第6章--控制技术中计算机主机简介ppt课件(全)VIP

1、第6章 控制技术中计算机主机简介6.1 工业控制计算机6.2 可编程控制(PLC) 6.3 单片机6.4 数字信号处理器（DSP）6.5 ARM处理器 与通用型计算机相比，主要特点是：系统实时性强，系统通信功能强，开放性与扩充性好，工作稳定及抗干扰能力强。实时处理能力：计算机控制系统是实时运行的，在时间上能跟得上控制过程所提出的任务，控制主机要有足够高的处理频率。对指令的要求：计算机控制系统要求控制主机有丰富的指令系统。对内存的要求：要求对控制算法和数据进行存储，并且能够实时处理数据和生成控制量，因此要估算并配备控制主机的内存容量，如果有较大数据库，还应配备外部存储器。完善的中断功能：中断功能

2、能够使计算机控制系统及时处理系统中所发生的各种紧急情况。要求控制主机具有完备的中断系统。 计算机控制系统中的控制主机由工业控制计算机、可编程控制器、单片机、嵌入式控制器、数字信号处理器和ARM处理器等构成。6.1 工业控制计算机 工控机（Industrial Personal Computer，IPC）即工业控制计算机，是一种采用总线结构，对生产过程及机电设备、工艺装备进行检测与控制的工具总称。工控机具有重要的计算机属性和特征，具有计算机CPU、硬盘、内存、外设及接口，并有操作系统、控制网络和协议、计算能力和友好的人机界面；通过这些专业化的模板就能组成中、小规模的控制系统。 工业控制计算机在许

3、多方面优于普通计算机，它具备电磁干扰、防潮、耐高温和防震等性能，可实现各种恶劣环境下控制系统的可靠运行。 工控机的特点 工控机是专门为工业现场而设计的计算机，其有个人计算机丰富的软件资源，而工业现场一般具有强干扰，且连续作业。因此，具有以下特点：高可靠性和环境适应性强工业生产要求长时间运行，计算机具有高可靠性；机箱采用钢结构，有较高的防磁、防尘、防冲击，机箱内有专门抗干扰能力电源。具有完善的信息交换途径具备完善的过程通道，便于各种形式的信号进行变换，迅速响应生产过程发出的中断请求，设置成中断优先级别，使生产过程的信息分级处理。具有实时性实时性在限定时间内对外来的事件做出反应的特性，实时数据采集

4、，实时控制决策和实时控制输出。工控机必须实时地响应控制对象的各种参数的变化，才能对生产过程进行实时控制与监测。 工控机的特点（续）具有硬件扩展性：工控机千差万别，宜采用模块化设计方法，硬件模块单一化，模块品种多样化，硬件配置灵活和具有可扩展性，使硬件开发周期降到最小。具有人机交互功能：实现人机对话，输出或显示设备给人提供有关信息及提示请示等，通过输入设备给生产过程输入设定参数；出现故障和控制失灵等，这些都需要人工进行干预。能实现复杂控制：具有较强的数学运算能力和逻辑判断能力，能够实现生产过程最优控制，达到增加产量，提高产品数量，降低消耗和降低成本的目的。系统通信功能强：具有远程通信功能，为满足

5、实时性要求，工控机的通信网络速度要高，并符合国际标准通信协议。冗余性：在对可靠性要求很高的场合，要求有双机工作及冗余系统，包括双控制站、双系统操作站、双网通信、双供电系统和双电源等，具有双机切换功能和双机监视软件等，以保证系统长期不间断工作。 工控机的组成 工控机包含硬件和软件两部分，工控机的硬件构成了工业控制机系统的设备基础，还必须为硬件提供相应的计算机软件，才能实现控制任务。 1. 硬件组成工控机系统的硬件构成框图如图6.1所示。图6.1 工控机系统的硬件构成框图(1) 加固型机箱。由于工业现场环境特殊性，必须采用一系列加固措施，防振、防冲击、防尘和通风散热良好，并达到电磁兼容标准。(2)

