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控制器分組合邏輯控制器和微程序控制器,，兩種控制器各有長處和短處,。組合邏輯控制器設計麻煩，結構復雜,，一旦設計完成,，就不能再修改或擴充，但它的速度快,。微程序控制器設計方便,，結構簡單，修改或擴充都方便,，修改一條機器指令的功能,，只需重編所對應的微程序;要增加一條機器指令，只需在控制存儲器中增加一段微程序,，但是,，它是通過執(zhí)行一段微程。具體對比如下:組合邏輯控制器又稱硬布線控制器,，由邏輯電路構成,，*靠硬件來實現(xiàn)指令的功能。

電磁吸盤控制器:交流電壓380V經變壓器降壓后,，經過整流器整流變成110V直流后經控制裝置進入吸盤此時吸盤被充磁,，退磁時通入反向電壓線路，控制器達到退磁功能,。

門禁控制器:門禁控制器工作在兩種模式之下,。一種是巡檢模式，另一種是識別模式,。在巡檢模式下，控制器不斷向讀卡器發(fā)送查詢代碼,，并接收讀卡器的回復命令,。這種模式會一直保持下去，直至讀卡器感應到卡片,。當讀卡器感應到卡片后,，讀卡器對控制器的巡檢命令產生不同的回復,，在這個回復命令中，讀卡器將讀到的感應卡內碼數(shù)據(jù)傳送到門禁控制器,，使門禁控制器進入到識別模式,。在門禁控制器的識別模式下，門禁控制器分析感應卡內碼,，同設備內存儲的卡片數(shù)據(jù)進行比對,，并實施后續(xù)動作。門禁控制器完成接收數(shù)據(jù)的動作后,，會發(fā)送命令回復讀卡器,，使讀卡器恢復狀態(tài)，同時,，門禁控制器重新回到巡檢模式,。

設計步驟:

1、設計機器的指令系統(tǒng):規(guī)定指令的種類,、指令的條數(shù)以及每一條指令的格式和功能;

2,、初步的總體設計:如寄存器設置、總線安排,、運算器設計,、部件間的連接關系等;

3、繪制指令流程圖:標出每一條指令在什么時間,、什么部件進行何種操作;

4,、編排操作時間表:即根據(jù)指令流程圖分解各操作為微操作，按時間段列出機器應進行的微操作;

5,、列出微操作信號表達式,，化簡，電路實現(xiàn),。

基本組成:

1,、指令寄存器用來存放正在執(zhí)行的指令。指令分成兩部分:操作碼和地址碼,。操作碼用來指示指令的操作性質,，如加法、減法等;地址碼給出本條指令的操作數(shù)地址或形成操作數(shù)地址的有關信息(這時通過地址形成電路來形成操作數(shù)地址),。有一種指令稱為轉移指令,，它用來改變指令的正常執(zhí)行順序，這種指令的地址碼部分給出的是要轉去執(zhí)行的指令的地址,。

2,、操作碼譯碼器:用來對指令的操作碼進行譯碼，產生相應的控制電平，完成分析指令的功能,。

3,、時序電路:用來產生時間標志信號。在微型計算機中,，時間標志信號一般為三級:指令周期,、總線周期和時鐘周期。微操作命令產生電路產生完成指令規(guī)定操作的各種微操作命令,。這些命令產生的主要依據(jù)是時間標志和指令的操作性質,。該電路實際是各微操作控制信號表達式(如上面的A→L表達式)的電路實現(xiàn)，它是組合邏輯控制器中復雜的部分,。

4,、指令計數(shù)器:用來形成下一條要執(zhí)行的指令的地址。通常,，指令是順序執(zhí)行的,，而指令在存儲器中是順序存放的。所以,，一般情況下下一條要執(zhí)行的指令的地址可通過將現(xiàn)行地址加1形成,，微操作命令"1"就用于這個目的。如果執(zhí)行的是轉移指令,，則下一條要執(zhí)行的指令的地址是要轉移到的地址,。該地址就在本轉移指令的地址碼字段，將其直接送往指令計數(shù)器,。

微程序控制器的提出是因為組合邏輯設計存在不便于設計,、不靈活、不易修改和擴充等缺點,。

微程序控制(簡稱微碼控制)的基本思路是:用微指令產生微操作命令,，用若干條微指令組成一段微程序實現(xiàn)一條機器指令的功能(為了加以區(qū)別，將前面所講的指令稱為機器指令),。設機器指令M執(zhí)行時需要三個階段,，每個階段需要發(fā)出如下命令:階段一發(fā)送K1、K8命令,，階段二發(fā)送K0,、K2、K3,、K4命令,，階段三發(fā)送K9命令。當將微指令送到微指令寄存器時,，微指令寄存器的K1和K8為1,，即發(fā)出K1和K8命令，該微指令指出下一條微指令地址為00101，從中取出第二條微指令,，送到微指令寄存器時將發(fā)出K0、K2,、K3,、K4命令，接下來是取第三條微指令,，發(fā)K9命令,。

