微机工作原理
补充一：最精炼微机工作原理
储器中的存储顺序依次执行。
1.CPU工作原理 2. CPU工作时对总线Bus输出激励信号 定义由CPU输出到总线上的信号为总线激励信号，简称为激励 信号。
CPU在①取指，②执行访问存储器的指令，③访问I/O接口的指 令时会产生激励信号
1.1微型计算机系统硬件结构
1.CPU 2.存储器 3.I/O接口 4.外部设备 5.总线 总线可一分为三：地址总线AB 、数据总线DB 、控制总线CB 。 它们来自微处理器CPU 。 采用总线结构后，计算机系统犹如长藤接瓜：藤即总线，藤的 根即CPU，瓜即存储器和诸接口
1.1微型计算机系统硬件结构
微型计算机基本原理
1.本章主要内容： 微机系统硬件、软件简介；CPU工作原理；微机系统工作理。
2.本章重点： CPU工作原理；微机系统工作理。
3.本章难点： 总线激励与响应概念
4.教学内容如下
1.1微型计算机系统硬件结构
微型计算机系统由中央处理器CPU、存储器、输入/输出电路 (I/O接口)和各种外部设备构成。芯片之间通过总线(Bus)连接。
语言。用机器语言编写的程序叫机器语言程序。
优点：是能被CPU直接理解和执行。 缺点：是编程烦琐、不直观、难记忆、易出错。
1.2指令与程序的概念 1.指令 2.程序 程序则是为解决某一问题而编写在一起的指令序列。目前微机
系统中使用着3个层次、3种形式的程序。 (1)机器语言程序 机器码指令二进制代码形式存在的。机器码指令的集合叫机器
(3)高级语言程序 接近自然语言和数学语言的高级语言：BASlC、C、FORTRAN、 COBOL、PASCAL、Turbo C、C++、VB、VC等。 高级语言程序就是用高级语言编写的程序。同样由于CPU只能 执行机器语言程序，高级语言程序必须先“编译”成机器语言程序 才能被CPU执行。
微机点火的工作原理
微机点火的工作原理微机点火系统是现代内燃机上常见的一种点火系统，它采用电子控制单元（ECU）作为中心控制器，通过精确控制点火时机和点火能量，以提高燃油的燃烧效率和减少排放。
微机点火系统的工作原理如下：1. 传感器检测：微机点火系统依赖于各种传感器来获取引擎工作状态的实时信息。
这些传感器可以包括曲轴位置传感器、气缸压力传感器、氧气传感器等，它们将引擎转速、气缸压力、残余气体成分等信息传递给ECU。
2. 数据处理：ECU收集传感器传来的数据，并通过内部的算法进行处理和分析。
基于传感器数据以及预设的工作参数和燃油供应策略，ECU确定最佳点火时机和点火能量。
3. 点火信号发出：ECU根据计算出的点火时机和点火能量，向点火线圈发送控制信号。
点火线圈是负责产生高压电流并将其传送到火花塞的设备。
4. 火花塞点火：点火线圈接收到控制信号后，通过变压器原理将低电压升高到足够高的电压，然后将其传递到火花塞。
火花塞利用这个高压电流产生电火花，将点火混合气体点燃。
5. 燃烧反应：点火产生的火花使得燃烧室内的可燃混合气体燃烧起来。
根据提前点火或者延迟点火的策略，ECU可以控制燃烧过程的时间和速率，以达到最佳的燃烧效率。
6. 反馈控制：ECU根据点火后的传感器反馈信息，如氧气传感器输出值、火花塞电极间隙电压等，进行实时的调整和优化。
这样可以保证连续点火时，系统的工作状态始终处于最佳状态。
通过以上的步骤，微机点火系统可以实现精确控制和调整点火时机和点火能量，以提高发动机的功率、经济性和排放性能。
同时，由于微机点火系统的技术先进和控制精准，还能实现多种点火策略，如多点火、正时点火、连续点火等，以应对不同工况和驾驶需求。
微机的工作原理
微机的工作原理
微型计算机的工作原理主要包括以下几个步骤：
1. 输入数据：用户通过键盘、鼠标、摄像头等外部设备输入指令和数据，或者通过网络接收到数据。
2. 处理器执行指令：输入的数据会被传送到中央处理器（CPU），CPU会将指令解码并按照顺序执行。
指令可能包
括算术运算、逻辑判断、数据传输等操作。
