單片機外文文獻翻譯資料

沈陽工程學院畢業(yè)設計（論文）外文文獻一單片機簡介單片機是一種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術把具有數據處理能力的中央處理器CPU隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器/計時器等功能（可能還包括顯示驅動電路、脈寬調制電路、模擬多路轉換器、A/D轉換器等電路）集成到一塊硅片上構成的一個小而完善的計算機系統(tǒng)。單片機也被稱為微控制器（Microcontroller），是因為它最早被用在工業(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Z80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。二、單片機的發(fā)展趨勢現在可以說單片機是百花齊放，百家爭鳴的時期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的單片機，從8位、16位到32位，數不勝數，應有盡有，有與主流C51系列兼容的，也有不兼容的，但它們各具特色，互成互補，為單片機的應用提供廣闊的天地?？v觀單片機的發(fā)展過程，可以預示單片機的發(fā)展趨勢，大致有：.低功耗CMOSMCS-51系列的8031推出時的功耗達630mW，而現在的單片機普遍都在100mW左右，隨著對單片機功耗要求越來越低，現在的各個單片機制造商基本都采用了CMOS（互補金屬氧化物半導體工藝）。象80C51就采用了HMOS（即高密度金屬氧化物半導體工藝）和CHMOS（互補高密度金屬氧化物半導體工藝）。CMOS雖然功耗較低，但由于其物理特征決定其工作速度不夠高，而CHMOS則具備了高速和低功耗的特點，這些特征，更適合于在要求低功耗象電池供電的應用場合。所以這種工藝將是今后一段時期單片機發(fā)展的主要途徑。.微型單片化現在常規(guī)的單片機普遍都是將中央處理器（CPU）、隨機存取數據存儲（RAM）、只讀程序存儲器（ROM）、并行和串行通信接口，中斷系統(tǒng)、定時電路、時鐘電路集成在一塊單一的芯片上，增強型的單片機集成了如A/D轉換器、PMW（脈寬調制電路）、WDT（看門狗）、有些單片機將LCD（液晶）驅動電路都集成在單一的芯片上，這樣單片機包含的單元電路就更多，功能就越強大。甚至單片機廠商還可以根據用戶的要求量身定做，制造出具有自己特色的單片機芯片。此外，現在的產品普遍要求體積小、重量輕，這就要求單片機除了功能強和功耗低外，還要求其體積要小?，F在的許多單片機都具有多種封裝形式，其中SMD（表面封裝）越來越受歡迎，使得由單片機構成的系統(tǒng)正朝微型化方向發(fā)展。.主流與多品種共存現在雖然單片機的品種繁多，各具特色，但仍以80C51為核心的單片機占主流，兼容其結構和指令系統(tǒng)的有PHILIPS公司的產品，ATMEL公司的產品和中國臺灣的Winbond系列單片機。所以C8051為核心的單片機占據了半壁江山。而Microchip公司的PIC精簡指令集(RISC)也有著強勁的發(fā)展勢頭，中國臺灣的HOLTEK公司近年的單片機產量與日俱增，與其低價質優(yōu)的優(yōu)勢，占據一定的市場分額。此外還有MOTOROLA公司的產品，日本幾大公司的專用單片機。在一定的時期內，這種情形將得以延續(xù)，將不存在某個單片機一統(tǒng)天下的壟斷局面，走的是依存互補，相輔相成、共同發(fā)展的道路。三、仿真器的發(fā)展縱觀國內近二十年的仿真技術發(fā)展歷程，根據仿真器使用的技術來劃分，國內仿真器的設計大約可以分成以下幾個時期：70年代末期-80年代中期這個時期采用的技術主要是仿真開發(fā)系統(tǒng)，現在看來技術含量不高，用戶要求也不高。80年代末期-90年代末期這個時期主要使用華邦一顆帶有仿真功能的芯片制作，采用的技術叫做Bondout。采用這顆芯片能大大簡化仿真器的設計，因此國內仿真器的水準有了大的提高，基本上可以不占用用戶資源。正是由于仿真性能的提高，國內的仿真器制作在將近10年的時間內沒有進步，一直采用這種制作模式。雖然個別廠商也嘗試過別的技術來提高仿真水準，例如HOOKS技術，但是由于本身技術的限制沒有成功。相反國外的仿真器較早地使用了HOOKS技術，在初期由于HOOKS技術本身的復雜性，仿真性能和價格不如國內采用Bondout的仿真器。隨著IC技術的發(fā)展，國內制作HOOKS技術的條件已經成熟，但是國內的幾家主要的生產廠商還陶醉于Bondout技術之中。2000年開始2000年是中國仿真器市場變化最大的時期，其中最引人注目的變化是華邦仿真芯片W78958的停產。華邦公司在設計W78958芯片時，其內部的仿真功能只是為了仿真器廠商能制作仿真器以便更好的推廣W78958。但是經過幾年的變化，W78958演變成為一顆仿真器上使用的仿真專用芯片而不是用戶使用的標準芯片，使用的范圍也僅限于國內，一年不到20000只的用量也促使華邦公司在進入2002年后宣布將停產該芯片。W78958停產以后，國內仿真器廠商處于一個非常尷尬的局面。由于W78958在國內使用了將近10年，國內的用戶群非常龐大，這些用戶將無法得到持續(xù)的支持特別是維修方面。另外，國內圍繞在W78958上所做的技術工作也無法得到延續(xù)和提高，很多業(yè)沈陽工程學院畢業(yè)設計（論文）界人士認為仿真器行業(yè)將面臨另起爐灶或重新洗牌的局面。HOOKS技術無疑是仿真器廠商在失去W78958后的替代品，但是由于沒有長期跟蹤和關注，短期內多數廠家無法將復雜的HOOKS技術應用于成熟的產品中。