微程序控制器的組成:

1、控制存儲器(Control Memory)用來存放各機器指令對應的微程序,。譯碼器用來形成機器指令對應的微程序的入口地址,。當將一條機器指令對應的微程序的各條微指令逐條取出，并送到微指令寄存器時,，其微操作命令也就按事先的設計發(fā)出,，因而也就完成了一條機器指令的功能。對每一條機器指令都是如此,。

2,、微指令的寬度直接決定了微程序控制器的寬度。為了簡化控制存儲器,，可采取一些措施來縮短微指令的寬度,。如采用字段譯碼法一級分段譯碼。顯然,，微指令的控制字段將大大縮短,。，一些要同時產生的微操作命令不能安排在同一個字段中,。為了進一步縮短控制字段,，還可以將字段譯碼設計成兩級或多級。

控制器是指揮計算機的各個部件按照指令的功能要求協(xié)調工作的部件,，是計算機的神經中樞和指揮中心,，由指令寄存器IR(InstructionRegister)、程序計數(shù)器PC(ProgramCounter)和操作控制器0C(OperationController)三個部件組成,，對協(xié)調整個電腦有序工作極為重要,。

指令寄存器:用以保存當前執(zhí)行或即將執(zhí)行的指令的一種寄存器。指令內包含有確定操作類型的操作碼和指出操作數(shù)來源或去向的地址,。指令長度隨不同計算機而異,，指令寄存器的長度也隨之而異。計算機的所有操作都是通過分析存放在指令寄存器中的指令后再執(zhí)行的,。指令寄存器的輸人端接收來自存儲器的指令,，指令寄存器的輸出端分為兩部分。操作碼部分送到譯碼電路進行分析，指出本指令該執(zhí)行何種類型的操作;地址部分送到地址加法器生成有效地址后再送到存儲器,，作為取數(shù)或存數(shù)的地址,。

存儲器可以指主存、高速緩存或寄存器棧等用來保存當前正在執(zhí)行的一條指令,。當執(zhí)行一條指令時,，先把它從內存取到數(shù)據(jù)寄存器(DR)中，然后再傳送至IR,。指令劃分為操作碼和地址碼字段,，由二進制數(shù)字組成。為了執(zhí)行任何給定的指令,，必須對操作碼進行測試,，以便識別所要求的操作。指令譯碼器就是做這項工作的,。指令寄存器中操作碼字段的輸出就是指令譯碼器的輸入,。操作碼一經譯碼后，即可向操作控制器發(fā)出具體操作的特定信號,。

程序計數(shù)器:指明程序中下一次要執(zhí)行的指令地址的一種計數(shù)器,，又稱指令計數(shù)器。它兼有指令地址寄存器和計數(shù)器的功能,。當一條指令執(zhí)行完畢的時候,，程序計數(shù)器作為指令地址寄存器，其內容必須已經改變成下一條指令的地址,，從而使程序得以持續(xù)運行,。

為此可采取以下兩種辦法:

一種辦法是在指令中包含了下一條指令的地址。在指令執(zhí)行過程中將這個地址送人指令地址寄存器即可達到程序持續(xù)運行的目的,。這個方法適用于早期以磁鼓,、延遲線等串行裝置作為主存儲器的計算機。根據(jù)本條指令的執(zhí)行時間恰當?shù)貨Q定下一條指令的地址就可以縮短讀取下一條指令的等待時間,，從而收到提高程序運行速度的效果,。

第二種辦法是順序執(zhí)行指令。一個程序由若干個程序段組成,，每個程序段的指令可以設計成順序地存放在存儲器之中,，所以只要指令地址寄存器兼有計數(shù)功能，在執(zhí)行指令的過程中進行計數(shù),，自動加一個增量,，就可以形成下一條指令的地址，從而達到順序執(zhí)行指令的目的,。這個辦法適用于以隨機存儲器作為主存儲器的計算機,。當程序的運行需要從一個程序段轉向另一個程序段時,，可以利用轉移指令來實現(xiàn)。轉移指令中包含了即將轉去的程序段入口指令的地址,。執(zhí)行轉移指令時將這個地址送人程序計數(shù)器(此時只作為指令地址寄存器,，不計數(shù))作為下一條指令的地址，從而達到轉移程序段的目的,。子程序的調用,、中斷和陷阱的處理等都用類似的方法。在隨機存取存儲器普及以后,，第二種辦法的整體運行效果大大地優(yōu)于一種辦法，因而順序執(zhí)行指令已經成為主流計算機普遍采用的辦法,，程序計數(shù)器就成為中央處理器*的一個控制部件,。