6、 主机板。主机板有中央处理器和内存储器等组成，是工控机核心。(3) 输入输出接口模板。输入输出模板是工控机与生产过程之间信号传递和变换的连接通道。(4) 信号调理单元。将待测信号通过放大、滤波等操作转换成采集设备能够识别的标准信号；指利用滤波器、转换器和放大器等来改变输入信号类型并输出；另外信号高压，过流，浪涌等，必须整理。(5) 人机接口。人机接口包括标准的PC键盘、显示器和打印机等。(6) 硬盘与磁盘系统。(7) 工业电源。工控机电源部分具有防浪涌冲击、过电压和过电流保护功能，并且抗干扰能力强。 工控机的程序系统可分为系统软件、工具软件和应用软件三部分。系统软件 系统软件是用来管理工业控制

7、计算机的资源，并以简便的形式向用户提供服务，其包括实时多任务操作系统、引导程序和调度执行程序，工具软件 工具软件是技术人员从事软件开发工作的辅助软件，包括汇编语言、高级语言、编译程序、编辑程序、调试程序和诊断程序等。应用软件 应用软件是针对某个生产过程而编制的控制和管理程序，包括人机接口程序、过程输入输出程序、过程控制程序及外设接口程序等。2. 软件组成6.2 可编程控制器（PLC） 可编程逻辑控制器，简称PLC，是一种专门为在工业环境下应用而设计的一类控制器；是一种采用可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输

8、出控制各种类型的机械或生产过程。与一般计算机控制系统相比，PLC具有可靠性高、抗干扰能力强、功能完善、适用性强、易学易用、维护简单、容易改造、体积小和能耗低等优点。PLC控制系统与一般计算机控制系统相比，最大的区别在于工作方式不同。 可编程控制器的特点 1安装简单，维修方便，编程简单 PLC安装简单，采用模块化结构，一旦某模块发生故障，可以通过更换模块，使系统迅速恢复运行。另外，采用易学易懂的梯形图语言-形象编程语言，用少量开关量逻辑控制指令就能方便实现继电器电路的功能。 2高可靠性，抗干扰能力强 在继电器控制系统中，器件的老化、脱焊、触点的抖动以及触点电弧等现象，可靠性不高；PLC大量的开关

9、由无触点的半导体电路完成，具有很高的可靠性和抗干扰能力；均采用光电隔离。 可编程控制器的特点（续） 4体积小，重量轻，能耗低 以超小型PLC为例，其底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗仅有数瓦。由于体积小，很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备；此外，价格便宜和性价比高。 3采用模块化组合结构，功能完善 PLC是利用存储在机内的程序实现各种控制功能的，改变控制不必改动外部接线；PLC系统有丰富I/O卡件，相应的I/O模块与工业现场的器件或设备按钮、行程开关、接近开关、传感器及变送器、电磁线圈、控制阀等直接连接。还增加多种人-机对话的接口模块，它还有多种通讯联网的接口模块等

10、。 6.2.2 可编程控制器的组成图6.2 PLC控制系统硬件组成框图 PLC从结构上可分为整体式和模块式两种，但其内部结构都是相似的，其基本组成包括中央处理器、存储器、输入输出模块、编程器及电源模块。6.2.2 可编程控制器的组成（续） 1中央处理单元 PLC所用的CPU有三种：通用微处理器、单片机和位片式微处理器。 2系统程序存储器和用户程序存储器 系统程序相当于PC的操作系统，包括自身控制的监控程序、用户梯形图解释程序以及功能子程序等，固化且每次上电后就执行，采用只读存储器；用户程序存储器分用户程序区、数据区和系统区，用来存储输入设备和输出信号的状态信息；PLC以扫描方式循环工作，首先采

11、集输入设备状态，然后逐条结算用户程序，确定输出信号的控制状态再输出。 3输入/输出模块负责接收现场设备或控制设备的信息，并进行信号电平转换，然后将转换结果传送到CPU进行程序处理，主要作用是接收、转换输入信号和隔离滤波。输出模块是CPU的输出信号，需要通过输出单元的转换和处理，才能驱动电磁阀、接触器、继电器、晶闸管和电动机等执行机构。 4编程器 PLC编程器是可编程序控制器系统的人机接口，用户可以利用编程器对可编程序控制器进行程序的输入、编辑、修改和调试。 5电源模块 电源模块将交流电源转换成供CPU和存储器等所需的直流电源。目前，大多数PLC采用开关电源，电压稳定好，抗干扰能力强。6.2.3

