單片機外文翻譯

1、<p><b>　　單片機</b></p><p>　　摘要：單片機也被稱為微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的縮寫MCU表示單片機，它最早是被用在工業(yè)控制領域。單片機由芯片內僅有CPU的專用處理器發(fā)展而來。最早的設計理念是通過將大量外圍設備和CPU集成在一個芯片中，使計算機系統(tǒng)更小，更容易集成進復雜的而對體積要求嚴格的控制設備當中。INTEL的Z8

2、0是最早按照這種思想設計出的處理器，從此以后，單片機和專用處理器的發(fā)展便分道揚鑣。 </p><p>　　關鍵字：單片機，CPU，微控制器</p><p><b>　　一、前言</b></p><p>　　早期的單片機都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因為簡單可靠而性能不錯獲得了很大的好評。此后在8031上發(fā)展出了MCS51

3、系列單片機系統(tǒng)?；谶@一系統(tǒng)的單片機系統(tǒng)直到現在還在廣泛使用。隨著工業(yè)控制領域要求的提高，開始出現了16位單片機，但因為性價比不理想并未得到很廣泛的應用。90年代后隨著消費電子產品大發(fā)展，單片機技術得到了巨大提高。隨著INTEL i960系列特別是后來的ARM系列的廣泛應用，32位單片機迅速取代16位單片機的高端地位，并且進入主流市場。而傳統(tǒng)的8位單片機的性能也得到了飛速提高，處理能力比起80年代提高了數百倍。目前，高端的32位單片機主

4、頻已經超過300MHz，性能直追90年代中期的專用處理器，而普通的型號出廠價格跌落至1美元，最高端[1]的型號也只有10美元。當代單片機系統(tǒng)已經不再只在裸機環(huán)境下開發(fā)和使用，大量專用的嵌入式操作系統(tǒng)被廣泛應用在全系列的單片機上。而在作為掌上電腦和手機核心處理的高端單片機甚至可以直接使用專用的Windows和Linux操作系統(tǒng)。 </p><p>　　單片機比專用處理器更適合應用于嵌入式系統(tǒng)，因此它得到了最多的應用

5、。事實上單片機是世界上數量最多的計算機。現代人類生活中所用的幾乎每件電子和機械產品中都會集成有單片機。手機、電話、計算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及鼠標等電腦配件中都配有1-2部單片機。而個人電腦中也會有為數不少的單片機在工作。汽車上一般配備40多部單片機，復雜的工業(yè)控制系統(tǒng)上甚至可能有數百臺單片機在同時工作！單片機的數量不僅遠超過PC機和其他計算的總和，甚至比人類的數量還要多。 </p><p>　　單片

6、機又稱單片微控制器,它不是完成某一個邏輯功能的芯片,而是把一個計算機系統(tǒng)集成到一個芯片上。相當于一個微型的計算機，和計算機相比，單片機只缺少了I/O設備。概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機。它的體積小、質量輕、價格便宜、為學習、應用和開發(fā)提供了便利條件。同時，學習使用單片機是了解計算機原理與結構的最佳選擇。 </p><p>　　單片機內部也用和電腦功能類似的模塊，比如CPU，內存，并行總線，還有和硬盤作用相同的

7、存儲器件，不同的是它的這些部件性能都相對我們的家用電腦弱很多，不過價錢也是低的，一般不超過10元即可......用它來做一些控制電器一類不是很復雜的工作足矣了。我們現在用的全自動滾筒洗衣機、排煙罩、VCD等等的家電里面都可以看到它的身影！......它主要是作為控制部分的核心部件。 </p><p>　　它是一種在線式實時控制計算機，在線式就是現場控制，需要的是有較強的抗干擾能力，較低的成本，這也是和離線式計算機

8、的（比如家用PC）的主要區(qū)別。 </p><p><b>　　二、單片機芯片</b></p><p>　　單片機是靠程序運行的，并且可以修改。通過不同的程序實現不同的功能，尤其是特殊的獨特的一些功能，這是別的器件需要費很大力氣才能做到的，有些則是花大力氣也很難做到的。一個不是很復雜的功能要是用美國50年代開發(fā)的74系列，或者60年代的CD4000系列這些純硬件來搞定的