3. 存储器读写数据：在执行指令过程中，CPU会从主存储器（RAM）中读取数据，并将运算的结果存储回主存储器。
主
存储器是计算机的临时存储空间，数据在断电后会被清空。
4. 数据传输：CPU通过数据总线将数据从主存储器读取到各
个输入/输出设备，或者将数据从输入/输出设备传送到主存储器。
数据总线是计算机内部各个组件之间传输数据的通道。
5. 输出结果：CPU会将最终的运算结果发送给显示器、打印机、扬声器等输出设备，以供用户观察或使用。
整个过程中，CPU不断重复执行各个指令，实现数据的操作、存储和传输，从而完成计算和处理任务。
微型计算机的工作原理是基于计算机硬件和软件的协同工作，硬件提供计算和存储的基本支持，而软件则为硬件提供操作指令和数据的控制。
微机的工作原理和应用
微机的工作原理和应用1. 微机的定义微机是指一种个人电脑，也称为微型计算机，是一种小型计算机系统，由主机、外部设备和相关软件组成。
微机的主要特点是体积小巧、价格低廉、功能全面，并且可以由个人用户独立使用。
2. 微机的工作原理微机的工作原理主要包括以下几个方面：2.1. 中央处理器（CPU）中央处理器是微机的核心部件，负责控制微机的整个运行过程。
它由运算器、控制器和寄存器组成。
运算器负责进行算术和逻辑运算，控制器负责解读指令并控制其他部件的运行，寄存器则用于存储临时数据和地址等信息。
2.2. 存储器存储器用于存储程序和数据。
微机的存储器主要包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
RAM可以读写，用于存储操作系统、应用程序和数据等；ROM只能读取，用于存储固化的程序和数据。
2.3. 输入设备输入设备用于将外部信息输入到微机中，常见的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、摄像头等。
通过输入设备，用户可以向微机输入文字、图形、声音等信息。
2.4. 输出设备输出设备用于将微机处理后的结果输出给用户或其他外部设备，常见的输出设备有显示器、打印机、音频设备等。
通过输出设备，用户可以看到图像、听到声音、打印文件等。
3. 微机的应用微机广泛应用于各个领域，以下是一些常见的应用场景：3.1. 办公自动化微机作为办公自动化的工具，可以通过文字处理软件编写、编辑和存储文档，通过电子表格软件进行数据处理和分析，通过演示文稿软件制作报告和演示等。
微机的高效性和便捷性使得办公工作更加高效和便利。
3.2. 学习和教育微机在学生学习和教育中起着重要作用。
学生可以通过微机进行在线学习、查阅资料、编写作业等。
教师可以利用微机进行教学辅助和资源分享，提高教学效果。
3.3. 科学研究微机在科学研究中扮演着重要角色。
研究人员可以利用微机进行数据收集、实验模拟、数据分析等。
微机的计算能力和数据处理能力可以大大提高科学研究的效率和精度。
3.4. 娱乐和社交微机也可以用于娱乐和社交活动。
微机原理及接口技术
微机原理及接口技术一、前言随着信息时代的到来，计算机技术的不断发展，微机技术已经得到了广泛的应用和发展。
微机原理及接口技术作为微机技术的重要基础，对于了解微机的结构和工作原理，以及实现微机与外部设备的通信具有十分重要的意义。
本文将围绕着微机的结构、工作原理以及微机与外部设备的接口技术进行详细的介绍和分析。
二、微机的结构微机是由中央处理器(CPU)、内存(MEM)、输入/输出(I/O)接口电路、总线(BUS)等部分组成的。
CPU是微机的核心部分，它能对数据进行处理、控制微机的运作；内存是储存数据和指令的地方，CPU可以直接对内存进行读取和写入操作；I/O接口电路是微机与外部设备之间进行数据交换的桥梁；总线则是将CPU、内存和I/O接口电路连接在一起，并传递数据和控制信息。
三、微机的工作原理微机的工作过程主要由指令执行和数据存取两个部分组成。
当CPU需要执行下一条指令时，会从内存中读取这条指令，然后进行解析并执行相应的操作。