12、 可编程控制器的工作原理 可编程控制器（PLC）的工作有两个要点：输入输出信息变换和可靠物理实现；输入输出信息变换主要由运行存储于PLC内存中的程序实现。这程序既有系统程序，又有用户程序，可物理实现。主要通过输入及输出电路，每一输入点或输出点就有一个输入或输出电路，而且能把若干个这样电路集成在一个模块中，然后再由若干个模块（或箱体）集成为PLC完整的I/O系统（电路）。PLC工作过程是：公共处理I/O刷新运行用户程序再公共处理反复不停地重复着，PLC的工作过程如图6.3所示。用这种不断地重复运行程序以实现控制，称扫描方式工作，是PLC基本的工作方式。图6.3 PLC工作过程框图 1输入采样阶段

13、 输入电路时刻监视输入点的的状态，并存于在输入暂存器中，每一输入点都有一个与其对应的输入暂存器。并读到PLC的内存中，称输入刷新。这个区中每个对应位被称为输入继电器（也称软触点或过程映射输入寄存器），由输入刷新得到。 2程序执行阶段 在程序执行阶段，PLC逐条扫描并执行用户程序存储区中程序。对梯形图形式的程序，按照从左到右、从上到下的顺序逐一扫描，遇到跳转指令，则根据条件决定程序的走向。此外，应对紧急任务，PLC有中断方式。需处理的任务先申请中断，被响应后停止正运行的程序，转而去处理中断工作，处理完中断，返回原程序。 3输出刷新阶段 输出电路有输出锁存器，输出锁存器与内存中输出映射区是对应，一

14、个输出锁存器有一个内存位（bit）对应，这个位称为输出继电器(也称输出线圈)。通过系统程序，输出继电器的状态将映射给输出锁存器，这个映射的完成也称输出刷新。 6.2.3 可编程控制器的工作原理（续）6.3 单片机 单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的300M的高速

15、单片机。 单片机的特点 1. 体积小、结构简单、可靠性高、长寿命 单片机集成在一个芯片上，采用总线结构，减少了各芯片之间连线，大大提高了可靠性与抗干扰能力。其体积小，对于强磁场环境易于采取屏蔽措施，适合在恶劣环境下工作。单片机开发的产品可以稳定可靠地工作十几二十年，具有相当长的生存周期。 2控制能力强、速度快 单片机虽然结构简单，但是它“五脏俱全”，已经具备了足够的控制功能。较多的I/O口，CPU可以直接对I/O进行操作、算术操作、逻辑操作和位操作，指令简单而丰富。所以单片机也是“面向控制”的计算机。一些厂商改善了单片机的内部时序，在不断提高时钟频率的条件下，使运算速度提供了许多。例如，STC

16、15F2K60S2单片机采用增强型8051内核，单时钟机器周期，速度比传统8051内核单片机快812倍。 单片机的特点（续） 3低电压、低功耗 单片机可以在2.2V的电压下运行，有的已能在1.2V或0.9V下工作；功耗降至为A级，一颗纽扣电池就可长期使用。4优异的性价比单片机硬件结构简单、开发周期短、功能强和可靠性高，在达到同样功能条件下，用单片机开发的控制系统比用其它控制系统价格更便宜。5易扩展片内具有计算机正常运行所必需的部件。芯片外部有许多供扩展用总线及并行、串行输入/输出管脚，很容易构成各种规模的计算机应用系统。6集成度更高、功能更强集成了CPU、存储器、I/O接口、定时/计数器等传统

17、功能单元，还集成了A/D，D/A转换模块、脉宽调制器、看门狗定时器和多种通信接口（如UART、CAN、SPI、I2C等），一个单片机就相当于一个片上系统。 单片机的组成 在单片机系统中，被控对象是模拟量，而计算机本身的输入输出量都是数字量。因此，计算机控制系统大都具有数字模拟混合式的结构；由被控对象和单片机系统两部分组成，通过单片机的实时数据采集、决策和控制，使被控对象完成预定的任务。典型的单片机控制系统如图6.4所示。 图6.4 单片机控制系统框图 1. 键盘输入 图6.5为4*4的键盘输入电路，当键盘数较多时，采用矩阵形式能够减少输入输出口的占用，其中为行扫描，为列扫描。图6.5 4行4列

