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1、 毕业论文 (设计 ) 文献翻译 本翻译源自于 : 维基百科 http:/en.wikipedia.org/wiki/Microcontroller 毕业设计名称 :基于 STC89C52 单片机的太阳能智能充电系统 外文翻译名称: 学 生 姓 名 : 院 (系 ): 专 业 班 级 : 指 导 教 师 : 辅 导 教 师 : 时 间 : 至 第 1 页 (共 11 页 ) 微控制器 英特尔 8742的核心 , 片上集成 12 MHz 的 CPU, 128字节的 RAM, 2048字节 EPROM, 以及 I/O 设备。 微控制器,也称单片机(有时缩写为 C, UC 或 MCU)是一种在单个集
2、成电路上包含一个 控制器 核心,内存和可编程输入 /输出外设的小型计算机。类型 为 NOR Flash 或 OTP ROM 的存储器也往往包括在芯片上,以及通常少量的 RAM。微控制器 (MCU)是专为嵌入式应用,而相比之下,个人电脑或其他一 般用途的应用中使用微 控制器 (CPU)。 微控制器用于自动控制产品和设备,如汽车发动机控制系统,植入式医疗设备,遥控器,办公设备,家用电器,电动工具,玩具。比起使用一个单独的微 控制器 ,内存和输入 /输出设备,微控制器通过降低尺寸和成本来更经济地数控更多的设备和流程。混合信号微控制器是很常见的,整合了需要控制非数字电子系统的模拟组件。 有些微控制器可
3、使用四位字长,操作频率的时钟速率低至 4 kHz 来实现低功耗(毫瓦或微瓦)。他们通常在等待一个事件,如按一个按钮或其它中断时进入节能状态,处于节能状态( CPU 时钟和 大部分的外设关闭)时功耗可能只有纳瓦级别,使得他们很适合用电池供电长期工作。其他微控制器,像数字信号 控制器 ( DSP),可能需要注重性能,他们有更大的计算量,更高的时钟速度和更大的功耗。 历史 在 1971年 第 一款 单片机 4位 英特 尔 4004被 发布 , 在 随后的数年时间里 英特尔 8008和其它功能更为强大 微 控制器 也开始出现 。然而 ,控制器 需要外部芯片 来实现 某 工作方式 ,这就 提高 了 整个
4、系统的成本 ,使它不能 成为 经济 的电子器件 。 史密森尼学会 表示 Gary Boone 和 Michael Cochran工程师在 1971年成功地创造了第一 款 单片机。他们的 研究成果 TMS 1000在 1974年就 已经 商业 化。它 在一块芯片中集合了 只读存储器 、 读 /写内存 、 控制器 和时钟芯片 ,是在 嵌入式系统中使用。 部分原因是出于对单芯片 TMS1000 的考虑 ,英特尔公司开发了一种 基于优化控制芯片 应用 的计算机 系统 , 在 1977 年 英特尔 8048 的 商业 化有部分开始运营了部 。英特尔 8048 将 只读存储器和随机存储器组合在一块 芯片
5、上 。该芯片 将会在 超过十亿个计算机键盘 和其它许多应用上找到用武之地 。 在那时 , 英特尔 公司董事长 Luke J Valenter 声称 在公司历史上微 控制器 是最 为成功的 ,且它使 部门的预算超过 了25%。 在这个时候大多数微 控制器 有两个变体。有一个可擦 除 可编程只读存储器 的 程序存储器 ,这明显 比 只 能 编程一次 的 可编程只读存储器 更加昂贵 。 可擦 除 可编程只读存储器 的擦除 需要通过一个透明石英的盖子 暴露于紫外线光 。一次性部分可以 在 低成本的不透明的塑料包装 中制作 。 在 1993年 , 电可擦可编程只读存储器 的引入 使 微 控制器 (从 芯
6、片 PIC16x84开始 )能快速地实现电擦,而不必像 可擦 除 可编程只读存储器 一样需要昂贵的包装 ,且 允许在系统编程 中 快速成型。同年 , Atmel公司首次 推出 使用 闪速存储 器 的单片机, 其 它公司迅速跟进 ,推出具有同样存储类型的单片机 。 随着时间的 推移,微 控制器 成本 急剧 下降 ,在 2009年, 最便宜的 8位微 控制器 只需 第 2 页 (共 11 页 ) 花费不到 0.25美金就可以大量获得 ,且 类似的数量 的 一些 32位微 控制器 也只需 1美元左右就可以获得 。 如今微 控制器 很 便宜 ,这使得 爱好者 更容易获得 ,且针对某些 控制器 有 许多
7、 的 网上 论坛 。 在不久的将来 , 非挥发性的磁性随机存储器 因其 具有 很长的耐久力 和半导体晶片 工艺成本较低 的特点,很 可能被用于微控制器 中 。 容量 在世界 上销售 cpu中 大约 有 55%属于 8位微控制器和微 控制器 。根据 Semico所述 , 2006年 8位微控制器销量超过四十亿 。 在 发达国家 有些 家可能只有四个通用微 控制器 ,但确拥有大约三 打 微控制器 。 一辆 典型的中档汽车有多达 30或更多的微控制器。 它们 也可以 在 诸如 洗衣机、微波炉和电话 等 许多电气设备 上找到 。 嵌入式设计 微控制器可以被认为是自包含的 控制器 、 内存和外围设备,可
8、作为嵌入式系统中使用。今天的多数微控制器嵌入 在其他设备里 ,如汽车,电话,家用电器,计算机外设。这些被称为嵌入式系统。一些嵌入式系统非常复杂, 而 很多 对内存大小和程序长度有很低的要求 , 他们 没有操作系统,软件的复杂性 很 低。典型 的输入和输出设备包括开关,继电器,螺线管, LED 灯,小型或定制液晶显示器,射频器件,传感器( 如温度,湿度,光照 强度 等 )。 嵌入式系统通常没有键盘,屏幕,硬盘,打印机或其他电脑 上用 的 I / O 设备,可能缺乏任何形式的人机交互设备。 中断 微控制器必须 对它所控制的嵌入式设备发生的事件 提供实时(可预测的,虽然不一定快) 的响应 。当某些事
9、件发生时,中断系统可以 命令 控制器 暂停处理当前指令序列,并开始中断服务例程( ISR,或 “中断处理程序 ”)。 ISR 将 根据 中断源执行响应的程序 ,然后再返回原来的指令序列。可能的中断源是依赖设 备 的 ,通常包括一些事件 如内部定时器溢出,完成模数转换,逻辑电平 变化 ,一个按钮被按下 等 ,数据 会从 通信链路 接受 。 在 注重 功耗 的 设备 (如使用 电池供电 ) 中, 中断也可能用来 唤醒 处于 低功耗休眠状态的微控制器。 程序 单片机程序必须符合现有的片上程序存储器,因为 一个有外部可扩展存储器的系统是很贵的 。编译器和汇编器用来 将 高级语言和汇编语言代码转换成一个 紧凑 的机器代码 来保存到 微控制器的存储器 中 。 取决于不同的 设备, 存储器 可能是永久性的 只读存储器,只能在工厂 里编程 ,或 是 Flash 或可擦写 ROM 中。 其他微控制器的功能 微控制器通常 包含几个到 几十个 通用输入 /输出引脚( GPIO 的)。 GPIO 引脚可通过软件配置为输入或输出状态。当 GPIO 引脚配置为输入状态,他们往往是用来读取传感器或外部信号。配置为输出状态, GPIO 引脚可以驱动 LED 或马达等外