当CPU需要访问数据时，会从内存中读取数据，并将数据写入内存中。
而CPU与输入/输出设备之间的通信也是通过I/O接口电路完成的。
CPU可以根据需要对内存进行读写操作，这是因为内存与CPU的速度非常接近，对内存的操作是非常快速的。
而CPU与外设之间通过I/O接口电路进行通信，则是因为I/O接口电路需要实现对不同类型的设备接口进行适配，对设备的操作速度也受到限制。
四、微机的接口技术为了实现微机与外部设备的通信，需要通过不同的接口技术来实现对不同类型设备的连接。
常用的接口技术有串行接口(Serial Interface)、并行接口(Parallel Interface)、通用串行总线(USB)、蓝牙接口(Bluetooth Interface)等。
其中，USB接口已经成为目前最为普遍的接口技术之一。
串行接口技术和并行接口技术是早期应用比较广泛的接口技术，它们的主要区别在于对数据的传输方式不同。
微机原理
第一章ENIAC 的不足：运算速度慢、存储容量小、全部指令没有存放在存储器中、机器操作复杂、稳定性差 。
冯·诺依曼（Johe V on Neumman ）提出了“存储程序”的计算机设计方案。
特点是： 1、采用二进制数形式表示数据和计算机指令。
2、指令和数据存储在计算机内部存储器中，能自动依次执行指令。
由控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备5大部分组成计算机硬件。
工作原理的核心是“存储程序”和“程序控制”。
一型计算机的分类字长：有4位、8位、16位、32位、64位微型计算机等 工艺：可分成MOS 工艺、双极型TTL 工艺的微处理器 结构类型：有单片机、单板机、位片机、微机系统等 用途：个人计算机、工作站/务器、网络计算机 体积大小：台式机、携机。
二．微型计算机的性能指标介绍位：这是计算机中所表示的最基本、最小的数据单元。
字长：是计算机在交换、加工和存放信息时的最基本的长度。
字节（Byte ）：是计算机中通用的基本单元，由8个二进制位组成。
字：是计算机内部进行数据处理的基本单位。
主频：也称时钟频率，是指计算机中时钟脉冲发生器所产生的频率。
访存空间：是该微处理器构成的系统所能访问的存储单元数。
指令数：构成微型计算机的操作命令数。
基本指令执行时间：计算机执行程序所花的时间。
可靠性：指计算机在规定时间和条件下正常工作不发生故障的概率。
兼容性：指计算机硬件设备和软件程序可用于其他多种系统的性能。
性能价格比：是衡量计算机产品优劣的综合性指标。
微型计算机是以微处理器为核心，再配上存储器、接口电路等芯片构成的微型计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成 ：1.中央处理单元CPU （Control Processing Unit ）是微型计算机的核心部件，是包含有运算器、控制器、寄存器组以及总线接口等部件的一块大规模集成电路芯片，俗称微处理器。
微处理器是微型计算机的核心，它的性能决定了整个微型机的各项关键指标。
微机点火的工作原理
微机点火的工作原理
微机点火是一种通过微处理器控制点火系统的工作方式。
其工作原理如下：
1. 输入传感器：微机点火系统通过各种传感器，如曲轴传感器和氧传感器，获取发动机运行状态和环境条件的数据。
这些传感器测量引擎的转速、氧气含量、油温等参数，并将数据传输给微处理器。
2. 数据处理：微处理器接收传感器提供的数据，并根据预设的点火曲线和映射表，计算出最佳的点火时机和点火能量。
微处理器基于发动机负载、转速和温度等因素，对点火进行精确控制，以提供最佳的点火性能和燃烧效率。
3. 点火信号输出：微处理器计算出的点火时机和点火能量被转换成相应的电信号，并通过点火模块输出到点火线圈。
点火模块起到放大和转换信号的作用，将电信号转化为高电压脉冲信号，以点火线圈为基础，产生高压电流。
4. 点火线圈：点火线圈通过应用法拉第电磁感应原理，将低电压输入转化为高电压能量，以点火火花形式传递到火花塞。