18、矩阵式键盘 单片机的组成（续） 单片机的组成（续）2. 输出显示常见的单片机控制系统输出显示有各种指示灯、数码管或LCD显示器。图6.6为用单片机的串行口扩展2位LED的显示电路，其中74LS164为串入并出移位寄存器，Q0-Q7为8位并行输出端，A、B为串行输入端。图6.6 串行口扩展2位LED 单片机的组成（续） 3开关量输入 继电保护装置在运行时，经常需要接收或发送以开关量的形式出现的控制信号。在接收开关量信号时，不能直接接收，而是必须经过专门的开关量输入电路转换成微机接口元件可接收的电平信号之后才进入单片机，如图6.7所示。图中采用光耦合器来实现现场和单片机之间的电气隔离。图6.7 开

19、关量隔离输入 单片机的组成（续）4开关量输出 与开关量输入类似，单片机发送输出开关量信号时，此类数字信号是不能直接去驱动相关执行元件，而是将这种输出的数字信号经过专门的开关量输出电路转换成模拟电压信号后，才能驱动相应的执行元件，完成继电保护命令，图6.8为单片机驱动直流继电器的电路。图6.8 开关量隔离输出 5模拟量输入输出 在工业中输入量(如压力、温度、流量、转速等)是模拟量，模拟量被传感器和变送器转换为标准的电流或电压，如420mA，15V，010V，转换成数字量。数字量可能是二进制的，也可能是十进制的，带正负号的电流或电压在A/D转换后一般用二进制补码表示。典型的A/D转换器为AD574

20、A，AD574A为12位逐次逼近式A/D转换器，详细介绍见第7章。 执行机构(如伺服电动机、调节阀、记录仪等)也要求输出模拟信号，单片机输出的数字量需要D/A转换器将数字输出量转换为模拟电压或电流，再去控制执行机构。模拟量I/O模块的主要任务就是完成A/D转换(模拟量输入)和D/A转换(模拟量输出)。模拟量模块有三种：模拟量输入模块、模拟量输出模块、模拟量输入/输出模块。 单片机的组成（续） 6数据存储器的扩展电路 由单片机构成的实际测控系统中，最小应用系统不能满足要求，要解决系统扩展问题。有程序存储器（ROM）扩展，数据存储器（RAM）扩展以及I/O口的扩展。51系列单片机内部有128B或2

21、56B的数据存储器，主要用于工作寄存器、堆栈、数据缓冲器和各种标志，128B或256B的数据存储器已经够用，但是对于需要数据采集系统，片内数据存储器不能满足要求，就需要存储器扩展，单片机扩展8KB的数据存储器电路如图6.9所示。图6.9 扩展8KB数据存储器 单片机的组成（续） ATMEL公司可以说是MCS-51系列单片机的行业老大，其中AT89C51是应用最为广泛的单片机产品，是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS 8位微处理器，采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。AT89C51是一种高效微控制器（引脚分布

22、图如图6.10所示），为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案，其主要特性如下：1）8031 CPU与MCS-51 兼容。 2）全静态工作：0Hz-24KHz。3) 4K字节可编程FLASH存储器(寿命：1000写/擦循环)。4） 三级程序存储器保密锁定。 5) 128*8位内部RAM。6) 32条可编程I/O线。 7) 两个16位定时器/计数器。8) 6个中断源。 9) 可编程串行通道。10) 低功耗的闲置和掉电模式。11) 片内振荡器和时钟电路。 单片机的举例图6.10 AT89C51的引脚分布图 单片机的举例（续）6.4 数字信号处理器（DSP） 数字信号处理器（digital

23、 signal processor)是一个实时处理信号的微处理器，是语音编码器和调制解调器的核心部件，由大规模或超大规模集成电路芯片组成的用来完成某种信号处理任务的处理器。DSP是一种具有特殊结构的微处理器，为了达到快速进行数字信号处理的目的，DSP的总线结构大都采用了程序和数据分开的形式，并具有流水线操作的功能，单周期完成乘法的硬件乘法器以及一套适合数字信号处理运算的指令集。6.4.1 DSP的特点 根据数字信号处理的要求，DSP芯片一般具有如下主要特点： （1） 在一个指令周期内完成一次乘法和一次加法；专门的硬件乘法器和乘加指令MAC；适用于需要大量乘累加器操作的矩阵运算，滤波，FFT，V