9、話，電路一定是一塊大PCB板！但是如果要是用美國70年代成功投放市場的系列單片機，結果就會有天壤之別！只因為單片機的通過你編寫的程序可以實現高智能，高效率，以及高可靠性！ </p><p>　　由于單片機對成本是敏感的，所以目前占統(tǒng)治地位的軟件還是最低級匯編語言，它是除了二進制機器碼以上最低級的語言了，既然這么低級為什么還要用呢？很多高級的語言已經達到了可視化編程的水平為什么不用呢？原因很簡單，就是單片機沒有家用

10、計算機那樣的CPU，也沒有像硬盤那樣的海量存儲設備。一個可視化高級語言編寫的小程序里面即使只有一個按鈕，也會達到幾十K的尺寸！對于家用PC的硬盤來講沒什么，可是對于單片機來講是不能接受的。 單片機在硬件資源方面的利用率必須很高才行，所以匯編雖然原始卻還是在大量使用。一樣的道理，如果把巨型計算機上的操作系統(tǒng)和應用軟件拿到家用PC上來運行，家用PC的也是承受不了的。 </p><p>　　可以說，二十世紀跨越了三個“

11、電”的時代，即電氣時代、電子時代和現已進入的電腦時代。不過，這種電腦，通常是指個人計算機，簡稱PC機。它由主機、鍵盤、顯示器等組成。還有一類計算機，大多數人卻不怎么熟悉。這種計算機就是把智能賦予各種機械的單片機（亦稱微控制器）。顧名思義，這種計算機的最小系統(tǒng)只用了一片集成電路，即可進行簡單運算和控制。因為它體積小，通常都藏在被控機械的“肚子”里。它在整個裝置中，起著有如人類頭腦的作用，它出了毛病，整個裝置就癱瘓了?，F在，這種單片機的使用

12、領域已十分廣泛，如智能儀表、實時工控、通訊設備、導航系統(tǒng)、家用電器等。各種產品一旦用上了單片機，就能起到使產品升級換代的功效，常在產品名稱前冠以形容詞——“智能型”，如智能型洗衣機等?，F在有些工廠的技術人員或其它業(yè)余電子開發(fā)者搞出來的某些產品，不是電路太復雜，就是功能太簡單且極易被仿制。究其原因，可能就卡在產品未使用單片機或其它可編程邏輯器件上。 </p><p>　　三 、單片機歷史 </p>

13、<p>　　單片機誕生于20世紀70年代末，經歷了SCM、MCU、SoC三大階段。 </p><p>　　1.SCM即單片微型計算機（Single Chip Microcomputer）階段，主要是尋求最佳的單片形態(tài)嵌入式系統(tǒng)的最佳體系結構。“創(chuàng)新模式”獲得成功，奠定了SCM與通用計算機完全不同的發(fā)展道路。在開創(chuàng)嵌入式系統(tǒng)獨立發(fā)展道路上，Intel公司功不可沒。 </p><p&g

14、t;　　2.MCU即微控制器（Micro Controller Unit）階段，主要的技術發(fā)展方向是：不斷擴展?jié)M足嵌入式應用時，對象系統(tǒng)要求的各種外圍電路與接口電路，突顯其對象的智能化控制能力。它所涉及的領域都與對象系統(tǒng)相關，因此，發(fā)展MCU的重任不可避免地落在電氣、電子技術廠家。從這一角度來看，Intel逐漸淡出MCU的發(fā)展也有其客觀因素。在發(fā)展MCU方面，最著名的廠家當數Philips公司。 </p><p>

15、;　　Philips公司以其在嵌入式應用方面的巨大優(yōu)勢，將MCS-51從單片微型計算機迅速發(fā)展到微控制器。因此，當我們回顧嵌入式系統(tǒng)發(fā)展道路時，不要忘記Intel和Philips的歷史功績。 </p><p>　　3.SOC 單片機是嵌入式系統(tǒng)的獨立發(fā)展之路，向MCU階段發(fā)展的重要因素，就是尋求應用系統(tǒng)在芯片上的最大化解決；因此，專用單片機的發(fā)展自然形成了SOC化趨勢。隨著微電子技術、IC設計、EDA工具的發(fā)展