正常情况下，点火线圈会根据微处理器的控制信号，及时控制点火脉冲信号的产生和释放。
5. 火花塞点火：高压电流通过点火线圈传输到火花塞，引起火花塞间隙处的电火花放电。
这个电火花点燃了混合气体，使燃气在气缸中燃烧。
整个微机点火过程是通过微处理器控制点火系统的电信号而实现。
微处理器基于传感器提供的数据，计算出最佳的点火时机和点火能量，并将其转换成相应的电信号输出到点火模块，最终驱动点火线圈产生高压电流，点燃火花塞引起燃烧。
这种精确的控制方式可以提高燃烧效率、减排并提升发动机的性能。
微机工作的基本原理
微机工作的基本原理
微机工作的基本原理是指微处理器的运行原理。
微机的基本组成部分包括中央处理器（CPU）、内存、输入输出设备等。
其中，中央处理器是整个系统的核心，负责进行数据的处理和指令的执行。
具体来说，中央处理器由控制单元和算术逻辑单元组成。
控制单元负责指令的解码和调度，通过时钟控制执行各个指令。
算术逻辑单元则负责进行数据的运算和逻辑判断。
中央处理器通过总线与其他部件进行通信，实现数据的传输和交互。
微机的内存用于存储程序和数据。
其中，随机存储器（RAM）用于临时存储程序和数据，而只读存储器（ROM）用于存储
不可更改的程序和数据。
中央处理器可以从内存中读取指令和数据，并将处理结果写回内存。
输入输出设备用于与外部环境进行数据的交互。
例如，键盘、鼠标等输入设备用于接收用户的输入，显示器、打印机等输出设备用于向用户显示结果。
中央处理器通过输入输出控制器与输入输出设备进行通信，实现数据的输入和输出。
微机的工作过程可以简化为以下几步：首先，中央处理器从内存中读取指令。
然后，控制单元对指令进行解码，并调度算术逻辑单元执行相应的运算和逻辑操作。
处理结果存储到内存中或通过输出设备展示给用户。
整个过程通过时钟信号进行同步。
总之，微机工作的基本原理可以概括为指令的解码和执行、数据的传输和存储，以及与外部设备的交互等关键步骤。
通过这些操作，微机能够完成各种应用程序的运行和数据处理。
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⑶. 中断方式
程序中断是指计算机执行现行程序的过程中，出现某些 而转去对随机发生的更紧迫的事件进行处理，在处理完毕 后，CPU将自动返回原来的程序继续执行。 中断方式下， CPU与 I/O设备并行工作，平时CPU执行主 程序，外设进行内部操作。当外设准备好时，由外设向
急需处理的特殊请求或异常情况，CPU暂时中止现行程序，
⑶ 顺序存取存储器SAM（Sequential Access Memory） 特点:存储器中的信息只能按某种顺序存取。 存储容量大，存取速度慢，但单位成本较低。 一般用作计算机的外存储器，如磁带存储器。
⑷ 直接存取存储器DAM（Direct Access Memory）
特点:当读写信息时,首先直接指向某个小区域,然后在 小区域内按顺序检索，找到后再进行读写。 存取速度介于RAM和SAM之间.存储容量大。 一般也用作外存。磁盘存储器是一种典型的DAM。
•
在单片机应用中，外存储器很少使用。
2.2.4 输入/输出设备和接口
1. 输入/输出设备（I/O设备 ） 外部设备的形式多种多样，输入/输出信号的形式也有 不同的形式。主要有以下几种： ⑴. 开关量： 只有两种状态:“通”和“断”,可用“1”和“0”来表示。 ⑵. 数字量： 由多位二进制“0”和“1”按一定规则组合表示的信号。 ⑶. 模拟量： 指数值连续变化的信号。如温度、流量、浓度等。 经传感器转换成连续变化的电信号（电压或电流）。 计算机在输入模拟量时,首先要经过A/D转换成数字量, 输出的数字量要经过D/A转换成所需要的模拟量。
2. 存储器按存取方式的分类：
