任何一款MCU，其基本原理和功能都是大同小異，所不同的只是其週邊功能模組的配置及數量、指令系統等。對於指令系統，雖然形式上看似千差萬別，但實際上
只是符號的不同，其所代表的含義、所要完成的功能和定址方式基本上是類似的。因此，對於任何一款MCU，主要應從如下的幾個方面來理解和掌握：
* MCU的特點：要瞭解一款MCU，首先需要知道就是其ROM空間、RAM空間、IO口數量、計時器數量和定時方式、所提供的週邊功能模組（Peripheral
Circuit）、中斷源、工作電壓及功耗等等。
* 瞭解這些MCU Features後，接下來第一步就是將所選MCU的功能與實際專案開發的要求的功能進行對比，明確那些資源是目前所需要的，那些是本專案所用不到的。對 於專案中需要用到的而所選MCU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，所開發的專案需要與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；
* 對於專案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組則可以忽略或流覽即可。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，接下來就可以開始程式設計了。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式來理解資料所述的功能；另一種則可以暫時忽略，程式設計中則按照自己目前的理解來編寫，留到調試時去修改和完善。前一種方法適用于時間較寬鬆的項目和初學者，而後一種方法則適合於具有一定MCU開發經驗的人或專案進度較緊迫的情況；
* 指令系統千萬不要特別花時間去理解。指令系統只是一種邏輯描述的符號，只有在程式設計時根據自己的邏輯和程式的邏輯要求來查看相關的指令即可，而且隨著程式設計的進行，對指令系統也會越來越熟練，甚至可以不自覺地記憶下來；
MCU的基本功能：
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（計時器）：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系統設定的，使用者程式不可控制，系統只提供幾種固定的時間間隔
給使用者程式進行選擇，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鐘、計時等相關的功能；另一類則是
Programmable Timer（可程式設計計時器），顧名思義，該類Timer的定時時間是可以由使用者的程式來控制的，控制的方式包括：時鐘源的選擇、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）。由於時鐘源可以自由選擇，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管道。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硬體設計決定，只能是輸入或輸出，不可用軟體來進行即時的設定；
** 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；
** 程式程式設計設定輸入輸出方向的：此類IO口的輸入或輸出由程式根據實際的需要來進行設定，應用比較靈活，可以實現一些匯流排級的應用，如I2C匯流排，各種LCD、LED
Driver的控制匯流排等；
** 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，一般用於信號的即時觸發，資料採樣和狀態的檢測，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，則只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系列存在一些例 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：一種是基於即時性的要求，比如可控矽的控制，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，經常需要採用軟體的方式來對各種編碼資料進行解碼，如Manchester和PWM編碼的解碼；
** 按鍵的檢測和系統的喚醒：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；
* 通訊介面：MCU所提供的通訊介面一般包括SPI介面，UART，I2C介面等，其分別描述如下：
** SPI介面：此類介面是絕大多數MCU都提供的一種最基本通訊方式，其資料傳輸採用同步時鐘來控制，信號包括：SDI（串列資料登錄）、SDO（串列資料 輸出）、SCLK（串列時鐘）及Ready信號；有些情況下則可能沒有Ready信號；此類介面可以工作在Master方式或Slave方式下，通俗說法 就是看誰提供時鐘信號，提供時鐘的一方為Master，相反的一方則為Slaver；
** UART（Universal
Asynchronous Receive Transmit）：屬於最基本的一種非同步傳輸介面，其信號線只有Rx和Tx兩條，基本的資料格式為：Start Bit + Data
