32位低功耗MCU设计：中断向量表与ROM详解

"ROM图的例子与中断向量表在32位低功耗MCU设计中的应用" 在32位低功耗微控制器（MCU）的设计中，ROM图和中断向量表是至关重要的组成部分。ROM，即只读存储器，通常包含固件代码和系统初始化数据。中断向量表则负责管理系统的中断处理机制。以下是这两个概念的详细说明。 首先，ROM图是微控制器硬件设计中的一种表示方法，它展示了存储器空间的布局和分配。在图8.3的示例中，我们可以看到ROM区域从地址0x1000开始，一直扩展到0xFFFF，这表明了该MCU的ROM容量至少为64KB（0x1000至0xFFFF共65536个字节）。ROM通常用于存储固定的程序代码和初始化数据，例如Bootloader、系统固件以及设备配置参数等。这些内容在制造过程中被编程进ROM，并且在系统启动时自动执行。 中断向量表是嵌入式系统中处理中断事件的核心组件。当发生中断时，处理器会跳转到中断向量表中的特定地址，执行相应的中断服务例程（ISR）。中断向量表通常位于内存的固定位置，如0x0000到0x003F的SFR（特殊功能寄存器）区域。每个中断都有一个对应的向量，由两个连续的存储单元组成，分别存储中断服务程序的高位地址和低位地址。例如，在32位系统中，每个中断向量通常占用8个字节（32位地址的高4字节和低4字节）。中断向量表的结构确保了中断处理的高效性和实时性，因为它允许处理器快速找到并执行适当的ISR。 在东芝的单片机中，可能会有多种中断源，如外部中断、定时器中断、串行通信中断等。每个中断源在中断向量表中都有其特定的位置，以供CPU在中断发生时立即访问。例如，当外部中断发生时，CPU会根据中断向量表中的地址跳转到对应的ISR，处理中断事件，然后返回到被打断的正常程序执行流程。 除了中断向量表，MCU的其他关键组件还包括CPU内核、存储器结构、通用寄存器和标志位等。CPU内核执行指令集，负责整个系统的运算和控制。存储器结构包括SFR、RAM、DBR（数据缓冲区）以及ROM。SFR存储系统控制和状态信息，RAM用于运行时的数据存储，DBR通常用作I/O缓冲区。通用寄存器如A、C、DE、HL、IX和IY用于临时存储数据，提高计算效率。PSW（程序状态字）包含了各种标志位，如零标志ZF、进位标志CF、半进位标志HF、符号标志SF和奇偶标志VF，这些标志位用于判断运算结果并影响后续的指令执行。 在低功耗设计中，MCU的这些特性至关重要，因为它们直接影响到系统的能源效率和性能。例如，高效的中断处理可以减少不必要的功耗，而精心设计的存储器布局则有助于优化代码执行和数据访问，从而降低能耗。 ROM图和中断向量表在32位低功耗MCU的设计中起着核心作用，它们确保了程序的正确执行、中断处理的快速响应以及系统的高效运行。理解这些概念对于开发和优化嵌入式系统是必不可少的。