單片機設(shè)計外文翻譯3-單片機-資料下載頁
2025-01-19 08:04本頁面
【導(dǎo)讀】microprocessor(thekindusedinaPC).package.leadstodesign.analog-to-digitalconverters.
【正文】 數(shù)現(xiàn)在的單片機都是基于馮 諾伊曼結(jié)構(gòu)的，這種結(jié)構(gòu)清楚地定義了嵌入式系統(tǒng)所必需的四個基本部分：一個中央處理器核心，程序存儲器（只讀存儲器或者閃存）、數(shù)據(jù)存儲器（隨機存儲器），一個或者更多的定時 /計時器，還有用來與外圍設(shè)備以及擴展資源進(jìn)行通信的輸入 /輸出端口 ——所有這些都被集成在單個集成電路芯片上。說單片機與通用型中央處理單元芯片不同是因為前者一般很容易配合最小型 的外部支持芯片制成工作計算機。這樣就可以很容易的把單片機系統(tǒng)植入裝置內(nèi)部來控制裝置了。近年來為了在指令和數(shù)據(jù)上使用不同的字寬，并提高處理器流水線速度，哈佛結(jié)構(gòu)在微控制器和 DSP也逐漸得到了廣泛的應(yīng)用。 傳統(tǒng)的微處理器是不允許這么做的。它要完成單片機的工作，就必須連接一些其他芯片。比如說，片上沒有數(shù)據(jù)存儲器，就必須要添加一些 RAM 的存儲芯片，雖然所添加存儲器的容量很靈活，但是至少還是要添加，另外還需要添加很多連線來傳遞芯片之間的數(shù)據(jù)。 比如，一個典型的微控制器只需要一個時鐘發(fā)生器和很少的 RAM和 ROM(或者 EPROM, E2PROM)就可以在軟件和晶振下工作了。同時，微控制器具有豐富的輸入輸出設(shè)備，像是模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換 (ADC)，定時器，串口或者其他串行通訊接口 (比如 I2C，串行外圍接口 (SPI),控制器局域網(wǎng) )。通常，這些繼承在內(nèi)部的設(shè)備可以通過特殊的指令來操作。 一些現(xiàn)代的微控制器支持一些內(nèi)建的高級編程語言，比如 BASIC語言。 一個微控制器（也 叫 MCU）是一個 微型 計算 芯 片。它包含一個處理器 、一個 內(nèi)存（有少量的 RAM ，程序存儲器，或兩者兼而有之）和 一個 可編程輸入 /輸出外設(shè)。 它強調(diào) 高度集成 ，而相比之下， 一個微處理器只包含一個 CPU （ 比如 一臺 PC ） 。除了通常的算術(shù)和邏輯要素 等 一般用途的微處理器，微控制器 還 集成了更多的要素，如讀寫存儲器的數(shù)據(jù)存儲，只讀存儲器 的 存儲程序，快閃記憶體的永久數(shù)據(jù)存儲，外設(shè)，和輸入 /輸出接口。在時鐘頻率只有 32Mhz 的情況下 ，微操作 系統(tǒng) 往往以非常低的速度相 運行 ，但是這足 夠典型的應(yīng)用 。他們消耗較少的功率（毫瓦或什微） ， 且具有 保持功能，同時 可以 等待一個事件，如一個按鈕 的 按下或中斷。 在睡眠狀態(tài) 時 ， CPU時鐘和外設(shè)禁用，從而使它們適合用于低功耗和長期持久的電池應(yīng)用。 微控制器 廣泛應(yīng) 用于自動控制產(chǎn)品和設(shè)備，如汽車發(fā)動機控制系統(tǒng)，遠(yuǎn)程控制 系統(tǒng) ，辦公室機器 設(shè)備系統(tǒng) ，家用電器，電動工具，和玩具 等 。通過降低尺寸，成本和能耗，設(shè)計使用單獨的微處理器，內(nèi)存和輸入 /輸出設(shè)備， 能夠使 微控制器 控制更多的進(jìn)程，更經(jīng)濟。 目前， 大多數(shù)的計算機系統(tǒng) 被 嵌入在其他 設(shè)備中使用 ，如汽車，電話 以 及 很多需要外設(shè)的計算機系統(tǒng)。