1.2 微处理器的功能特点

1.2.1 典型微处理器的功能

微处理器不同于传统电子电路，普通电子设备都有它的专用性。收音机集成电路只能收音，录放音集成电路只能录放音。而微处理器是根据软件（程序）进行工作的，只要变更软件就可以改变其功能，因而它可以应用于任何设备之中。下面介绍一下微处理器在影碟机、录像机中所发挥的具体功能和特点。

（1）利用微处理器的数据存取和基本运算机能

这是微处理器的基本机能，也是微处理器正常工作所必备的条件。各种高性能的计算器和袖珍计算机就是直接利用此机能的典型范例。如家电制品中定时器剩余时间的计算，即预置时间与现时刻的相减，是最简单的应用例子；在定时器中的时间保持功能是运用其数据存储机能；影碟机、录像机的定时播放、节目预置、自动记录是微处理器最常用的功能。

（2）运动程序按时间顺序

运用微处理器的计时机能，根据时间顺序执行事先编制好的动作程序。许多按时间顺序的复杂动作就是这种应用。如在家中无人的情况下，定时播放电视，并用录像机录制指定的节目或是事先预置一周的节目，到时在微处理器的控制下便可以自动播放节目。

（3）利用微处理器附属的时钟振荡器

为了使微处理器本身的各部分同步工作，必须有产生基准信号和同步信号的晶体振荡器。运用这个稳定度很高的频率信号可兼作时钟信号，加上显示部分可以实现数字时钟显示，同时还可以产生时、分、秒等时间信号。

（4）由外部传感器输入信息，按预先编制的程序进行自动调整

目前在家电产品的控制系统中，普遍采用了微处理器作为系统控制的中心。一般在机能控制中装在印制板上的那块大规模集成电路就是微处理器电路，它有很多引线脚，各种人工开关的信息，都是经过接口电路或直接送到微处理器的输入端，各种传感信息也是经过接口电路送到微处理器的输入端。存储器中装有事先编好的程序，它可以根据各种输入信息，按照程序自动控制整个家电产品中的机能而产生动作。如故障保护，它可以根据在家电产品中各部分传感器传来的故障信息，迅速使工作中的家电产品自动停机，以免在不正常的工作状态下，损坏磁带或机器。在这些应用中，除了需要各种高性能传感器之外，还需要有接口电路，把传感器的输出信号，转换成适合于微处理器处理的信息形式。

（5）将运算放大器、时序、计时和传感等机能组合以提高产品的使用性能

由微处理器控制的家庭影院和家庭音乐中心，就是应用中比较成功的例子。

根据外界环境的随机变化，按程序自动调整，可以提高设备的性能；在设备上增加声或光传感器，相当于给它装上了“耳朵”或“眼睛”。这可以说是迈向“智能化”的第一步。微处理器控制的录像机是发挥其功能比较好的应用例子，它的复杂机电配合关系，由于微型计算机的应用而变得准确可靠。目前力求进一步简化录像机的机械动作，使之完成更为精密的机械动作。

（6）微处理器的应用使各种设备的操作可以实现轻触化，动作准确可靠

在如今的生活中，到处可见这样的例子。例如，在家电产品中采用微处理器后，控制机械结构的杠杆式的机械动作，由电子控制的电磁铁或电机动作所取代，原来家电产品中的机能控制键都由微处理器的指令键代替了。因而控制键都可制成软触或触模式开关。使操作简便、手感柔和、动作准确无误。

（7）应用微处理器后，大大提高经济效益

不论从制造者的角度，还是从使用者的角度来说，应用微处理器，使家用电路产品的效益明显提高。

1.2.2 关于微处理器的程序

依照人们编制的程序进行控制和计算是计算机的基本特点。所谓程序，就是微处理器进行控制和运算放大器的步骤。众所周知，电子计算机都是使用二进制，即在计算机中进行信息传输、存储、运算放大器等处理的信号都是“1”或“0”表示的二进制数字脉冲信号。任何信号要进行处理都要转换成能让计算机识别的数字信号。当然，计算机的程序也是由二进制代码构成的。用“0”和“1”按一定的规律组合，表达计算机所要执行的动作就是程序。

一条程序是由数个这样的数字组成的，而执行一项控制或运算的工作，需要几十条甚至上百条这样的程序。了解计算机的程序对了解它的工作过程很有意义。然而这一串的数字很难记忆。为了方便起见，人们发明了程序方框图。就是将一项工作的程序用不同形状的框和文字构成的图形来表达，使人看了一目了然，简洁清楚。

编好的程序存在程序存储器中，在家用电器中的微电脑常使用ROM。考虑到用户大都是计算机的外行，对一些反复动作的固定程序，在使用中不需要用户去变更。目前计算机中大都使用半导体存储器，即制成专门的存储器集成电路。近年来，很多单片微型机又把存储器和输入/输出电路等都同CPU集成在一起，这样就不需要单独外加存储器了。很多家用电子产品，也使用了外加存储器，这样可以方便地为用户存取数据，可扩展计算机的功能。

家用电子产品中的微电脑常常使用ERROM，它是一种可反复修改的可擦程序存储器，制好的程序可用紫外光照射擦除，然后再重新写入新的程序。在彩色电视机中为了记忆用户调整后的数据，常使用电可擦存储器EEPROM，调整后的数据会自动存入其中，关机后再开机，就不需要再重新调整了。

在家用电器中计算机的操作或数据的存取过程都可自动完成，使用者只要简单地操作几个按钮或开关就可以了。

图1-20所示是NV―100型便携式录像机的重放程序方框图，图中的矩形框是执行动作的符号，菱形框是判断程序的表达符号，半圆弧框是启动和结束程序。怎样了解程序的内容呢？下面用一个例子来简要说明。

（1）按下重放键启动程序→“开始”，人工指令信号送到微处理器中（PLAY操作指令00001010）。

（2）微处理器搜索键输入信号，看录像机是否在逐项查找过程中。菱形框，即属判断程序。既然是判断就有两种可能，判断“是”表示录像机正在搜索中，菱形框向右直接向下到结束点。“否”则表示录像机已收到重放操作指令，并向机械、电路、伺服部分发送动作指令，使录像机开始重放程序则不处于搜索中，即转到下一个菱形框。

（3）查找录像机是否处在重放（PLAY）位置，判断“是”表明录像机已进入重放状态，“否”则表明录像机未处于重放状态，并转到下一菱形框。

（4）若不在重放状态，微处理器便查找录像机是否处在“停机”状态，若“是”，即录像机在停机状态，程序使微处理器转入方式搜索状态。若“否”，即录像机不在停机状态，微处理器则先使录像机转入停机状态后，再转入方式搜索之中。最后的半圆方框是结束程序框。根据这样的程序，录像机便可自动进入重放状态。