单片机设计外文翻译单片机的历史Word文件下载.docx

单片机设计外文翻译单片机的历史Word文件下载.docx

《单片机设计外文翻译单片机的历史Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机设计外文翻译单片机的历史Word文件下载.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

英特尔工程师泰德霍夫觉得英特尔可以制作出具有12项功能的芯片。

最终英特尔和Busicom在共同资助新的可编程，多用途逻辑芯片上达成了协议。

作为新型芯片的程序编写员，费德里科Faggin领导了这个新型芯片设计团队，当然泰德霍夫和斯坦Mazor也在这个团队中。

九个月后，一项革命性的成果诞生了，它填补了之前芯片的一些不足之处。

巧妙的是，英特尔决定以40046万美元回购Busicom的设计和销售权。

次年Busicom变破产了，他们生产的产品从未使用过4004芯片。

英特尔又提出了一个聪明的市场营销计划，以鼓励促进4004芯片的应用开发，这也使得4004芯片在几个月之内便得到了人们的广泛使用。

英特尔4004微处理器

4004是世界上第一个通用的微处理器。

在60年代后期，许多科学家曾讨论过微型计算机的可能性，但几乎所有人都认为，集成电路技术还没有到达这一成熟地步。

但英特尔的TedHoff的并不这样认为，他认为新的硅门控MOS技术可以使单芯片CPU（中央处理单元）的制造成为可能，因此他也就成为史上有这前卫意识的第一人。

霍夫和英特尔开发团队在一个只有4毫米长3毫米宽的电脑内部安装了超过2300个的晶体管。

凭借其4位CPU，命令寄存器，译码器，解码控制，控制的机器的命令和临时登记的监测，4004是一个一个小的发明啦！

今天的64位微处理器仍然是基于类似的设计，微处理器仍然是最复杂的大规模生产的产品，它机内超过550万个晶体管，并进行着每秒超过几亿次的计算量，而且这种微处理器肯定会更新淘汰的很快。

单片机构架

他的NVIDIAnForce媒体与通讯处理器（MCP）为桌面提供了先进的技术和无与伦比的性能，移动和专业系统，并继续在平台技术NVIDIA传统的行业处于领先地位。

∙降低延迟：

比于相同的功能双芯片，单芯片NVIDIA架构提供了一种固有的性能优势相。

除了整体延迟降低，NVIDIAnForceMCP也显着提高者设备的吞吐量。

极快的专用HyperTransport连接让与CPU的NVIDIAMCP的通信速度高达8.0GBps，保证了充足的系统带宽。

当多个设备同时运行或用于支持高带宽设备时，这种技术是十分有利的。

∙设计效率：

相比于目前市场上现有的0.22微米的产品，NVIDIA公司推出的单芯片架构采用0.15微米工艺技术。

该技术提供了与众不同的效果和集成功能：

简化了电路板布局和更多的功能空间板和附加芯片组，并降低了功耗和消耗的热量，简化了库存管理和成本。

∙先进的技术特点：

内建的NVIDIARAID技术，提供了优化的系统的性能。

NVIDIA公司提供了用于解决台式机和工作站的性能的最好解决方案。

此外，处理器的NVIDIAnForce解决方案提供了支持最新图片的功能。

AVR单片机

关于这方面最好的例子便是AVR单片机了。

AVR内核具有丰富的指令集和32个通用工作寄存器。

所有的寄存器都直接与算逻单元（ALU）相连接，使得一条指令可以在一个时钟周期内同时访问两个独立的寄存器。

这种结构大大提高了代码效率，并且具有比普通的CISC微控制器最高至10倍的数据吞吐率。

ATmega8有如下特点:

8K字节的系统内可编程Flash（具有同时读写的能力，即RWW），512字节EEPROM，1K字节SRAM，32个通用I/O口线，32个通用工作寄存器，三个具有比较模式的灵活的定时器/计数器（T/C）,片内/外中断，可编程串行USART，面向字节的两线串行接口，10位6路（8路为TQFP与MLF封装）ADC，具有片内振荡器的可编程看门狗定时器，一个SPI串行端口，以及五种可以通过软件进行选择的省电模式。