16、，基于SOC的單片機應用系統(tǒng)設計會有較大的發(fā)展。因此，對單片機的理解可以從單片微型計算機、單片微控制器延伸到單片應用系統(tǒng)。</p><p>　　四、單片機的應用領域</p><p>　　目前單片機滲透到我們生活的各個領域，幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。導彈的導航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網絡通訊與數據傳輸，工業(yè)自動化過程的實時控制和數據處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用

17、豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機、攝像機、全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。更不用說自動控制領域的機器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。因此，單片機的學習、開發(fā)與應用將造就一批計算機應用與智能化控制的科學家、工程師。 </p><p>　　單片機廣泛應用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設備、航空航天、專用設備的智能化管理及過程控制等領域，大致可分如下幾個范疇： </p><p

18、>　　1.在智能儀器儀表上的應用 </p><p>　　單片機具有體積小、功耗低、控制功能強、擴展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點，廣泛應用于儀器儀表中，結合不同類型的傳感器，可實現諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力等物理量的測量。采用單片機控制使得儀器儀表數字化、智能化、微型化，且功能比起采用電子或數字電路更加強大。例如精密的測量設備（功率計，示波器，各種分析儀）

19、。 </p><p>　　2.在工業(yè)控制中的應用 </p><p>　　用單片機可以構成形式多樣的控制系統(tǒng)、數據采集系統(tǒng)。例如工廠流水線的智能化管.</p><p>　　3.在家用電器中的應用 </p><p>　　可以這樣說，現在的家用電器基本上都采用了單片機控制，從電飯褒、洗衣機、電冰箱、空調機、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設備，

20、五花八門，無所不在。 </p><p>　　4.在計算機網絡和通信領域中的應用 </p><p>　　現代的單片機普遍具備通信接口，可以很方便地與計算機進行數據通信，為在計算機網絡和通信設備間的應用提供了極好的物質條件，現在的通信設備基本上都實現了單片機智能控制，從手機，電話機、小型程控交換機、樓宇自動通信呼叫系統(tǒng)、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的移動電話，集群移動通信，無線電對講機

21、等。 </p><p>　　5.單片機在醫(yī)用設備領域中的應用 </p><p>　　單片機在醫(yī)用設備中的用途亦相當廣泛，例如醫(yī)用呼吸機，各種分析儀，監(jiān)護儀，超聲診斷設備及病床呼叫系統(tǒng)等等。 </p><p>　　6.在各種大型電器中的模塊化應用 </p><p>　　某些專用單片機設計用于實現特定功能，從而在各種電路中進行模塊化應用，而不要求

22、使用人員了解其內部結構。如音樂集成單片機，看似簡單的功能，微縮在純電子芯片中（有別于磁帶機的原理），就需要復雜的類似于計算機的原理。如：音樂信號以數字的形式存于存儲器中（類似于ROM），由微控制器讀出，轉化為模擬音樂電信號（類似于聲卡）。 </p><p>　　在大型電路中，這種模塊化應用極大地縮小了體積，簡化了電路，降低了損壞、錯誤率，也方便于更換。 </p><p>　　7.單片機在汽

23、車設備領域中的應用 </p><p>　　單片機在汽車電子中的應用非常廣泛，例如汽車中的發(fā)動機控制器，基于CAN總線的汽車發(fā)動機智能電子控制器，GPS導航系統(tǒng)，abs防抱死系統(tǒng)，制動系統(tǒng)等等。 </p><p>　　此外，單片機在工商，金融，科研、教育，國防航空航天等領域都有著十分廣泛的用途。 </p><p>　　學習應用五大重要部分</p><

24、;p><b>　　1、總線：</b></p><p>　　我們知道，一個電路總是由元器件通過電線連接而成的，在模擬電路中，連線并不成為一個問題，因為各器件間一般是串行關系，各器件之間的連線并不很多，但計算機電路卻不一樣，它是以微處理器為核心，各器件都要與微處理器相連，各器件之間的工作必須相互協調，所以需要的連線就很多了，如果仍如同模擬電路一樣，在各微處理器和各器件間單獨連線，則線的數量

25、將多得驚人，所以在微處理機中引入了總線的概念，各個器件共同享用連線，所有器件的8根數據線全部接到8根公用的線上，即相當于各個器件并聯起來，但僅這樣還不行，如果有兩個器件同時送出數據，一個為0，一個為1，那么，接收方接收到的究竟是什么呢？這種情況是不允許的，所以要通過控制線進行控制，使器件分時工作，任何時候只能有一個器件發(fā)送數據（可以有多個器件同時接收）。器件的數據線也就被稱為數據總線，器件所有的控制線被稱為控制總線。在單片機內部或者外部

26、存儲器及其它器件中有存儲單元，這些存儲單元要被分配地址，才能使用，分配地址當然也是以電信號的形式給出的，由于存儲單元比較多，所以，用于地址分配的線也較多，這些線被稱為地址總線。 </p><p>　　2、數據、地址、指令：</p><p>　　之所以將這三者放在一起，是因為這三者的本質都是一樣的——數字，或者說都是一串‘0’和‘1’組成的序列。換言之，地址、指令也都是數據。指令：由單片機芯

27、片的設計者規(guī)定的一種數字，它與我們常用的指令助記符有著嚴格的一一對應關系，不可以由單片機的開發(fā)者更改。地址：是尋找單片機內部、外部的存儲單元、輸入輸出口的依據，內部單元的地址值已由芯片設計者規(guī)定好，不可更改，外部的單元可以由單片機開發(fā)者自行決定，但有一些地址單元是一定要有的（詳見程序的執(zhí)行過程）。 </p><p>　　3、P0口、P2口和P3的第二功能用法：</p><p>　　初學時往

28、往對P0口、P2口和P3口的第二功能用法迷惑不解，認為第二功能和原功能之間要有一個切換的過程，或者說要有一條指令，事實上，各端口的第二功能完全是自動的，不需要用指令來轉換。如P3.6、P3.7分別是WR、RD信號，當微片理機外接RAM或有外部I/O口時，它們被用作第二功能，不能作為通用I/O口使用，只要一微處理機一執(zhí)行到MOVX指令，就會有相應的信號從P3.6或P3.7送出，不需要事先用指令說明。事實上‘不能作為通用I/O口使用’也并不

29、是‘不能’而是（使用者）‘不會’將其作為通用I/O口使用。你完全可以在指令中按排一條SETB P3.7的指令，并且當單片機執(zhí)行到這條指令時，也會使P3.7變?yōu)楦唠娖剑褂谜卟粫@么去做，因為這通常會導致系統(tǒng)的崩潰。</p><p>　　4、程序的執(zhí)行過程：</p><p>　　單片機在通電復位后8051內的程序計數器（PC）中的值為‘0000’，所以程序總是從‘0000’單元開始執(zhí)行，也

30、就是說：在系統(tǒng)的ROM中一定要存在‘0000’這個單元，并且在‘0000’單元中存放的一定是一條指令。 </p><p><b>　　5、堆棧：</b></p><p>　　堆棧是一個區(qū)域，是用來存放數據的，這個區(qū)域本身沒有任何特殊之處，就是內部RAM的一部份，特殊的是它存放和取用數據的方式，即所謂的‘先進后出，后進先出’，并且堆棧有特殊的數據傳輸指令，即‘PUSH’

31、和‘POP’，有一個特殊的專為其服務的單元，即堆棧指針SP，每當執(zhí)一次PUSH指令時，SP就（在原來值的基礎上）自動加1，每當執(zhí)行一次POP指令，SP就（在原來值的基礎上）自動減1。由于SP中的值可以用指令加以改變，所以只要在程序開始階段更改了SP的值，就可以把堆棧設置在規(guī)定的內存單元中，如在程序開始時，用一條MOV SP，#5FH指令，就時把堆棧設置在從內存單元60H開始的單元中。一般程序的開頭總有這么一條設置堆棧指針的指令，因為開機

