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单片机微控制器英文文献及翻译

更新时间:2010-8-17:  来源:毕业论文

单片机微控制器英文文献及翻译
英特尔8742,一个8位的微控制器,它包含了一个运行在12MHz的CPU,128字节的RAM2048字节的EPROM,以及位于同一个芯片内的I/O。

微控制器(也称microcontroller unit、MCU或µC)是指一块由一个相对简单的CPU以及结合例如晶体控制振荡器、定时器、看门狗、串口和模拟的输入输出等功能组成的集成电路上的微型计算机。具有nor内存或OTP/wiki寄存器的程序存储器也常常被列为集成电路片,通常是一些典型的小的读/写存储器。
微控制器被设计来作小型的系统,因此,对比个人电脑和其它高性能系统使用微处理器,更简单。有些微控制器的时钟频率下工作,因为这足够许多典型的系统,从而实现了低功耗(毫瓦或微瓦)。他们一般有等待一个类似于按键按下或者其他中断的时候保持功能的能力;Sleep时的功耗(CPU时钟和大部分外部设备关闭)可能只是毫瓦级,使得他们大部分非常适合持久的电池系统。
微控制器应用于自动控制产品和设备,如汽车发动机控制系统,远程控制,办公设备,家用电器,电动工具,玩具。通过减少大小和费用与使用单独的微处理器内存,和输入/输出设备的设计相比,微控制器以数字方式控制更经济甚至应用到更多的设备和工艺中。
嵌入式设计
现今使用中的绝大部分的计算机系统被嵌入其它器件中,就如汽车、电话、家用电器以及(计算机)外部设备的计算机系统。这些被称为嵌入式系统。虽然一些嵌入式系统费成刚复杂,但是很多在存储器和程序长度上极小需要调整的,与此同时没有操作系统,以及软件的复杂程度较低。典型的输入和输出设备,包括温度、湿度、光照度等方面的数据传感器。嵌入式系统通常没有键盘、屏幕、磁盘、打印机、以及其他可以识别输入/输出设备的个人电脑,并且也许缺乏任何形式的人机交互设备。
中断
微处理器能对嵌入式系统中的事件进行实时控制,并能实现强制性中断。当必然事件发生时,中断信号处理器系统可以中止处理当前指令序列,开始中断服务程序(ISR)。ISR将执行任一根据中断的来源需要的处理,然后返回到原来的中断指令序列。一般的中断方式都与部件相关,经常包括例如内部定时器溢出,模拟量到数字量的转换,及按下按钮和通信线路接收数据促使输入的逻辑电平改变。一个类似于电池供电的设备,能耗很重要,中断能将单片机从省电模式唤醒。
程序
单片机的程序必须与现有片上程序存储器兼容,因为去制定一个与外部,可扩张的程序存储器的费用是非常昂贵的。编译器和汇编语言用来将高级的语言程序转换为机器代码储存在微处理器的存储器中。根据存储器的不同,程序存储器可能是永久性的,只读存储器只能在出厂时拷入程序,而可多次写入Flash程序存储器或可擦除只读存储器则可随时拷入程序。
微控制器的其他功能
因为微控制器过去常常作为控制器,它们经常需要接受来自它们控制设备的输入信息。这是模数转换器的作用。因为模数转换器内置编译和处理数字信号,例如0和1;因此它们不会对(外围)设备传送给它的模拟信号进行处理。因此,模拟数字转换器是将输入数据转换为处理器所能识别的数据。还有一种数字式的模拟转换器,它能允许处理器将数据发送到设备中实现数字化控制。
除了转换器,许多嵌入式微处理器还包括一个定时器功能。定时器最常见的类型之一是可编程间隔定时器,简称PIT。PIT是根据规定的某些值倒数置零。一旦它倒数到零,它将向处理器发送计数完成的中断标志。这功能对设备非常有用,例如温箱,它将周期性的测试环境周围的温度,判断是否需要驱动空气调节器或加热器等。
时间处理器或简称TPU是一种精密的定时器。除了计数功能外,TPU能检测输入时间,输出输出事件和进行其他有用的运算。
专用脉宽调制(PWM)模块使CPU能够控制电源转换器,负载电阻,马达等。使得定时器并未占用过多的CPU资源。
米特克莱器—通用异步接收发送设备(UART)模块使CPU能够在低负载时通过串行接收和发送数据。
对于那些不完善的总线结构,只能使用如半导体晶体CS8900A,瑞昱RTL8019或微型集成电路片ENC28J60这一类的外围元件;这类元件便于引脚数较少的接口。
高度集成
相对于通用CPU,微控制器无法实现外部地址或数据总线,因为他们把RAM和非易失性的内存集成在同一芯片上作为CPU。使用较少的引脚,该芯片就可以放置在更小更便宜的包装里。
在单芯片上集成内存和其他外围设备并通过测试使其作为一个装置,虽然这样增加了芯片的成本,但减少了嵌入式系统的整体成本。即使一个具有集成外围设备的CPU在成本上比一个CPU+外围设备的成本高;然而只需较少的芯片,减少了体积,电路板更便宜并减少了组装和测试电路板的工作量。
一个微控制器集成电路,一般具有以下特点:
• 中央处理单元—从小型,简单的4位处理器,一直复杂的32位至64位处理器
• 分离输入和输出位,允许一个独立包装的逻辑状态端子的控制或检测
• 连续输入—输出例如串行通行(UARTs)本文来自六*维~论-文^网
• 像其他串行通信接口的I²C,外围串行接口和控制器区域网络系统互连
• 外设,如定时器,事件计数器,PWM脉宽调制器和看门狗
• 循环数据存储的非永久性存储器(RAM)
• ROM、EPROM、EEPROM或闪存的程度和操作参数储存
• 时钟发生器—通常为石英计时晶体振荡器,谐振器或RC电路
• 许多包括模拟数字转换器毕业论文http://www.lwfree.cn
• 具有电路编程和调试支持
这种集成大大降低了芯片的数目和电路板的布线和空间,它的生产工作量相当于系统使用单独的芯片。此外,并且在特别是低数字计算设备,其内外围设备的每个引脚都支持经软件选择的插件功能。与专用的作用的插脚相比,这使得一部分能在多种功能的应用中普及。自从20实际70年代嵌入式系统被引入后,微控制器已被证明是高度流行的。
有些微控制器使用wiki/Harvard的体系结构;单独的内存指令和数据总线,允许采取同时进行访问。如果采用Harward架构,作为处理器指令,与内部存储器和寄存器的长度相比,其比特大小不同;例如:12位指令使用8位数据寄存器。
对外围设备的集成式非常困难的,微控制器供应商常常根据他们客户对前沿市场的要求和降低系统成本的角度出发灵活的转换工作频率和系统的设计。供应商应权衡芯片的大小与增加额外功能的矛盾。
微控制器的结构在很大程度上均有不同。有些设计整合了通用微处理器核心,与一个或更多ROM、RAM,或者集成的I/O功能。其它的设计目的是为控制应用程度。微控制器指令系统通常有许多操作指令是为逐位运算准备的,这使得控制程序更紧密。例如:一个通用处理器可能需要几个指令,以测试寄存器中的1位,如果该位被设置,微控制器将会有一个单一的指令规定其一般的功能。
典型的微控制器没有数字协处理器,因此固定点或浮点运算时是由程序代码执行。
容量世界上所销售的CPU有大概55%都是8位微控制器和微处理器。据SEMICO公司所1507

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