機械人的大腦-微控制器（二）
前面已經講述了微控制器的幾個主要組成部分，這些部分構成了微控制器的硬體。所謂硬體（hardware），就是看得到，摸得到的實體。但是，光有這樣的硬體，還只是有了實現計算和控制功能的可能性。微控制器要真正地能進行計算和控制，還必須有軟體（software）的配合。軟體主要指的是各種程式。只有將各種正確的程式「灌入」（存入）微控制器，它才能有效地工作。微控制器所以能自動地進行運算和控制，正是由於人把實現計算和控制的步驟一步步地用命令的形式，即一條條指令（instruction）預先存入到存貯器中，微控制器在cpu的控制下，將指令一條條地取出來，並加以翻譯和執行。就以兩個數相加這一簡單的運算來說，當需要運算的數已存入存貯器後，還需要進行以下幾步：
第一步：把第乙個數從它的存貯單元（location）中取出來，送至運算器。 第二步：把第二個數從它所在的存貯單元中取出來，送至運算器；
第三步：相加；
第四步：把相加完的結果，送至存貯器中指定的單元。
所有這些取數、送數、相加、存數等等都是一種操作（operation），我們把要求計算機執行的各種操作用命令的形式寫下來，這就是指令。但是怎樣才能辨別和執行這些操作呢？這是在設計微控制器時由設計人員賦予它的指令系統所決定的。一條指令，對應著一種基本操作；微控制器所能執行的全部指令，就是該微控制器的指令系統（iustruction set），不同種類的微控制器，其指令系統亦不同。
使用微控制器時，事先應當把要解決的問題編成一系列指令。這些指令必須是選定的微控制器能識別和執行的指令。微控制器使用者為解決自己的問題所編的指令程式，稱為源程式（source program）。指令通常分為操作碼（opcode）和運算元（operand）兩大部分。操作碼表示計算機執行什麼操作，即指令的功能；運算元表示參加操作的數或運算元所在的位址（即運算元所存放的地方編號）。因為微控制器是一種可程式設計器件，只「認得」二進碼（0、1）。要微控制器運作，微控制器系統中的所有指令，都必須以二進位制編碼的形式來表示。例如，在intel公司的mcs－51系列微控制器中，從存貯器中取出一數到cpu中的累加器（在運算器中，參與運算、存放運算結果的專用暫存器）的指令**為74h，累加器內容加立即數的**為24h，再加上立即數**，累加器送數到內部ram存貯器的**為f6h～f7h等。這些指令是用十六進製制表示二進位制的機器碼。mcs－51微控制器的字長為8位，有時，要完成某些操作用乙個位元組尚不能充分表達。所以，在指令系統中有單位元組指令，也有多位元組指令。機器碼是由一連串的0和1組成，沒有明顯的特徵，不好記憶，不易理解，易出錯。所以，直接用它來編寫程式十分困難。因而，人們就用一些助記符（mue monic）——通常是指令功能的英文縮寫來代替操作碼，如mcs－51中數的傳送常用mov（move的縮寫）、加法用add(addition的縮寫）來作為助記符。這樣，每條指令有明顯的動作特徵，易於記憶和理解，也不容易出錯。用助記符來編寫的程式稱為組合語言程式。但是，助記符編寫的程式便於人理解，可微控制器卻只認識二進位制機器**，因此，為了讓微控制器能「讀懂」組合語言程式必須再轉換成由二進位制機器碼構成的程式，這種轉換過程，就稱為「彙編」。彙編可借助於人工查表法來實現，也可借助pc機通過所謂「交叉匯程式設計序」來完成。由機器碼構成的使用者程式一旦「進入」了微控制器，再「啟動」微控制器，就可讓它執行輸入程式所規定的任務。
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