32、時，SP的初始值為07H，這樣就使堆棧從08H單元開始往后，而08H到1FH這個區(qū)域正是8031的第二、三、四工作寄存器區(qū)，經常要被使用，這會造成數據的混亂。不同作者編寫程序時，初始化堆棧指令也不完全相同，這是作者的習慣問題。當設置好堆棧區(qū)后，并不意味著該區(qū)域成為一種專用內存，它還是可以象普通內存區(qū)域一樣使用，只是一般情況下編程者不會把它當成普通內存用了。</p><p>　　Single-chip</p&

33、gt;<p>　　SCM is also known as micro-controller (Microcontroller Unit), commonly used letters of the acronym MCU that it was first used in industrial control.</p><p>　　Only a single chip by the CPU chi

34、p developed from a dedicated processor. The first design is by a large number of peripherals and CPU on a chip in the computer system, smaller, more easily integrated into a complex and demanding on the volume control de

35、vice which. INTEL'sZ80 is the first designed in accordance with this idea processor, then on the development of microcontroller and dedicated processors have parted ways.</p><p>　　Are 8-bit microcontroll

36、er early or4 bits. One of the most successful is the INTEL 8031, for a simple, reliable and good performance was a lot of praise. Then developed in 8031 out of MCS51 MCU Systems. SCM systems based on this system until no

37、w is still widely used. With the increased requirements of industrial control field, began a 16-bit microcontroller, because the cost is not satisfactory but have not been very widely used. After 90 years with the great

38、development of consumer electronics, </p><p>　　SCM is more suitable than the specific processor used in embedded systems, so it was up to the application. In fact the number of SCM is the world's largest

39、 computer. Modern human life used in almost every piece of electronic and mechanical products will be integrated single chip.Phone, telephone, calculator, home appliances, electronic toys, handheld computers and computer

40、 accessories such as a mouse with a 1-2 in both the Department of SCM. Personal computer will have a large number of SCM in </p><p>　　Single chip, also known as single-chip microcontroller, it is not complet

41、e a certain logic chips, but to a computer system integrated into a chip.Equivalent to a micro-computer, and computer than just the lack of a microcontroller I / O devices. General talk: a chip becomes a computer. Its sm

42、all size, light weight, cheap, for the study, application and development of facilities provided. At the same time, learning to use the MCU is to understand the principle and structure of the computer the be</p>&

43、lt;p>　　SCM and the computer functions internally with similar modules, such as CPU, memory, parallel bus, the same effect as well, and hard disk memory devices, and different is its performance of these components wer

44、e relatively weak many of our home computer, but the price is low , usually not more than 10 yuan you can do with it ...... some control for a class is not very complicated electrical work is enough of. We are using auto

45、matic drum washing machine, smoke hood, VCD and so on appliances which</p><p>　　It is an online real-time control computer, control-line is that the scene is needed is a stronger anti-jamming ability, low co

46、st, and this is, and off-line computer (such as home PC), the main difference.</p><p>　　Single chipMCU is through running, and can be modified. Through different procedures to achieve different functions, i

47、n particular special unique features, this is another device much effort needs to be done, some great efforts are very difficult to do. A not very complex functions if the 50's with the United States developed 74 ser

48、ies, or the 60's CD4000 series of these pure hardware buttoned, then the circuit must be a large PCB board! But if the United States if the 70's with a series of suc</p><p>　　As the microcontroller o

49、n the cost-sensitive, so now the dominant software or the lowest level assembly language, which is the lowest level in addition to more than binary machine code language, and as so low why is the use? Many high-level lan

50、guage has reached the level of visual programming Why is not it? The reason is simply that there is no home computer as a single chip CPU, not as hard as a mass storage device.A visualization of small high-level language

51、 program which even if only one butt</p><p>　　Can be said that the twentieth century across the three "power" era, that is, the age of electricity, the electronic age and has entered into the compu