Bit(7-bits/8-bits) + Parity Bit(Even, Odd or None) + Stop Bit(1~2Bit)。一位元資料所占的時間稱為Baud Rate（串列傳輸速率）。對於大多數的MCU來講，資料為的長度、資料校驗方式（奇數同位檢查、偶校驗或無校驗）、停止位（Stop Bit）的長度及Baud Rate是可以通過程式程式設計進行靈活設定。此類介面最常用的方式就是與PC機的串口進行資料通訊。
** I2C介面：I2C是由Philips開發的一種資料傳輸協議，同樣採用2根信號來實現：SDAT（串列資料登錄輸出）和SCLK（串列時鐘）。其最大的 好處是可以在此匯流排上掛接多個設備，通過位址來進行識別和訪問；I2C匯流排的一個最大的好處就是非常方便用軟體通過IO口來實現，其傳輸的資料速率完全由 SCLK來控制，可快可慢，不像UART介面，有嚴格的速率要求。
* Watchdog（看門狗計時器）：Watchdog 也是絕大多數MCU的一種基本配置（一些4位元MCU可能沒有此功能），大多數的MCU的Watchdog只能允許程式對其進行重定而不能對其關閉（有的是 在程式燒入時來設定的，如Microchip
PIC系列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系列，只要程式訪問了Watchdog寄存器，就自動 開啟且不能再被關閉。一般而言watchdog的重定時間是可以程式來設定的。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 一種自我恢復的能力。
MCU程式的編寫：
MCU的程式的編寫與PC下的程式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式碼和喜歡使用彙編的設計者
來講，組合語言仍然是最簡潔、最有效的程式設計語言。對於MCU的程式編寫，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程式設計與PC 最大的不同），主程序循環體和中斷處理常式三大部分（見圖1 a 和 b），其分別說明如下：
* 初始化：對於所有的MCU程式的設計來講，出世化是最基本也是最重要的一步，一般包括如下內容：
** 遮罩所有中斷並初始化堆疊指標：初始化部分一般不希望有任何中斷發生；
** 清除系統的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程式設計習慣；
** IO口的初始化：根據專案的應用的要求，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：對於所有專案需要用到的中斷源，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；
** 其他功能模組的初始化：對於所有需要用到的MCU的週邊功能模組，必須按專案的應用的要求進行相應的設置，如UART的通訊，需要設定Baud Rate，資料長度，校驗方式和Stop Bit的長度等，而對於Programmer Timer，則必須設置其時鐘源，分頻數及Reload Data等；
** 參數的初始化：完成了MCU的硬體和資源的出世化後，接下來就是對程式中使用到的一些變數和資料的初始化設置，這一部分的初始化需要根據具體的專案及程式
的總體安排來設計。對於一些用EEPROM來保存項目預製數的應用來講，建議在初始化時將相關的資料拷貝到MCU的RAM，以提高程式對資料的存取速度， 同時降低系統的功耗（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是屬於長時間不間斷運行的，因此其主程序體基本上都是以迴圈的方式來設計，對於存在多種工作模式的應用來講，則可能存在多個循環體，相互之間通過狀態標誌來進行轉換。對於主程序體，一般情況下主要安排如下的模組：
** 計算程式：計算程式一般比較耗時，因此堅決反對放在任何中斷中處理，特別是乘除法運算；
** 即時性要求不高或沒有即時性要求的處理常式；
** 顯示傳輸程式：主要針對存在外部LED、LCD Driver的應用；
* 中斷處理常式：
中斷程式主要用於處理即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，LED顯示掃描等。一般情況下，中斷程式應盡
可能保證代碼的簡潔和短小，對於不需要即時去處理的功能，可以在中斷中設置觸發的標誌，然後由主程序來執行具體的事務――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回應。
* 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
式設備和採用普通的LCD顯示，對按鍵的反應和顯示的反應要求即時性較高，應此一般採用定時中斷的方式來處理按鍵的動作和資料的顯示；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，因此可以只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的程式設計中，還需要特別注意的一點就是：要防止在中斷和主程序體中同時訪問或設置同一個變數或資料的情況。有效的預防方法是，將此類資料的處理
安排在一個模組中，通過判斷觸發標誌來決定是否執行該資料的相關操作；而在其他的程式體中（主要是中斷），對需要進行該資料的處理的地方只設置觸發的標 志。――這可以保證資料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。
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