專家們認為仿真器廠家的整體轉型可能需要2-3年的周期，并且有相當的仿真器廠家將會被淘汰，市場擁有量將主要集中在少數幾個仿真器廠家。隨著芯片廠家越來越多、資源越來越強，用甲廠芯片去仿真乙廠芯片的兼容仿真模式，存在資源覆蓋不全（如附加端口、附加外部中斷）、地址分布不同（如P4口）、操作方式不同（如EXTRAM、WTD）等缺點。用專用仿真芯片或Philips芯片去仿真20多個廠家的400多種芯片，所需的仿真頭越來越多，因此有了新一代專利技術的仿真器。但是新一代專利技術的仿真器卻使沒有什么經濟能力的初學者無力購買。四、以單片機為核心的嵌入式系統(tǒng)單片機的另外一個名稱就是嵌入式微控制器，原因在于它可以嵌入到任何微型或小型儀器或設備中。目前，把單片機嵌入式系統(tǒng)和Internet連接已是一種趨勢。但是,Internet一向是一種采用肥服務器，瘦用戶機的技術。這種技術在互聯上存儲及訪問大量數據是合適的，但對于控制嵌入式器件就成了“殺雞用牛刀”了。要實現嵌入式設備和Internet連接，就需要把傳統(tǒng)的Internet理論和嵌入式設備的實踐都顛倒過來。為了使復雜的或簡單的嵌入式設備，例如單片機控制的機床、單片機控制的門鎖，能切實可行地和Internet連接，就要求專門為嵌入式微控制器設備設計網絡服務器，使嵌入式設備可以和Internet相連，并通過標準網絡瀏覽器進行過程控制。目前，為了把單片機為核心的嵌入式系統(tǒng)和Internet相連，已有多家公司在進行這方面的較多研究。這方面較為典型的有emWare公司和TASKING公司。EmWare公司提出嵌入式系統(tǒng)入網的方案--EMIT技術。這個技術包括三個主要部分：即emMicro,emGateway和網絡瀏覽器。目前，單片機應用中提出了一個新的問題：這就是如何使8位、16位單片機控制的產品，也即嵌入式產品或設備能實現和互聯網互連？TASKING公司目前正在為解決這個問題提供了途徑。該公司已把emWare的EMIT軟件包和有關的軟件配套集成，形成一個集成開發(fā)環(huán)境，向用戶提供開發(fā)方便。五單片機應用的可靠性技術發(fā)展在單片機應用中，可靠性是首要因素為了擴大單片機的應用范圍和領域，提高單片機自身的可靠性是一種有效方法。近年來，單片機的生產廠家在單片機設計上采用了各種提高可靠性的新技術，這些新技術表現在如下幾點：1、EFT（EllectricalFastTransient）技術EFT技術是一種抗干擾技術，它是指在振蕩電路的正弦信號受到外界干擾時，其波形上會迭加各種毛刺信號，如果使用施密特電路對其整形，則毛刺會成為觸發(fā)信號干擾正常的時鐘，在交替使用施密特電路和RC濾波電路時，就可以消除這些毛否則令其作用失效，從而保證系統(tǒng)的時鐘信號正常工作。這樣，就提高了單片機工作的可靠性。Motorola公司的MC68HC08系列單片機就采用了這種技術。低噪聲布線技術及驅動技術在傳統(tǒng)的單片機中，電源及地線是在集成電路外殼的對稱引腳上，一般是在左上、右下或右上、左下的兩對對稱點上。這樣，就使電源噪聲穿過整塊芯片，對單片機的內部電路造成干擾?，F在，很多單片機都把地和電源引腳安排在兩條相鄰的引腳上。這樣，不僅降低了穿過整個芯片的電流，另外還在印制電路板上容易布置去耦電容，從而降低系統(tǒng)的噪聲?，F在為了適應各種應用的需要，很多單片機的輸出能力都有了很大提高，Motorola公司的單片機I/O口的灌拉電流可達8mA以上，而Microchip公司的單片機可達25mA。其它公司：AMD，Fujitsu，NEC，Infineon，Hitachi，Ateml，Toshiba等基本上可達8?20mA的水平。這些電流較大的驅動電路集成到芯片內部在工作時帶來了各種噪聲，為了減少這種影響，現在單片機采用多個小管子并聯等效一個大管子的方法，并在每個小管子的輸出端串上不同等效阻值的電阻，以降低di/dt，這也就是所謂“跳變沿軟化技術”，從而消除大電流瞬變時產生的噪聲。2、采用低頻時鐘高頻外時鐘是噪聲源之一，不僅能對單片機應用系統(tǒng)產生干擾，還會對外界電路產生干擾，令電磁兼容性不能滿足要求。對于要求可靠性較高的系統(tǒng)，低頻外時鐘有利于降低系統(tǒng)的噪聲。在一些單片機中采用內部瑣相環(huán)技術，則在外部時鐘較低時，也能產生較高的內部總線速度，從而保證了速度又降低了噪聲。Motorola公司的MC68HC08系列及其16/32位單片機就采用了這種技術以提高可靠性沈陽工程學院畢業(yè)設計（論文）Foreigndocuments一MicrocontrollerintroductionSCMisAkindofintegratedcircuitchips,istouseverylargescaleintegratedcircuittechnologyhastheabilitytohandledataCPUCPU,RAMrandomaccessmemoryreadonlymemoryROM,AvarietyofI/Omouthandinterruptsystem,timer/timerfunction(mayincludedisplaydrivercircuit,pulsewidthmodulationcircuit,simulationwaymoreconverter,A/Dconvertercircuits,etc)integratedintooneoftheseformsofAsmallandperfectcomputersystem.SCMisalsocalledmicrocontroller(Microcontroller),becauseitwasthefirstusedintheindustrialcontrolarea.BychipmicrocontrollerwithintheCPUonlydedicatedprocessor.ThefirstdesignconceptisthroughthehugeamountsofperipheralandCPUintegrationinachip,makethecomputersystemmoresmall,moreeasilyintegratedintothecomplexanddemandingtovolumecontrolofequipment.TheINTELZ80istheearliestaccordingtothisdesignthoughtoftheprocessor,andfromthenon,SCManddedicatedprocessordevelopmentandseparate.二ThedevelopmenttrendofthesinglechipmicrocomputerNowcansayMCUisletflowersblossomandschoolsofthoughtcontendperiod,theworldeachbigchipmanufacturingcompanieshavelaunchedtheirownmicrocontroller,from8bits,16to32bit,countless,everything,andthemainstreamC51seriescompatible,alsohavecompatible,buttheyhavetheirspecialfeatures,complementarytoeachother,fortheapplicationofthesinglechipmicrocomputerprovidevastheavenandearth.Throughoutthedevelopmentprocessofsinglechipmicrocomputer,predictsthedevelopmenttrendofthesinglechipmicrocomputer,roughly:1.LowpowerconsumptionCMOSMCS-51seriesof8031whenthepowerconsumptionofthelaunchofthe630mW,butnowthesinglechipmicrocomputeruniversalin100mWorso,astheSCMpowerconsumptiondemandmoreandmorelow,eachsinglechipmanufacturersnowbasicusingCMOS(complementarymetaloxidesemiconductorprocess).Like80C51hadadoptedHMOS(namelyhighdensitymetaloxidesemiconductortechnology)andCHMOS(highdensitycomplementarymetaloxidesemiconductorprocess).ThoughlowpowerconsumptionCMOS,butbecauseofitsphysicalcharacteristicstodeterminethespeedofworkisnotquitehigh,andCHMOSisthehighspeedandhavethecharacteristicsoflowpowerconsumption,thesecharacteristicsandismoresuitableforlowpowerconsumptionindemandlikebatterypowerapplications.Sothisprocesswillbeforaperiodofthedevelopmentofthesinglechipmicrocomputermainways2.MiniaturesheetpieceofNowthesinglechipmicrocomputeruniversalconventionaliswillthecentralprocessingunit(CPU),randomaccessmemory(RAM),datareadonlymemory(ROM)program,parallelandserialcommunicationinterface,theinterruptsystem,regularcircuit,clockingcircuitintegrationinAsinglechip,enhancedthesinglechipmicrocomputerintegratedasA/Dconverter,PMW(pulsewidthmodulationcircuit),WDT(watchdog),someSCMLCD(LCD)willdrivecircuitareintegratedinAsinglechip,thissinglechipunitcircuitwillcontainmore,function,thestrongeryouwillbe.Evensinglechipmanufacturerstillcanbecustomizedaccordingtotheuser'srequirements,makeitsowncharacteristicsofsinglechipmicrocomputerchip.Inaddition,theproductsnowuniversaldemandsmallvolume,lightweight,whichrequiresthesingle-chipmicrocomputerbesidesfunctionisstrongandlowpowerconsumption,butalsotoaskitsvolumetosmall.Manyofthesinglechipmicrocomputernowhasavarietyofpackagingforms,includingSMDsurfacepackaging)hasbecomemoreandmorepopular,makesthesystemconstructedbysingle-chipmicrocomputeristhedevelopmentdirectioninminiaturization.3.ThemainstreamandmanykindsofcoexistenceNow,whilethesinglechipmicrocomputervariety,eachcharacteristic,butstillwith80C51singlechipmicrocomputerasthecoreofthemainstream,compatiblewithitsstructureandinstructionsofthesystemPHILIPSproducts,ATMELcompanyproductsandChinaTaiwan'sWinbondseriesmicrocontroller.SoasthecoreofthesinglechipmicrocomputeroccupyC8051heavily-accentedscreams.MicrochipcompanyandthePICreducedinstructionset(RISC)alsohaveastrongmomentumofdevelopment,ChinaandTaiwanHOLTEKcompanyinrecentyearsofthesinglechipmicrocomputeroutputgrowsdaybyday,andtheadvantagesofhighqualityandlowprice,takesupthemarketshare.InadditiontoMOTOROLAtheproductofthecompany,afewbigcompaniesfortheJapanesemicrocontroller.Inacertainperiodoftime,thiskindofsituationwilltocontinue,therewon'tbeasinglechipmicrocomputerskillfulnessofmonopolysituation,goisdependentcomplementary,supplementeachotherandcommondevelopmentroad.^ThedevelopmentofthesimulatorThroughoutthedomesticnearly20yearsofsimulationtechnologydevelopmentcourse,accordingtothesimulationimplementusetechnologytodifferentiate,thedesignofthedomesticsimulatorcanbedividedintothefollowingseveralperiodabout:(1)70s-themid80'sThisperiodismainlytheadoptedtechnologyofthesimulationsystemdevelopment,andnowitisnothightechnicalcontent,userrequirementsisnothighalso.(2)the80s-90sThisperiodmainlyuseHuaBangasimulationofproductionfunctionwithchip,usingtechnologycalledBondout.Adoptingthesinglechipcangreatlysimplifiedthedesignofthesimulationsystem,thereforethedomesticsimulatorslevelhaveimproved,basicallycandonottakeuptheuserresources.Itisduetotheimprovementoftheperformanceofthesimulation,thedomesticsimulatorinnearly10yearsofmakingtimenoprogress,hasbeenusingthiskindofproductionmode.Althoughindividualmanufacturerhasalsotriedothertechnologytoimprovesimulationlevel,suchasHOOKStechnology,butbecauseofitstechnicallimitationswithoutsuccess.InsteadofforeignsimulatorsearlyuseHOOKStechnology,inearlybecauseofthecomplexityofthe沈陽工程學院畢業(yè)設計（論文）HOOKStechnologyitself,thesimulationperformanceandpriceasthedomesticBondoutsimulationdevice.AlongwiththeICtechnologydevelopment,thedomesticproductionoftheHOOKStechnologyconditionsripe,butdomesticseveralmajorproductionmanufacturerstilllosethemselvesinBondouttechnologyin.