工作于空闲模式时CPU停止工作，而SRAM、T/C、SPI端口以及中断系统继续工作；

掉电模式时晶体振荡器停止振荡，所有功能除了中断和硬件复位之外都停止工作；

在省电模式下，异步定时器继续运行，允许用户保持一个时间基准，而其余功能模块处于休眠状态；

ADC噪声抑制模式时终止CPU和除了异步定时器与ADC以外所有I/O模块的工作，以降低ADC转换时的开关噪声；

Standby模式下只有晶体或谐振振荡器运行，其余功能模块处于休眠状态，使得器件只消耗极少的电流，同时具有快速启动能力。

本芯片是以Atmel高密度非易失性存储器技术生产的。

片内ISPFlash允许程序存储器通过ISP串行接口，或者通用编程器进行编程，也可以通过运行于AVR内核之中的引导程序进行编程。

引导程序可以使用任意接口将应用程序下载到应用Flash存储区（ApplicationFlashMemory）。

在更新应用Flash存储区时引导Flash区（BootFlashMemory）的程序继续运行，实现了RWW操作。

通过将8位RISCCPU与系统内可编程的Flash集成在一个芯片内，ATmega8成为一个功能强大的单片机，为许多嵌入式控制应用提供了灵活而低成本的解决方案。

ATmega8具有一整套的编程与系统开发工具，包括：

C语言编译器、宏汇编、程序调试器/软件仿真器、仿真器及评估板。

但由于单片机对成本是敏感的，所以目前占统治地位的软件还是最低级汇编语言，它是除了二进制机器码以上最低级的语言了，既然这么低级为什么还要用呢？

很多高级的语言已经达到了可视化编程的水平为什么不用呢？

原因很简单，就是单片机没有家用计算机那样的CPU，也没有像硬盘那样的海量存储设备。

一个可视化高级语言编写的小程序里面即使只有一个按钮，也会达到几十K的尺寸！

对于家用PC的硬盘来讲没什么，可是对于单片机来讲是不能接受的。

单片机在硬件资源方面的利用率必须很高才行，所以汇编虽然原始却还是在大量使用。

一样的道理，如果把巨型计算机上的操作系统和应用软件拿到家用PC上来运行，家用PC的也是承受不了的。

可以说，二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。

不过，这种电脑，通常是指个人计算机，简称PC机。

它由主机、键盘、显示器等组成。

还有一类计算机，大多数人却不怎么熟悉。

这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机（亦称微控制器）。

顾名思义，这种计算机的最小系统只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控制。

因为它体积小，通常都藏在被控机械的“肚子”里。

它在整个装置中，起着有如人类头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。

现在，这种单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。

各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词——“智能型”，如智能型洗衣机等。

现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的某些产品，不是电路太复杂，就是功能太简单且极易被仿制。

究其原因，可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上。

单片机的应用

目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。

导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。

更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械了。

因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。

单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分如下几个范畴：

1.在智能仪器仪表上的应用

单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。

采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。

例如精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪）。

这里面最好的例子便是电子秤了。

现代社会的发展对其称重技术提出了更高的要求。

目前，台式电了秤在商业贸易中的使用已相当普遍，但存在较大的局限性：

体积大、成本高、需要工频交流电源供应、携带不便、应用场所受到制约。

但是在工业测量中还没有让人们期待的电子秤出现。

多年来，人们一直期待测量准确、价格低廉的在工业发展中起到巨大作用的电子秤投放市场。

目前国际化的趋势是电子秤向小型化，模块化，集成化，智能化，其技术性能趋向于速率高，准确度高，稳定性该，可靠性高等，其功能趋向是称重计量的控制信息和非控制信息并重的智能化电子秤。

2.在工业控制中的应用

用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。

例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。

3.在家用电器中的应用

可以这样说，现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，从电饭煲、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备，五花八门，无所不在。

4.在计算机网络和通信领域中的应用

现代的单片机普遍具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件，现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制，从手机，电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话，集群移动通信，无线电对讲机等。

