因此
，對於任何一款MCU，主要應從如下的幾個方麵來理解和掌握：

 

* MCU的特點：

要了解一款MCU，首先需要知道就是其ROM空間
、RAM空間、IO口數量、定時器數量和定時方式、所提供的外圍功能模塊（Peripheral Circuit）

、中斷源
、工作電壓及功耗等等。

 

* 了解這些MCU Features後，接下來第一步就是將所選MCUdegongnengyushijixiangmukaifadeyaoqiudegongnengjinxingduibi，mingquenaxieziyuanshimuqiansuoxuyaode，naxieshibenxiangmusuoyongbudaode。duiyuxiangmuzhongxuyaoyongdaodeersuoxuanMCU不提供的功能
，則需要認真理解MCU的相關資料，以求用間接的方法來實現
，例如，所開發的項目需要與PC機COM口進行通訊

，而所選的MCU不提供UART口，則可以考慮用外部中斷的方式來實現
；

 

* 對於項目開發需要用到的資源，則需要對其Manua*進行認真的理解和閱讀，而對於不需要的功能模塊則可以忽略或瀏覽即可。對於MCU學習來講，應用才是關鍵，也是最主要的目的。

 

* 明確了MCU的相關功能後，接下來就可以開始編程了。對於初學者或初次使用此款MCU的設計者來說，可能會遇到很多對MCU的功能描述不明確的地方
，對於此類問題
，可以通過兩種方法來解決，一種是編寫特別的驗證程序來理解資料所述的功能；lingyizhongzekeyizanshihulve

，chengxushejizhongzeanzhaozijimuqiandelijielaibianxie，liudaotiaoshishiquxiugaihewanshan。qianyizhongfangfashiyongyushijianjiaokuansongdexiangmuhechuxuezhe，erhouyizhongfangfazeshiheyujuyouyidingMCU開發經驗的人或項目進度較緊迫的情況；

 

* 指(zhi)令(ling)係(xi)統(tong)千(qian)萬(wan)不(bu)要(yao)特(te)別(bie)花(hua)時(shi)間(jian)去(qu)理(li)解(jie)。指(zhi)令(ling)係(xi)統(tong)隻(zhi)是(shi)一(yi)種(zhong)邏(luo)輯(ji)描(miao)述(shu)的(de)符(fu)號(hao)，隻(zhi)有(you)在(zai)編(bian)程(cheng)時(shi)根(gen)據(ju)自(zi)己(ji)的(de)邏(luo)輯(ji)和(he)程(cheng)序(xu)的(de)邏(luo)輯(ji)要(yao)求(qiu)來(lai)查(zha)看(kan)相(xiang)關(guan)的(de)指(zhi)令(ling)即(ji)可(ke)，而(er)且(qie)隨(sui)著(zhe)編(bian)程(cheng)的(de)進(jin)行(xing)
，對(dui)指(zhi)令(ling)係(xi)統(tong)也(ye)會(hui)越(yue)來(lai)越(yue)熟(shu)練(lian)，甚(shen)至(zhi)可(ke)以(yi)不(bu)自(zi)覺(jiao)地(di)記(ji)憶(yi)下(xia)來(lai)

；

 

 

對於絕大多數MCU，下列功能是最普遍也是最基本的，針對不同的MCU，其描述的方式可能會有區別

，但本質上是基本相同的：

 

* TImer（定時器）：TImer的種類雖然比較多
，但可歸納為兩大類：一類是固定時間間隔的TImer，即其定時的時間是由係統設定的，用戶程序不可控製，係統隻提供幾種固定的時間間隔給用戶程序進行選擇，如32Hz，16Hz
，8Hz等
，此類TImer在4位MCU中比較常見
，因此可以用來實現時鍾、計時等相關的功能；另一類則是Programmable Timer（可編程定時器），顧名思義，該類Timer的定時時間是可以由用戶的程序來控製的，控製的方式包括：時鍾源的選擇、分頻數（Prescale）選擇及預製數的設定等，有的MCU三者都同時具備
，而有的則可能是其中的一種或兩種。此類Timer應用非常靈活，實際的使用也千變萬化，其中最常見的一種應用就是用其實現PWM輸出（具體的應用，後續會有特別的介紹）。由於時鍾源可以自由選擇
，因此
，此類Timer一般均與Event Counter（事件計數器）合在一起；

 

* IO口：任何MCU都具有一定數量的IO口，沒有IO口，MCU就失去了與外部溝通的渠道。根據IO口的可配置情況，可以分為如下幾種類型：

 

** 純輸入或純輸出口：此類IO口有MCU硬件設計決定，隻能是輸入或輸出
，不可用軟件來進行實時的設定
；

 

** 直接讀寫IO口：如MCS-51的IO口就屬於此類IO口。當執行讀IO口指令時
，就是輸入口；當執行寫IO口指令則自動為輸出口
；

 