⑶startedin20002000istheChinesesimulatorsmarketchangeisthebiggestperiod,oneofthemostdramaticchangeisHuaBangsimulationchipW78958shut-down.Sinoconcorp.InW78958chipdesign,itsinternalsimulationfunctionjustforsimulatorsmanufacturerscanmakesimulatorinordertobetterpromoteW78958.Butafteryearsofchange,W78958evolvedintoasimulationdeviceontheuseofthespecialchipsimulationandnotuserswiththeuseofthestandardchip,thescopeofusefordomestic,lessthanayearthedosageofonly20000promptedsinoconcorp.Inthe2002yearslaterannounceditwillstopproductionthechip.W78958afterproduction,domesticsimulationdevicemanufacturersinaveryembarrassingsituation.BecauseinthedomesticuseW78958nearly10years,domesticusergroupofverylarge,theseuserswillnotbeabletogettheongoingsupportespeciallymaintenance.Inaddition,ChinahasdoneinW78958aroundthetechnicalworkwillbegivencontinueandimprove,manyprofessionalsthinksimulatorsindustrywillfacethedrawingboardortoshufflingofthesituation.HOOKStechnologyisundoubtedlysimulatorinW78958lostafterthemanufacturersubstitute,butwithnolong-termtrackingandattention,theshorttermmostmanufacturerscan'twillcomplexHOOKStechnologyappliedtomatureproduct.Expertsthinkthewholetransformationofthemanufacturermayneedto2-3yearcycle,andsoisthesimulationofthefactorywillbeeliminated,themarketwillbemainlytheownershipinafewsimulationdevicemanufacturers.Asthemoreandmoremanufacturers,resourceismoreandmorestrong,withJiaChangchiptothesimulationYiChangchipscompatiblesimulationmodel,existingresourcesdoesnotcoverall(suchasadditionalport,additionalexternalinterruption),addressdistributiondifferent(suchasP4mouth),theoperationmodedifferent(suchasEXTRAM,WTD)shortcomings.UsespecialsimulationchiporPhilipschiptothesimulationofavarietyofmorethan20factory400chip,thesimulationheadismoreandmore,sohaveanewgenerationofpatenttechnologyemulator.Butanewgenerationofpatenttechnologyofthesimulatorwillmakenoeconomicabilityunabletobuythebeginners.HWiththesinglechipprocessorasthecoreoftheembeddedsystemSCManothernameisembeddedmicrocontrollercontroller,thereasonisthatitcanbeembeddedintoanyminiatureorsmallinstrumentorequipment.Atpresent,thesinglechipembeddedsystemandInternetconnectionisakindoftrend.But,theInternethasalwaysbeenaserverwithfat,thinusersmachinetechnology.ThetechnologyoftheInternetinthestorageandaccesstolargeamountsofdataisappropriate,butforcontrolembeddeddevicesbecame"killchickenpormusonmortigionipafiloroneuzas".TorealizetheembeddedequipmentandInternetconnection,itneedstoputthetraditionalInternettheoryandthepracticeofembeddedsystemisupsidedown.Inordertomakethecomplexorsimpleembeddeddevices,suchassinglechipmicrocomputercontrolmachinetools,singlechipmicrocomputercontrollocks,canfeasibleandInternetconnection,itrequiresspecialequipmentforembeddedmicrocontrollercontrollerdesignwebserver,makeembeddeddevicescanbeandInternetconnected,andthroughthestandardwebbrowserprocesscontrol.Atpresent,inordertoputthesinglechipmicrocomputerasthecoreoftheembeddedsystemandInternetconnected,hashadalotofcompaniesinthemoreresearch.ThisaspectofthetypicalhaveemWarecompanyandTASKINGcompany.EmWarecompanytoputforwardtheembeddedsystemoftheprogram-thenetEMITtechnology.Thistechnologyincludesthreemainparts:thatisemMicro,emGatewayandawebbrowser.Atpresent,theSCMputforwardanewproblem:thisishowtomakeeight,16single-chipmicrocomputercontrolproducts,namelyembeddedproductsorequipmentcanrealizeinterconnectionandtheInternet?TASKINGcompanyiscurrentlytosolvethisproblemprovidesway.ThecompanyhastheemWareEMITthesoftwarepackageandrelevantsoftwareintegrationofformacompleteset,forminganintegrateddevelopmentenvironment,tofacilitatethedevelopmentoftheusers.五ThereliabilityofthemicrocomputerapplicationtechnologydevelopmentInthesinglechipmicrocomputerapplications,thereliabilityistheprimaryfactorinordertoexpandtheapplicationrangeofthesinglechipmicrocomputerandfield,improvethereliabilityofthesinglechipmicrocomputeritselfisakindofeffectivemethod.Inrecentyears,thesinglechipmanufacturersinthedesignofthesinglechipmicrocomputertoimprovereliabilityofthenewtechnology,thenewtechnologyperformanceinthefollowing:EFT(EllectricalFastTransient)technologyEFTtechnologyisakindofanti-interferencetechnology,itistopointtointheoscillatingcircuitbythesinesignalinterference,thewaveformsuperpositionofburrsignalwill,ifusetheplasticschmidtcircuit,theburrwouldbetriggeredsignalsinterfereswithnormalclock,inthealternateuseschmidtcircuitandtheRCfiltercircuit,caneliminatethehairormakeitsfunctionfailuretoensuresystemclocksignalnormalwork.So,improvethereliabilityofthesinglechipmicrocomputer.MotorolacompanyMC68HC08seriesmicrocontrolleradoptthetechnology.LownoisewiringtechnologyanddrivetechnologyInthetraditionalsinglechipmicrocomputer,thepowerandthegroundisinintegratedcircuitoftheshellofChenYinfeet,generalisintheupperleft,rightoratthelowerleft,twoforsymmetrypoint.Itis,itmakesthepowersupplynoisethroughthewholechip,theSCMinternalcircuitcauseint