5.单片机在医用设备领域中的应用

单片机在医用设备中的用途亦相当广泛，例如医用呼吸机，各种分析仪，监护仪，超声诊断设备及病床呼叫系统等等。

6.在各种大型电器中的模块化应用

某些专用单片机设计用于实现特定功能，从而在各种电路中进行模块化应用，而不要求使用人员了解其内部结构。

如音乐集成单片机，看似简单的功能，微缩在纯电子芯片中（有别于磁带机的原理），就需要复杂的类似于计算机的原理。

如：

音乐信号以数字的形式存于存储器中（类似于ROM），由微控制器读出，转化为模拟音乐电信号（类似于声卡）。

在大型电路中，这种模块化应用极大地缩小了体积，简化了电路，降低了损坏、错误率，也方便于更换。

7.单片机在电子设备领域中的应用

单片机在各种电子中的应用非常广泛，例如汽车中的发动机控制器，基于CAN总线的汽车发动机智能电子控制器，GPS导航系统，abs防抱死系统，制动系统等等。

此外，单片机在工商，金融，科研、教育，国防航空航天等领域都有着十分广泛的用途。

在这方面最好的例子便是单片机在先进液晶电视控制器当中的运用。

一、能量回馈单元工作原理

在变频调速系统中，当电机的负载是位能式负载如：

油田抽油机、矿用提升机等；

或大惯量负载如：

风机、水泥制管、

动平衡机等；

以及轧钢机、大型龙门刨床、机床主轴等需要快速制动类负载时，电机都不可避免地存在发电过程，即电机转子在外力的拖动或负载自身转动惯量的维持下，使得电机的实际转速大于变频器输出的同步转速，电机所发出的电能将会储存在变频器的直流母线滤波电容中，如果不把这部分能量消耗掉，那么直流母线电压就会迅速升高，影响变频器的正常工作。

能量回馈单元，通过自动检测变频器的直流母线电压，将变频器的直流环节的直流电压逆变成与电网电压同频同相的交流电压，经多重噪声滤波环节后连接到交流电网，从而达到能量回馈电网的目的，回馈到电网的电能达到发电能量的97%以上，有效节省电能。

二、能量回馈单元注意事项

2.1、能量回馈单元及与其相连接的设备内部都有危及人身安全的高压，错误的操作或不当的安装可能会导致人身财产的损失，因此建议由受过专门训练的人员安装操作。

2.2、安装和接线时，为确保安全，请务必将能量回馈单元和与其相连的变频器电源全部断开，并且等待5—10分钟，待变频器内部电容上储存的电能全部放电完毕后，才可操作。

2.3、能量回馈单元与变频器的距离尽可能靠近，最远不要超过2米。

2.4、由于能量回馈单元内部的特殊设计，使得用户可以不考虑电网的相序，即：

能量回馈单元的A、B、C接线端子不用与电网的A、B、C或变频器的输入R、S、T一一对应。

但是接线时要求能量回馈单元的A、B、C端子必须和变频器的交流输入端子R、S、T直接相连，不可以通过任何中间开关或接触器，也不可以连接到其他交流回路。

2.5、能量回馈单元的DC（+）端子与变频器的直流母线正相连接，DC（-）与变频器的直流母线负相联接，这两根电缆建议采用软电缆，并且绞合连接，以减少辐射。

2.6、位于散热器上的PE保护地接线螺钉，请连接真正的保护地，不可以连接电网的零线（中性线）。

2.7、能量回馈单元设计为自然冷却方式，因此要求能量回馈单元的上下100mm内、左右30mm内不能有其他遮挡物影响空气流动。

三、能量回馈单元适用场合

3.1、能量回馈单元应用在位能式负载如：

3.2、能量回馈单元适用于大惯量负载如：

风机、水泥制管、动平衡机、离心机等；

3.3、能量回馈单元适用于需要快速停车的场合，如轧钢机、大型龙门刨床、机床主轴等，

3.4、能量回馈单元适用于其它电动机可能工作在再生发电状态的场合。

四、能量回馈单元与制动单元的区别

能量回馈单元是将电机再生发电的电能反馈回电网（此时电表反转），供其他设备使用，回馈效率可以高达97%以上。

而制动单元需和制动电阻一起使用，将电机再生发电的电能消耗在制动电阻上变成热能浪费掉。

另外，采用制动单元和制动电阻的制动方式与能量回馈单元相比，制动转矩小，无法实现电机的精密制动.