這些 嵌入其他設(shè)備的計算機系統(tǒng) 被稱為嵌入式系統(tǒng)。有些嵌入式系統(tǒng)是非常復(fù)雜的，很多 能夠達(dá)到 人 們的 要求 ，但由于 內(nèi)存和程序長度 的限制 ，軟件的復(fù)雜性 降低 。典型的輸入和輸出設(shè)備包括交換機，繼電器，螺線管，發(fā) 光二極管，小 形 或定制的液晶顯示器， 數(shù)碼顯示器等。 射頻設(shè)備和傳感器等嵌入式系統(tǒng)通常沒有鍵盤，屏幕，硬盤，打印機或其他公認(rèn)的 I / O設(shè)備，并可能缺乏人 機 互動裝置的任何一種。 無 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說明書（英文翻譯） 6 某些 強制性的微控制器 能夠 提供實時應(yīng)對突發(fā)事件的嵌入式系統(tǒng) 并 控制它們。當(dāng)某些事件發(fā)生時，中斷系統(tǒng)能夠 讓 信號處理器暫停處理當(dāng)前的指令序列，并開始了中斷服務(wù)。 當(dāng)中斷服務(wù)結(jié)束之后 ，再返回原來的指令序列 ，這就是我們通常所說的單片機的中斷系統(tǒng) 。中斷源的設(shè)備依賴 通常有很多種 ，如內(nèi)部定時器溢 、 完成了模擬向數(shù)字轉(zhuǎn)換 、邏輯水平變化的一種投入 、 一個按鈕被按下 和 收到 了 數(shù)據(jù)的通信聯(lián)系 等 。凡 是許多 重要的 中斷源發(fā)出中斷申請 ， 都必須中斷，如 電池供電的設(shè)備 停止運行 后，微控制器 在 低功耗睡眠狀態(tài)下的處理器必須停止，直到做一些外圍的活動 才重新開始返回當(dāng)前指令序列。 單片機程序必須符合現(xiàn)有的芯片程序存儲器 的要求 ，因為這將是代價高昂的系統(tǒng)提供了與外部 設(shè)備之間 可 以 擴展 的存儲器 。編譯器和匯編語言是用來打開高級語言程序到一個緊湊機器代碼存儲在微控制器的 存儲過程 。根據(jù)不同的設(shè)備，程式記憶體可能是永久性的， 而 唯讀 存儲器 ，只能進(jìn)行編程 。 在工廠 ，可以生產(chǎn) 可擦除 式 只讀存儲器。 由于嵌入式處理器通常是 用來控制設(shè)備 的 ，他們有時需要接受輸入 設(shè)備 的 數(shù)據(jù)輸入，但 由于處理器內(nèi)置處理數(shù)數(shù)據(jù) 只有 1和 0 ， 所以 它們將無法 直接處理 任何模擬信號。因此， 要先使需要處理的數(shù)據(jù)通過 模擬向數(shù)字轉(zhuǎn)換 的過程，才能使 傳入的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為處理器可以識別 的形式 。還有 一種 轉(zhuǎn)換器 叫做數(shù)模轉(zhuǎn)換器 ， 他能夠 使 數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號并 將數(shù)據(jù)發(fā)送到 需要 CPU控制的設(shè)備上，以達(dá)到控制的目的 。 此外，許多嵌入式微處理器包括各種兼職的 轉(zhuǎn)換器 。最常見的一種類型的 轉(zhuǎn)換器 是可編程間隔定時 轉(zhuǎn)換 器 。工作過程為 一個倒計時剛 到達(dá) 零 ， 它 就會對處理器 發(fā)出一個中斷的 指令。 這表明它已經(jīng) 完成 轉(zhuǎn)換，并需要對所控制的設(shè)備發(fā)出指令，使其作出某些動作 。這是非常有用的 設(shè)備 ，如恒溫 系統(tǒng) ， 需要 定期測試他們周圍的溫度，看看他們是否需要打開空調(diào) 或者 加熱器等等 。
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