** 程序編程設定輸入輸出方向的：此類IO口的輸入或輸出由程序根據實際的需要來進行設定，應用比較靈活，可以實現一些總線級的應用，如I2C總線
，各種LCD、LED Driver的控製總線等；

 

** 對於IO口的使用，重要的一點必須牢記的是：對於輸入口，必須有明確的電平信號
，確保不能浮空（可以通過增加上拉或下拉電阻來實現）；而對於輸出口
，其輸出的狀態電平必須考慮其外部的連接情況，應保證在Standby或靜態狀態下不存在拉電流或灌電流。

　

* 外部中斷：外部中斷也是絕大多數MCU所具有的基本功能，一般用於信號的實時觸發，數據采樣和狀態的檢測，中斷的方式由上升沿
、下降沿觸發和電平觸發幾種。外部中斷一般通過輸入口來實現，若為IO口，則隻有設為輸入時其中斷功能才會開啟


；若為輸出口
，則外部中斷功能將自動關閉（ATMEL的ATiny係列存在一些例外，輸出口時也能觸發中斷功能）。外部中斷的應用如下：

 

** 外部觸發信號的檢測：一種是基於實時性的要求，比如可控矽的控製，突發性信號的檢測等；而另一種情況則是省電的需要；

 

** 信號頻率的測量；為了保證信號不被遺漏，外部中斷是最理想的選擇
；

 

** 數據的解碼：在遙控應用領域
，為了降低設計的成本，經常需要采用軟件的方式來對各種編碼數據進行解碼，如Manchester和PWM編碼的解碼
；

 

** 按鍵的檢測和係統的喚醒：對於進入Sleep 狀態的MCU
，一般需要通過外部中斷來進行喚醒，最基本的形式則是按鍵
，通過按鍵的動作來產生電平的變化
；

 

* 通訊接口：MCU所提供的通訊接口一般包括SPI接口

，UART，I2C接口等，其分別描述如下：

 

** SPI接口：此類接口是絕大多數MCU都提供的一種最基本通訊方式
，其數據傳輸采用同步時鍾來控製，信號包括：SDI（串行數據輸入）、SDO（串行數據輸出）、SCLK（串行時鍾）及Ready信號；有些情況下則可能沒有Ready信號；此類接口可以工作在Master方式或Slave方式下，通俗說法就是看誰提供時鍾信號，提供時鍾的一方為Master
，相反的一方則為Slaver；

 

** UART（Universal Asynchronous Receive Transmit）：屬於最基本的一種異步傳輸接口
，其信號線隻有Rx和Tx兩條，基本的數據格式為：Start Bit + Data Bit（7-bits/8-bits） + Parity Bit（Even
， Odd or None） + Stop Bit（1~2Bit）。一位數據所占的時間稱為Baud Rate（波特率）。對於大多數的MCU來講，數據為的長度、數據校

 

驗方式（奇校驗、偶校驗或無校驗）、停止位（Stop Bit）的長度及Baud Rate是可以通過程序編程進行靈活設定。此類接口最常用的方式就是與PC機的串口進行數據通訊。

 

** I2C接口：I2C是由Philips開發的一種數據傳輸協議，同樣采用2根信號來實現：SDAT（串行數據輸入輸出）和SCLK（串行時鍾）。其最大的好處是可以在此總線上掛接多個設備，通過地址來進行識別和訪問
；I2C總線的一個最大的好處就是非常方便

 

用軟件通過IO口來實現
，其傳輸的數據速率完全由SCLK來控製，可快可慢，不像UART接口
，有嚴格的速率要求。

 

* Watchdog（看門狗定時器）：Watchdog也是絕大多數MCU的一種基本配置（一些4位MCU可能沒有此功能），大多數的MCU的Watchdog隻能允許程序對其進行複位而不能對其關閉（有的是在程序燒入時來設定的，如Microchip PIC係列MCU），而有的MCU則是通過特定的方式來決定其是否打開，如Samsung的KS57係列

，隻要程序訪問了Watchdog寄存器
，就自動開啟且不能再被關閉。一般而言watchdog的複位時間是可以程序來設定的。Watchdog的最基本的應用是為MCU因為意外的故障而導致死機提供了一種自我恢複的能力。

 

 

MCU的程序的編寫與PC下的程序的編寫存在很大的區別，雖然現在基於C的MCU開發工具越來越流行
，但對於一個高效的程序代碼和喜歡使用彙編的設計者來講，彙編語言仍然是最簡潔、最有效的編程語言。對於MCU的程序編寫，其基本的框架可以說是大體一致的

，一般分為初始化部分（這是MCU程序設計與PC最大的不同），主程序循環體和中斷處理程序三大部分（見圖1 a 和b），其分別說明如下：

 

* 初始化：對於所有的MCU程序的設計來講，出世化是最基本也是最重要的一步，一般包括如

 

** 屏蔽所有中斷並初始化堆棧指針：初始化部分一般不希望有任何中斷發生

；

 