24、iterbi译码和相关专用信号处理运算。 （2）程序和数据空间分开的哈佛结构，可以同时访问指令和数据，这使得处理指令和数据可以同时进行，提高了处理效率。 （3）片内具有快速RAM，灵活寻址方式，通常可通过独立数据总线在两块中同时访问。 （4）具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持；独立直接存储器访问总线及其控制器。 6.4.1 DSP的特点（续）（5）快速的中断处理和硬件I/O支持，省电管理和低功耗。（6）具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器。（7）高速的指令运行周期，可以并行执行多个操作。（8）支持流水线操作，即每条指令的执行划分为取指，译码，取数等若干步骤，由片内多个功能单元分别完成。相

25、当于多条指令并行执行，从而大大提高了运行速度。 DSP的基本结构 DSP芯片的基本结构包括： （1）采用哈佛（Harvard）结构和改进的哈佛结构 DSP采用哈佛结构，把程序代码和数据的存储空间分开，并有各自的地址和数据总线，每个存储器独立编址，用独立的一组程序总线和数据总线进行访问。改进的哈佛结构可以并行进行数据操作，从而大大提高运算速度，复用存储器，降低成本，提高存储器使用效率。 （2） 多总线结构 TMS320C54X结构中有一组程序总线（PB PAB），两组读数据总线（CB CAB）、（DB DAB），和一组写数据总线（EB EAB），这样可以同时读取两组数据和存储一组数据，即同一时钟

26、周期内可以执行一条3个操作的指令。这种附加总线和扩充地址增加数据流量，提高寻址能力。 DSP的基本结构（续） （3）采用流水线操作 哈佛结构指令的各个阶段可以重叠进行，对每一条指令都是在一个周期内完成，可以把指令周期减到最小，增加数据吞吐量。但这种流水线操作并非完美的，其原因是移一项处理很难被分解成若干个处理成规模一致、在时间上有最佳配合的流水段，因而需用寄存器协调流水线工作。 （4）硬件乘法器和高效的MAC指令 在DSP算法中，乘法累加操作是大量的运算。因而DSP芯片都有硬件乘法器，使得乘法运算做到一个周期内完成。与之配合的指令为MAC-乘法累加指令。它可以在单周期内取两个操作数相乘，并将结

27、果加载到累加器。有的DSP还具有多组MAC结构，可以并行处理。 DSP的基本结构（续） (5) 独立的传输总线及其控制器 处理器高速处理速度必须与高速的数据访问和传输相配合。而且为不影响CPU及其相关总线的工作，DSP的DMA单独设置了传输总线及其控制器，因此DMA可以独立工作。 (6)专用的数据地址发生器（DAG） 运算中，存储器的访问有可预测性，因此专门设置数据地址发生器。其实它是一个ALU单元，具有简单的运算能力。不需要这样的额外开销。 (7) 丰富的外设（Peripherals） DSP处理器往往是脱机独立工作，为与外设接口方便，往往设置了丰富的周边接口电路。 DSP的基本结构（续）

28、(8) 具有片内存储器 DSP芯片片内一般带有存放程序的只读存储器ROM和存放数据的随机存储器RAM，符合DSP运算简单、核心程序短小的特征，同时可以提高指令传输效率，减小总线接口压力。并且它不存在与外部总线竞争和访问外部存储器速度不匹配的问题，这样使DSP处理器具有强大的数据处理能力。 (9) 与结构相配合的采用RISC指令集 具有高度专门化、复杂且不规则的指令集，单个指令字可以同时控制片内多个功能单元。有两个特点：其一是最大限度的使用了处理器的硬件资源。其次是指令所使用的存储空间减到最小，为缩短指令字长，往往用状态寄存器的模式来控制处理器的操作特性。 TMS320LF2407简介 TMS3

29、20LF2407芯片是TI公司 的一种16位定点DSP芯片, 是目前应用最为广泛的芯片。基于TMS320C2xx的CPU核结构设计提供低成本、低功耗、高性能处理能力，对电机的数字化控制非常有用。 1. LF2407 DSP的功能及其主要特点： （1） 采用高性能静态CMOS技术，使得供电电压降为3.3V，减小了控制器的功率损耗；30MIPS的执行速度是的指令周期缩短到33ns（30MHZ）,从而提高控制器的实时控制能力； （2）基于TMS320C2XX DSP的CPU内核保证了TMS320LF2407DSP代码和TMS320系列DSP代码兼容； TMS320LF2407简介(续） （3） 高达