参考文献

▪摩尔，华润，Balser，Muhich，JS和东，稀土（1992）。

“ 

IBM公司的单芯片RISC处理器（RSC）的 

。

处理器的电脑程序，1991年IEEE国际会议及超大规模集成电路计算机设计。

IEEE计算机学会，第200-204页， 

书号0-8186-3110-4 

附录B外文原文

InNovember,1971,acompanycalledIntelpubliclyintroducedtheworld'

sfirstsinglechipmicroprocessor,theIntel4004（U.S.Patent#3,821,715）,inventedbyIntelengineersFedericoFaggin,TedHoff,andStanMazor.Aftertheinventionofintegratedcircuits 

revolutionizedcomputerdesign,theonlyplacetogowasdown--insizethatis.TheIntel4004chiptooktheintegratedcircuitdownonestepfurtherbyplacingallthepartsthatmadeacomputerthink（i.e.centralprocessingunit,memory,inputandoutputcontrols）ononesmallchip.Programmingintelligenceintoinanimateobjectshadnowbecomepossible.

TheHistoryofIntel

In1968, 

BobNoyceandGordonMoore 

weretwounhappyengineersworkingfortheFairchildSemiconductorCompanywhodecidedtoquitandcreatetheirowncompanyatatimewhenmanyFairchildemployeeswereleavingtocreatestart-ups.PeoplelikeNoyceandMoorewerenicknamedthe"

Fairchildren"

.

BobNoycetypedhimselfaonepageideaofwhathewantedtodowithhisnewcompany,andthatwasenoughtoconvinceSanFranciscoventurecapitalistArtRocktobackNoyce'

sandMoore'

snewventure.Rockraised$2.5milliondollarsinlessthan2days.

OneChipDoestheWorkofTwelve

Inlate1969,apotentialclientfromJapancalledBusicom,askedtohavetwelvecustomchipsdesigned.Separatechipsforkeyboardscanning,displaycontrol,printercontrolandotherfunctionsforaBusicom-manufacturedcalculator.

Inteldidnothavethemanpowerforthejobbuttheydidhavethebrainpowertocomeupwithasolution.Intelengineer,TedHoffdecidedthatIntelcouldbuildonechiptodotheworkoftwelve.IntelandBusicomagreedandfundedthenewprogrammable,general-purposelogicchip.

FedericoFagginheadedthedesignteamalongwithTedHoffandStanMazor,whowrotethesoftwareforthenewchip.Ninemonthslater,arevolutionwasborn.At1/8thinchwideby1/6thinchlongandconsistingof2,300MOS（metaloxidesemiconductor） 

transistors,thebabychiphadasmuchpowerasthe 

ENIAC,whichhadfilled3,000cubicfeetwith18,000vacuumtubes.

Cleverly,Inteldecidedtobuybackthedesignandmarketingrightstothe4004fromBusicomfor$60,000.ThenextyearBusicomwentbankrupt,theyneverproducedaproductusingthe4004.Intelfollowedaclevermarketingplantoencouragethedevelopmentofapplicationsforthe4004chip,leadingtoitswidespreadusewithinmonths.

TheIntel4004Microprocessor

The4004wastheworld'

sfirstuniversalmicroprocessor.Inthelate1960s,manyscientistshaddiscussedthepossibilityofacomputeronachip,butnearlyeveryonefeltthatintegratedcircuittechnologywasnotyetreadytosupportsuchachip.Intel'

sTedHofffeltdifferently;

hewasthefirstpersontorecognizethatthenewsilicon-gatedMOStechnologymightmakeasingle-chipCPU（centralprocessingunit）possible.

HoffandtheIntelteamdevelopedsuchanarchitecturewithjustover2,300transistorsinanareaofonly3by4millimetres.Withits4-bitCPU,commandregister,decoder,decodingcontrol,controlmonitoringofmachinecommandsandinterimregister,the4004wasoneheckofalittleinvention.Today'

s64-bitmicroprocessorsarestillbasedonsimilardesigns,andthemicroprocessorisstillthemostcomplexmass-producedproducteverwithmorethan5.5milliontransistorsperforminghundredsofmillio