CPU內的每個功能部件都完成一定的特定功能。信息在各部件之間傳送及數(shù)據(jù)的流動控制部件的實現(xiàn),。通常把許多數(shù)字部件之間傳送信息的通路稱為"數(shù)據(jù)通路",。信息從什么地方開始，中間經過哪個寄存器或多路開關,，后傳到哪個寄存器,，都要加以控制。在各寄存器之間建立數(shù)據(jù)通路的任務,，是由稱為"操作控制器"的部件來完成的,。

操作控制器的功能就是根據(jù)指令操作碼和時序信號，產生各種操作控制信號,，以便正確地建立數(shù)據(jù)通路,，從而完成取指令和執(zhí)行指令的控制。

有兩種由于設計方法不同因而結構也不同的控制器,。微操作是指不可再分解的操作,，進行微操作總是需要相應的控制信號(稱為微操作控制信號或微操作命令)。一臺數(shù)字計算機基本上可以劃分為兩大部分---控制部件和執(zhí)行部件,?？刂破骶褪强刂撇考\算器,、存儲器,、外圍設備相對控制器來說就是執(zhí)行部件?？刂撇考c執(zhí)行部件的一種聯(lián)系就是通過控制線,。控制部件通過控制線向執(zhí)行部件發(fā)出各種控制命令,，通常這種控制命令叫做微命令,，而執(zhí)行部件接受微命令后所執(zhí)行的操作就叫做微操作,。控制部件與執(zhí)行部件之間的另一種聯(lián)系就是反饋信息,。執(zhí)行部件通過反饋線向控制部件反映操作情況,，以便使得控制部件根據(jù)執(zhí)行部件的狀態(tài)來下達新的微命令，這也叫做"狀態(tài)測試",。微操作在執(zhí)行部件中是組基本的操作,。由于數(shù)據(jù)通路的結構關系，微操作可分為

相容性和相斥性兩種,。在機器的一個CPU周期中,，一組實現(xiàn)一定操作功能的微命令的組合，構成一條微指令,。一般的微指令格式由操作控制和順序控制兩部分構成,。操作控制部分用來發(fā)出管理和指揮全機工作的控制信號。其順序控制部分用來決定產生下一個微指令的地址,。事實上一條機器指令的功能是由許多條微指令組成的序列來實現(xiàn)的,。這個微指令序列通常叫做微程序。既然微程序是有微指令組成的,，那么當執(zhí)行當前的一條微指令的時候,。必須指出后繼微指令的地址，以便當前一條微指令執(zhí)行完畢以后,，取下一條微指令執(zhí)行,。

LED控制器(LED controller)就是通過芯片處理控制LED燈電路中的各個位置的開關。

低壓型LED產品控制器:

低壓型LED產品一般設計電壓12V-36V,每個回路LED數(shù)量3-6個串聯(lián),，用電阻降壓限流,，每個回路電流20mA以下。一個LED產品由多個回路的 LED組成,，優(yōu)點是低壓,，結構簡單，容易設計;缺點是:產品規(guī)模大時電流很大,，需要配置低壓開關電源,。由于產品的缺點所限，低壓不可能遠距離輸電,，都是局限于體積不大的產品上,，如招牌文字、小圖案等,。根據(jù)這個特點,，控制器設計規(guī)格:12V的選用75A/30V MOS功率管控制，輸出電流8A/路;24-36V選用60A/50V MOS功率管控制,，輸出電流5A/路,。用戶可以根據(jù)以上規(guī)格選定控制器的路數(shù),，跳變的可以選購NE20低壓系列、漸變的選購NE10低壓系列控制器即可,。注意LED的必須是共陽(+)極連接法,，控制器控制陰(-)極，控制器不包括低壓電源

高壓型LED產品控制器:

高壓型LED產品設計電壓是交流/直流220V電壓,，每個回路LED數(shù)量36-48個串聯(lián),，每個回路電流20mA以下，限流方式有兩種,，一種是電阻限流,，這種方式電阻功耗較大，建議使用每4個LED串接一個1/4W金屬模電阻,，均勻分布散熱,，這種接法是可靠;另一種是電阻電容串聯(lián)限流，這種接法大部分電壓降在電容上,，電阻功耗小，只能用在穩(wěn)定的長亮狀態(tài),，如果閃動電容儲能,，反而電壓加倍，LED容易損壞,。凡是使用控制器的LED必須使用電阻限流方式,，LED一般每個回路一米，功率5W,，三色功率每米15W,。常用漸變控制器NE112K控制直流1200W，NE103D交流負載4500W直流負載1500W,，如果燈管閃動單元多就使用NE112K,，如果只需要整體閃動就使用NE103D。如果使用漸變方式,，要注意負載匹配,，霓虹燈和LED的發(fā)光分布特性不一樣，同一回路不能混接不同類型的負載,。