52、ter age. However, this computer, usually refers to the personal computer, referred to as PC. It consists of the host, keyboard, monitor and other components. Another type of computer, most people do not know how. This co

53、mputer is to give all kinds of intelligent machines single chip (also known as micro-controller). As the name suggests, this comp</p><p>　　SCM history</p><p>　　SCM was born in the late 20th cent

54、ury, 70, experienced SCM, MCU, SOC three stages.First model 1.SCM the single chip microcomputer (Single Chip Microcomputer) stage, mainly seeking the best of the best single form of embedded systems architecture. &qu

55、ot;Innovation model" success, laying the SCM and general computer completely different path of development. In the open road of independent development of embedded systems, Intel Corporation contributed.</p>

56、<p>　　2.MCU the micro-controller (Micro Controller Unit) stage, the main direction of technology development: expanding to meet the embedded applications, the target system requirements for the various peripheral ci

57、rcuits and interface circuits, highlight the object of intelligent control.It involves the areas associated with the object system, therefore, the development of MCU's responsibility inevitably falls on electrical, e

58、lectronics manufacturers. From this point of view, Intel faded MCU developm</p><p>　　MCU applicationsSCM now permeate all areas of our lives, which is almost difficult to find traces of the field without SC

59、M. Missile navigation equipment, aircraft, all types of instrument control, computer network communications and data transmission, industrial automation, real-time process control and data processing, extensive use of va

60、rious smart IC card, civilian luxury car security system, video recorder, camera, fully automatic washing machine control, and program-controlled toys, electr</p><p>　　1. In the application of Intelligent In

61、strumentsSCM has a small size, low power consumption, controlling function, expansion flexibility, the advantages of miniaturization and ease of use, widely used instrument, combining different types of sensors can be r

62、ealized Zhuru voltage, power, frequency, humidity, temperature, flow, speed, thickness, angle, length, hardness, elemental, physical pressure measurement. SCM makes use of digital instruments, intelligence, miniaturizati

63、on, and functionality</p><p>　　2. In the industrial control applicationWith the MCU can constitute a variety of control systems, data acquisition system. Such as factory assembly line of intelligent control

64、</p><p>　　3. In Household Appliancescan be said that the appliances are basically using SCM, praise from the electric rice, washing machines, refrigerators, air conditioners, color TV, and other audio video

65、 equipment, to the electronic weighing equipment, varied, and omnipresent. 4. In the field of computer networks and communications applications MCU general with modern communication interface, can be easy with the comp

66、uter data communication, networking and communications in computer applications bet</p><p>　　5. Microcomputer in the field of medical device applicationsSCM in the use of medical devices is also quite exten

67、sive, such as medical respirator, the various analyzers, monitors, ultrasound diagnostic equipment and hospital beds, etc. call system. 6. In a variety of major appliances in the modular applications Designed to achiev

68、e some special single specific function to be modular in a variety of circuit applications, without requiring the use of personnel to understand its internal structur</p><p>　　Application of six important pa

69、rt of learningMCU learning an important part of the six applications 1, Bus: We know that a circuit is always made by the devices connected by wires, in analog circuits, the connection does not become a problem becaus

70、e the device is a serial relationship between the general, the device is not much connection between the , but the computer is not the same circuit, it is a microprocessor core, the device must be connected with the micr

71、oprocessor, the device must b</p><p>　　Second, data, address, commandThe reason why these three together because of the nature of these three are the same - the number, or are a string of '0 'and &#

72、39;1' form the sequence. In other words, addresses, instructions are also data. Instruction: from single chip designer provides a number of commonly used instructions with mnemonic we have a strict correspondence bet

73、ween the developer can not be changed by the MCU. Address: the search for MCU internal, external storage units, input and output</p><p>　　Fourth, the program's implementation:Reduction in power after th

74、e 8051 microcontroller within the program counter (PC) in the value of 0000 ', the process is always from the 0000' units started, that is: the system must exist in ROM 0000 'this unit , and in 0000 'unit

75、 must be stored in a single instruction. 5, the stack: Stack is a region, is used to store data, there is no special about the region itself is a part of internal RAM, special access to its data storage and the way