单片机
![http://mouser.eetrend.com/files/2019-01/wen_zhang_/100017091-57131-p1.p…](http://mouser.eetrend.com/files/2019-01/wen_zhang_/100017091-57131-p1.png"){kind=link}
有效使用单片机外设功能:（5）程序设计（下）
上期我们已经学习了将程序放在地址空间中，并在向量表中显示保存位置的内容。本期将介绍在执行程序及产生中断时CPU内会发生什么变化。
<strong>引导程序的运行―程序计数器</strong>
一般来说，程序就是计算机将所要进行的处理按顺序排列的指令集。在单片机中，将程序保存在地址空间（存储器 空间）中（上期曾介绍过），并由CPU来执行(处理)指令。假设地址空间中的一个地址保存一条指令，先执行某个地址中的指令（如“将值置位到CPU中”处理），接着执行下一个地址中的指令，接下来再执行下一个地址中的指令……，像这样通过连续执行指令，便可执行程序。
那么，CPU是如何判断执行指令的顺序呢？在单片机中，程序被执行的时候“程序计数器（PC）”的值也同时被更新。存放在CPU内的指令地址中，程序计数器存储有下一条CPU将要执行的指令所在的地址。执行了某个地址的指令后，下一个该执行哪个地址中的指令呢？这个答案由程序计数器来告诉你。
有效使用单片机外设功能:（5）程序设计（上）
我们在之前的四期中对利用单片机的功能进行程序设计进行了说明。单片机内置了非常便于使用的外设功能，大家一定也能感受到单片机可应对各种要求的能力。但是，如果要有效地运行单片机，程序是不可或缺的，那么程序到底是如何运行的呢？从本期开始，我们将分两期连续向大家介绍单片机与程序的关系。
<strong>关注单片机的存储器</strong>
在此之前，GR-SAKURA电路板（搭载瑞萨电子单片机“RX63N”）的程序设计是使用Web编译器来进行的。将通过编译器搭建的程序（Object Code,结果代码）如同写入U盘一样将之传送到GR-SAKURA电路板后再执行。那么，问题来了。写入（传送到）单片机的程序应该保存在哪儿呢？另外，程序又是如何被执行的呢？在解答这些问题的同时，让我们一起来了解一下单片机与程序的关系吧。
<strong>首先来了解存储器﹑主存储器和外置存储器的两种作用</strong>
记忆（保存）程序和数据的地方即存储器。存储器有以下两种类型。
<strong>主存储器</strong>
CPU能够直接进行存取的存储器，用于保存正在执行中的程序和数据
有效使用单片机外设功能:（4）中断功能
我们已经介绍了应用单片机的外设功能的结构和使用方法。本期我们介绍更有效地应用单片机而必须的外设功能——“中断功能”。
<strong>提高作业效率的“中断功能”指的是什么？</strong>
我们回顾一下本系列第二期的“定时器”篇中简单介绍过的“中断功能”概念。任何人都有过这样的经验，就是“将鸡蛋放进沸腾的热水中，直到鸡蛋煮熟的10分钟内要确认好几次时钟”的经历。在单片机的世界中也同样，在等待某种状态达成时，具有对对象进行定期检查的方法。例如，在等待向GPIO（通用I/O端口）的输入从0变为1时，程序可以一定的间隔来检查GPIO的状态。这种处理被称为“轮询”。
轮询虽然是一种了解状态变化的简单方法，但是如果检查的频度低（间隔长）就会错过变化，如果频度过高（间隔短），即使查也查不到变化“空耗”。由于轮询通过简单的程序便能完成处理，所以在掌握对象的变化频度时是有效的。但是，进行多次检查也会给单片机带来负荷，对功耗不利。
因此就要用到本期介绍的“中断功能”。产生中断时，CPU会暂时停止正在执行的任务，转而进行别的任务。也就是有别的任务“穿插”进来的意思（图1） 。当中途穿插进来的任务结束后，CPU再返回处理原来的任务。
有效使用单片机外设功能:（3）串行通信
本连载共分6期，将介绍单片机外设功能的结构及使用方法。本期学习的串行通信是单片机重要的作用之一，就是与单片机外部的外围设备进行信息交换。此时，串行通信起到非常重要的作用。
<strong>单片机与外围设备的连接：并行和串行</strong>
单片机是嵌入式设备的“头脑”，其与作为嵌入式设备的“手和脚”是各种外围设备（输入输出设备等）连接。单片机应该怎样与这些外围设备连接才好呢？比如，我们来考虑一下将传感器与单片机连接的情况。如果使用本连载第1期中介绍的“GPIO”的话，从传感器向单片机传送8位信号时需要使用8个引脚。这种传送模式被称为并行（并行通信）模式（图1―左）。但是，仅一个传感器就需要连接8个引脚，确实太可惜了 ，是否还有连接更少的引脚就能达到同样目的的方法呢？
有效使用单片机外设功能:（2）定时器
本连载主要介绍为了应用单片机而无法避开的必需的外设功能。本连载中，将以搭载了瑞萨电子的单片机--RX63N的电路板“GR-SAKURA”为例进行说明，请你也实际操作试试看！
<strong>一手包办有关时间和时刻的处理！</strong>
在单片机中，不仅频繁地使用“○月○日○点○分”这种时刻显示，显示过去的时间和一定的周期这种形式也被频繁地使用。例如，“该程序从运行开始过去了多少时间？”、“每秒输送128次信号”等等。另外，还经常被用于“等待指定的时间”、“经过指定的时间后将转移到下一个处理”这样的情况。对这些与时间和时刻有关进行处理的外设功能就是定时器（图1）。
有效使用单片机外设功能:（1）GPIO
本连载共分6期，将介绍有效使用单片机外设功能的结构及使用方法。通过本连载的学习，我们将能学到各种单片机共通的基本外设功能，并可广泛应用到各个方面。
<strong>单片机仅靠CPU和内存是无法运行的！</strong>
<strong>有效使用单片机不可或缺的“外设功能”是什么呢？</strong>
正如过去连载的“单片机入门”系列中所介绍的那样，对电子产品进行控制的单片机是由CPU、内存及外设功能等部分组成的（图1）。CPU根据指令（程序），执行运算、数据的读写以及进行条件判断等，而内存则用来保存该程序（记忆）。