⑴. 只读存储器ROM（Read Only Memory） 特点：在系统工作时只能读出而不能写入， 其信息在断电后信息不丢失。 用途：一般用于存放程序和固定不变的数据等。 ① 掩模式ROM—MROM（Mask ROM） 内容由生产厂直接写入的，用户不能对其修改。 ②.可编程ROM（PROM)：Programmable ROM） 允许用户现场写入，但一旦写入后其内容不可修改。 ③ 可擦除可编程ROM（EPROM)：Erasable PROM 用户可多次擦除和编程写入的ROM。常用的有： 紫外线擦除的UVEPROM和电擦除的EEPROM。 ④.闪速存储器（Flash Memory）快擦写型的存储器 兼有EEPROM和RAM的优点，它以块为单位操作。
⑵.随机读写存储器RAM（Random Access Memory）
• 特点：内容可读可写,可以随机存取,断电后信息会丢失. • 用途：存放当前运行的程序和数据。 • 分类：
① 静态RAM即SRAM:以双稳态触发器为基础,状态稳定. 特点:可读可写,断电后信息丢失;但不掉电,信息不丢失. 集成度较低，功耗较大。 在单片机应用中，主存储器都采用SRAM。 ② 动态RAM即DRAM：是靠电容来保存信息。 特点: 电路简单,集成度高,功耗小,存取速度较慢。 但是电容存在漏电，必须定时刷新。 常用于需要大存储容量的计算机中，例如PC机。
2、I/O接口
是连接计算机和输入/输出设备的逻辑部件。 包括接口硬件电路及其管理驱动程序等。 I/O接口的功能： ⑴．为主机提供对外部设备输入/输出信息的通道。 ⑵．协调主机和外部设备之间数据传送的速度 提供信息的缓冲、暂存，实现通信联络控制。 ⑶. 实现主机和外部设备之间信息的转换和匹配 模拟量和数字量之间的转换， 串行、并行数据的转换， 信号电平的转换，电路负载的匹配等。
●
中断处理
◆ 中断处理就是执行中断服务程序。 ◆ 中断处理过程包括：准备工作，保护现场；
处理部分，中断服务程序； 结尾部分，恢复现场， ◆ 中断服务程序的最后一条指令必须是中断返回指令。
中断返回
在执行完毕中断服务程序后，自动返回到原来程序断点 处，继续执行原来程序。 过程是将原来保存在堆栈的断点地址重新送回程序计数 器 PC 中。由于 PC 中是指向下一条要执行的指令地址，因 此回到原来的程序继续执行。
1. 存储器的性能指标：
⑴. 存储容量 :可以容纳的二进制信息的数量 单位:位 b (bit),字节 B (Byte),千字节 KB,兆字节 MB等 ⑵. 存取速度 读写时间又称存取时间TA:从存储器接到读（或写）命 令到完成操作所需要的时间。单位为秒S、纳秒ns 。 读写周期时间TM:完成一次完整的存取操作所需的时 间,即进行两次连续的读(或写)操作所需要的时间间隔。 主存带宽Bm，或称数据传输速率，是指每秒从存储 器中读写信息的最大数量，单位是位/秒或字节/秒。 ⑶. 可靠性 :MTBF是指两次故障之间的平均时间间隔。 ⑷. 功耗：存储器件耗电的多少 。
⑶ 组合逻辑和控制逻辑结合型:
又称可编程逻辑阵列PLA(Programmable Logic Array) 控制器，是吸收以上两种方法的设计思想，用可编程 的只读存储器PROM来实现随机逻辑的一种方法。
2.2.3 存储器
存储计算机要执行的程序和要进行运算、处理的数据。 存储器的分类 :
按所处的位置分：主存（内存）和辅存（外存）。 按存储介质分：半导体存储器、磁存储器(磁盘、磁带) 光存储器（光盘）等。 按信息可保存性分：易失性存储器 非易失性存储器（断电后信息仍保存） 按存取方式分： 只读存储器、随机存取存储器、 顺序存取存储器和直接存取存储器。 单片机中常用半导体的只读存储器和随机存储器作为 主存储器（内存）
⑴ 组合逻辑型：又称常规控制器或硬连线控制器
它的控制部件由逻辑电路实现的，是一种由门电路和寄 存器构成的复杂的网络结构。 优点是操作执行速度快。但构成后,不能增加新的功能. ⑵ 存储逻辑型 ：又称微程序控制器,采用存储逻辑实现。 它把机器指令分解为微操作序列,以微代码编成微指令, 存入专门的控制存储器。每条指令对应一段微程序。 设计规整，且易于扩充指令集，但执行速度要慢。
