微控制器的工作過程就是執(zhí)行程序的過程，程序由指令序列組成，因此程序的執(zhí)行過程就是執(zhí)行指令序列的過程，也就是周而復(fù)始地進行取指令、執(zhí)行指令的過程。
微控制器在開始執(zhí)行程序時，必須由人工通過微控制器的外部輸入設(shè)備（如鍵輸入操作）給微控制器具體的操作要求，例如打開機器電源開關(guān)或按下某一功能鍵，微控制就能得到一個指令操作碼。這一指令操作碼被取到控制器內(nèi)，因而控制器發(fā)了相應(yīng)的控制信號。而在執(zhí)行指令階段，由于不同指令的功能不同，要求機器執(zhí)行的操作也不同，因而控制器發(fā)出的控制信號也隨之不同。
1．程序順序執(zhí)行過程
在程序執(zhí)行前，微控制器先復(fù)位，程序計數(shù)器(PC)便清零，即初值為零，程序執(zhí)行時便從零地址開始。如果需要程序從中間某一給定的地址開始執(zhí)行時，先將該確定的地址賦給程序計數(shù)器(PC)作為初值，程序便能從該地址開始執(zhí)行。無論是程序的哪一種執(zhí)行，在程序計數(shù)器(PC)的PC值送出后程序計數(shù)器(PC)就自動加l，為下次送出下一個PC值作好了準備，從而順序地從只讀存儲器(ROM)中讀取指令，這是程序的順序執(zhí)行。
2．中斷
中斷是一項重要的計算機技術(shù)，這一技術(shù)在微控制器中得到了充分繼承。其實，中斷現(xiàn)象不僅在控制器中存在，就是在我們的日常生活中也同樣存在，請看下例：
你在看書～電話鈴響了～你在書上做個記號，走到電話旁～你拿起電話和對方通話～門鈴響了～你讓打電話的對方稍等一下～你去開門，并在門旁與來訪者交談～談話結(jié)束，關(guān)好門～回到電話機旁，拿起電話，繼續(xù)通話～通話完畢，掛上電話～從作記號的地方起繼續(xù)讀書。
這是一個很典型的中斷現(xiàn)象。從看書到接電話，是一次中斷過程，而從打電話到與門外來訪者交談，則是在中斷過程中發(fā)生的又一次中斷，即所謂中斷嵌套。為什么會發(fā)生上述的中斷現(xiàn)象呢？就是因為你在一個特定的時刻，面對著三項任務(wù)：看書、打電話和接待來訪者。但一個人又不可能同時完成三項任務(wù)，因此你只好采用中斷方法，穿插著去做。
此種現(xiàn)象同樣也可能出現(xiàn)在微控制器中，因為通常微控制器中只有一個CPU，但在運行程序過程中可能會出現(xiàn)諸如數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)輸出或特殊情況處理等其他的事情要CPU去完成，對此，CPU也只能采用停下一個任務(wù)去處理另一任務(wù)的中斷方法解決。
中斷技術(shù)在微控制器中得到了廣泛的應(yīng)用。中斷技術(shù)能實現(xiàn)CPU與外部設(shè)備的并行工作，提高CPU的利用率以及數(shù)據(jù)的輸入／輸出效率；中斷技術(shù)也能對微控制器運行過程中突然發(fā)生的故障做到及時發(fā)現(xiàn)并進行自動處理，例如：硬件故障、運算錯誤及程序故障等。
在微控制器中，中斷技術(shù)還廣泛用于實時控制，所謂實時控制，就是要求微控制器能及時地響應(yīng)被控對象提出的分析、計算和控制等請求，使被控對象保持在最佳工作狀態(tài)或達到預(yù)定的控制效果。例如，DVD在正常播放過程中，微控制器在執(zhí)行有關(guān)正常播放的程序（這里稱為主程序），現(xiàn)要求快速向前搜索，此時微控制器在外部按鍵操作控制下中斷原先播放程序，進入快速向前搜索程序。