30、32K字16位的Flash程序存储器；高达2.5K16位的数据/程序RAM；2K字的单口RAM；SPI/SCI引导ROM; 可扩展存储器具有192K16位空间，分别为64K字的程序空间，64K字的数据空间和64K字的I/O空间；（4）两个事件管理模块EVA和EVB，均包括如下资源：两个16位通用定时器；8个16位的脉宽调制通道（PWM），当外部引脚PDPINTX出现低电平时快速关闭PWM通道；对外部事件进行定时捕获的3个捕获单元16通道的同步ADC转换器。（5）看门狗（WD）定时器模块；5个外部中断（两个驱动保护、复位和两个可屏蔽中断）；（6）数字和混合信号的外设：事件管理器；串行通信接口和1

31、6位串行外部设备接口；模数转换器（ADC）；系统保护，例如低电压保护和看门狗定时器。10位的ADC转换器。2. LF2407 DSP的结构 MS320LF2407 DSP是低成本、低功耗和高性能的处理器，能够实现多种控制算法，特别适合于电动机控制等领域的应用，TMS320LF2407 DSP的引脚分布图如图6.11所示。 (1) TMS320LF2407 DSP采用四级流水线结构，能够在一个周期内完成大部分指令。 (2) 内嵌一个周期内完成两次存取操作的DARAM，再加上芯片结构的并行处理特性，TMS320LF2407能够在一个机器周期内同时完成3个内存的存取。 (3) 型号不同16位芯片具有

32、不同的内存，包含DARAM、SRAM、ROM或FLASH。图6.11 TMS320LF2407 DSP的引脚分布图6.5 ARM处理器 ARM即指Advanced RISC Machines，一类微处理器的统称，也指英国ARM公司，该公司是一家设计公司，是知识产权供应商，ARM公司将其技术授权给其他半导体、软件和OEM厂商，成为32位嵌入式RSIC（精简指令集计算机）微处理器的供应商。ARM与单片机的最大区别在于ARM引入了操作系统，在后期的开发上，只需在操作系统上直接开发应用程序，修改方便。另外，大多数的ARM芯片都集成了SDRAM、LCD等控制器。 6.5.1 ARM处理器简介 ARM处理

33、器的三大特点是：耗电少功能强、16位/32位双指令集和合作伙伴众多，它集成了RSIC结构的特点：1) 固定长度的指令格式，指令归整、简单、基本寻址方式有23种。2) 使用单周期指令，便于流水线操作执行。3）大量使用寄存器，数据处理指令只对寄存器进行操作，只有加载或存储指令可以访问存储器，以提高指令的执行效率。在保证高性能的前提下尽量缩小芯片的面积，并降低功耗。4）所有的指令都可根据执行结果决定是否被执行，提高指令执行效率。5）可用加载/存储指令批量传输数据，以提高数据的传输效率。6）可在一条数据处理指令中同时完成逻辑处理和移位处理。7）在循环处理中使用地址的自动增减来提高运行效率。 ARM处理

34、器体系结构1ARM体系结构直接支持的数据类型有三种类型：1）字节8位；2）半字16位（必须分配为占用两个字节）；3）字32位（必须分配为占用4个字节）；2ARM的工作状态带有变量的ARM内核结构支持32位ARM指令集和16位Thumb指令集，因此处理器有两种操作状态：1）ARM状态：32位，这种状态下执行的是字方式的ARM指令。2）Thumb状态：16位，这种状态下执行半字方式的Thumb指令。两个状态之间的切换并不影响处理器模式或寄存器内容。3处理器模式用户模式（USR）。ARM处理器正常的程序执行状态。快中断模式（FIQ）。用于高速数据传输或通道处理。外部中断模式（IRQ）。用于通用中断处理。管理模式（SVC）。操作系统使用的保护模式，系统复位后默认的模式。异常模式(ABT)。数据或者指令预取异常时进入。无定义模式(UND)。当无定义指令被执行时进入。软件控制。外部中断，异常处理都可以改变操作模式，大部分的应用程序在用户模式下执行。其他模式，比如管理模式，在中断、异常服务、或者访问被保护资