CPU发出中断请求，请求 CPU中断正在执行的主程序，转
而执行为外设服务的程序。在为外设服务结束后，CPU再 返回执行被中断的主程序。CPU效率得到发挥。
中断处理过程：中断请求 中断响应 中断处理 中断返回. 中断请求:
◆中断源发出的请求中断信号。 ◆ 中断源：可以是外设、硬件故
障,实时时钟等硬件的中断源; 也可以是软件引起的中断源 (如指令,数据溢出,运算错等）。
功能：控制和指挥整个计算机自动、连续和协调地从存 储器中取出指令、分析指令和完成指令。 组成：指令部件、时序部件和控制部件等。 指令部件 包括有： 程序计数器PC（Program Counter） 它用来存放当前要执行的指令地址 指令寄存器IR（Instruction Register） 存放从存储器取出的指令 指令译码器ID（Instruction Decoder） 对指令中的操作码进行译码，向操 作控制部件发出具体操作的信号， 以完成该条指令所要求的操作。
控制部件
功能：根据指令的操作码和时序信号，产生各种控制信 号，完成取指令和执行指令的控制 。 微操作信号发生器（控制单元CU）是控制器的核心。 控制信号是由指令部件提供的译码信号、 时序部件提供的时序信号 被控制部件反馈的状态及综合形成。 分类：根据产生微操作控制信号的方式不同分为3种： 组合逻辑型，又称常规控制器或硬连线控制器； 存储逻辑型，又称为微程序控制器； 组合逻辑与存储逻辑结合型，又称PLA控制器 。
微机工作原理
2.1 计算机系统的组成
计算机系统由硬件和软件两部分组成。
硬件：构成计算机的所有物理部件的集合,是看得见， 摸得着的“硬”设备 。 软件：为运行、维护、管理及应用计算机所编制的所 有程序及文档的总和。 冯· 诺依曼型计算机“存储程序控制”原理： ⑴ 计算机的硬件由运算器、控制器、存储器、输入设 备和输出设备五大部件组成。 ⑵ 计算机内部采用二进制来表示指令和数据。 ⑶ 将编好的程序和原始数据预先存入存储器中，然后 启动计算机工作，计算机就在程序控制下工作。
⑵. 程序查询方式：又叫有条件传送方式
◆ CPU首先查询外设状态。
若外设准备就绪，则执行输入 / 输出指令,完成操作。 若外设没有准备就绪 ,则程序转
移,重新读入状态信息再次查询，
直至外设准备好后,再完成操作。
◆优点是控制简单；实时性强。
缺点是 CPU 需要不断地查询外 设的状态，这要占用CPU时间，
◆CPU允许有多个中断源，分别安排不同的优先级别。
中断响应:
●
CPU响应中断的条件： ①.CPU接收到中断请求信号； ②.CPU允许中断，即开中断。 ③.没有同级或更高级的中断被服务。 ④. CPU当前的指令执行完毕 。 CPU响应中断的操作 ： ◆ 保存断点:将断点(即程序计数器PC内容)自动压入堆栈. ◆ 暂不允许中断,即关中断 ◆ 引出中断处理程序:取出中断服务程序的入口地址，送 入程序计数器（PC）中，转入中断服务程序。 大多采用向量中断法来实现。
3. I/O接口的组成
• I/O接口和CPU通过系统总线连接，包括： 数据总线DB、地址总线AB和控制总线CB三部分。 • I/O接口和外部设备之间通过端口连接：分为三类：
◆ 数据端口：传送外部设备和CPU进行交换的数据信息 ◆ 状态端口：CPU读取I/O设备工作状态，为只读端口 ◆ 控制端口：CPU发给I/O设备控制命令，为只写端口。
2.2.2 控制器
时序部件又称作时序发生器
作用：对各种操作控制信号进行严格的时。 组成： 时序信号源：产生原始的振荡信号，形成主频脉冲 节拍发生器：产生定时的工作脉冲和节拍电位信号 启停控制逻辑电路等。 周期概念： 指令周期：CPU取出并执行一条指令所需要的时间。 一个指令周期又可看作由若干个机器周期组成， 机器周期：CPU访问一次存储器或外设所花费的时间。 每个机器周期又由若干个时钟周期组成。 时钟周期：由主频脉冲决定的，是主频的倒数。
●
⑷ .DMA方式
⑸. 通道控制方式