** 清除係統的RAM區域和顯示Memory：雖然有時可能沒有完全的必要
，但從可靠性及一致性的角度出發，特別是對於防止意外的錯誤，還是建議養成良好的編程習慣；

 

** IO口的初始化：根據項目的應用的要求，設定相關IO口的輸入輸出方式
，對與輸入口，需要設定其上拉或下拉電阻；對於輸出口，則必須設定其出世的電平輸出，以防出現不必要的錯誤；

 

** 中斷的設置：對於所有項目需要用到的中斷源
，應該給予開啟並設定中斷的觸發條件，而對於不使用的多餘的中斷，則必須給予關閉
；

 

** 其他功能模塊的初始化：對於所有需要用到的MCU的外圍功能模塊
，必須按項目的應用的要求進行相應的設置，如UART的通訊，需要設定Baud Rate
，數據長度，校驗方式和Stop Bit的長度等，而對於Programmer Timer

，則必須設置其時鍾源，分頻數及Reload Data 等
；

 

** 參數的出世化：完成了MCUdeyingjianheziyuandechushihuahou，jiexialaijiushiduichengxuzhongshiyongdaodeyixiebianliangheshujudechushihuashezhi，zheyibufendechushihuaxuyaogenjujutidexiangmujichengxudezongtianpailaisheji。duiyuyixieyongEEPROM來保存項目預製數的應用來講，建議在初始化時將相關的數據拷貝到MCU的RAM，以提高程序對數據的訪問速度，同時降低係統的功耗（原則上，訪問外部EEPROM都會增加電源的功耗）。

 

* 主程序循環體：大多數MCU是shi屬shu於yu長chang時shi間jian不bu間jian斷duan運yun行xing的de
，因yin此ci其qi主zhu程cheng序xu體ti基ji本ben上shang都dou是shi以yi循xun環huan的de方fang式shi來lai設she計ji，對dui於yu存cun在zai多duo種zhong工gong作zuo模mo式shi的de應ying用yong來lai講jiang，則ze可ke能neng存cun在zai多duo個ge循xun環huan體ti

，相xiang互hu之zhi間jian通tong過guo狀zhuang態tai標biao誌zhi來lai進jin行xing轉zhuan換huan。對dui於yu主zhu程cheng序xu體ti，一yi般ban情qing況kuang下xia主zhu要yao安an排pai如ru下xia的de模mo塊kuai：

 

** 計算程序：計算程序一般比較耗時，因此堅決反對放在任何中斷中處理，特別是乘除法運算
；

 

** 實時性要求不高或沒有實時性要求的處理程序
；

 

** 顯示傳輸程序：主要針對存在外部LED、LCD Driver 的應用；

 

* 中斷處理程序：中斷程序主要用於處理實時性要求較高的任務和事件，如，外部突發性信號的檢測
，按鍵的檢測和處理，定時計數
，LEDxianshisaomiaodeng。yibanqingkuangxia，zhongduanchengxuyingjinkenengbaozhengdaimadejianjieheduanxiao，duiyubuxuyaoshishiquchulidegongneng，keyizaizhongduanzhongshezhichufadebiaozhi，ranhouyouzhuchengxulaizhixingjutideshiwu――這一點非常重要
，特別是對於低功耗、低速的MCU來講，必須保證所有中斷的及時響應。

 

* 對於不同任務體的安排，不同的MCU其處理的方法也有所不同。例如，對於低速
、低功耗的MCU（Fosc＝32768Hz）應用，考慮到此類項目均為手持式設備和采用普通的LCD顯示
，對按鍵的反應和顯示的反應要求實時性較高，應此一般采用定時中斷的方式來處理按鍵的動作和數據的顯示；而對於高速的MCU，如Fosc》1MHz的應用，由於此時MCU有足夠的時間來執行主程序循環體，因此可以隻在相應的中斷中設置各種觸發標誌，並將所有的任務放在主程序體中來執行；

 

* 在MCU的程序設計中
，還需要特別注意的一點就是：要yao防fang止zhi在zai中zhong斷duan和he主zhu程cheng序xu體ti中zhong同tong時shi訪fang問wen或huo設she置zhi同tong一yi個ge變bian量liang或huo數shu據ju的de情qing況kuang。有you效xiao的de預yu防fang方fang法fa是shi，將jiang此ci類lei數shu據ju的de處chu理li安an排pai在zai一yi個ge模mo塊kuai中zhong，通tong過guo判pan斷duan觸chu發fa標biao誌zhi來lai決jue定ding是shi否fou執zhi行xing該gai數shu據ju的de相xiang關guan操cao作zuo
；而在其他的程序體中（主要是中斷），對需要進行該數據的處理的地方隻設置觸發的標誌。――這可以保證數據的執行是可預知和唯一的。

 

總之
，對於MCU開發來講，必須記住一點：“條條大路通羅馬”，沒有做不到的事，關鍵是看方法是否正確！再就是多做多動手和多想。