之复位,从而使微控制器由初始状态开始工作。

(3)时钟振荡电路:任何微控制器的正常工作都是在时钟脉冲推动下工作的,如存/取数据、模拟量存储等操作。只有在时钟脉冲的作用下,微控制器的工作才能井然有序,否则微控制器便不能正常工作。

延伸阅读

什么是微控制器

微控制器(有时称为MCU 或微控制器单元)是单个集成电路(IC),通常用于特定应用并设计用于执行某些任务。在某些情况下必须自动控制的产品和设备,如电器、电动工具、汽车发动机控制系统和计算机都是很好的例子,但微控制器的应用范围远不止这些应用。

本质上,微控制器收集输入、处理此信息,并根据收集到的信息输出特定动作。微控制器通常以较低的速度运行,大约在1MHz至200MHz范围内,并且需要设计为消耗更少的功率,因为​​它们嵌入在其他设备中,在其他领域可能具有更高的功耗。

微控制器有哪些种类

根据控制器在工作中发挥的作用来看,微控制器主要有以下几种:

1.指令控制器

指令控制器是控制器中相当重要的部分,它要完成取指令、分析指令等操作,然后交给执行单元(ALU或FPU)来执行,同时还要形成下一条指令的地址。

2.时序控制器

时序控制器的作用是为每条指令按时间顺序提供控制信号。时序控制器包括时钟发生器和倍频定义单元,其中时钟发生器由石英晶体振荡器发出非常稳定的脉冲信号,就是CPU的主频;而倍频定义单元则定义了CPU主频是存储器频率(总线频率)的几倍。

3.总线控制器

总线控制器主要用于控制CPU的内外部总线,包括地址总线、数据总线、控制总线等等。

4.中断控制器

中断控制器用于控制各种各样的中断请求,并根据优先级的高低对中断请求进行排队,逐个交给CPU处理控制器的基本功能设备控制器的基本功能。

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