電氣專業(yè)英語（第4版）課件 unit 4 Microcontroller

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ZhangMicrocontroller

Unit

4

電氣工程專業(yè)英語教程

張強(qiáng)華編著Contents

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參考譯文PhrasesNewWordsNewWordsPhrasesPhrasesAbbreviationsAbbreviationsListeningtoTextA[1]Thetemporaryinformationthatthemicrocontrollerreceivesisstoredinitsdatamemory,wheretheprocessoraccessesitandusesinstructionsstoredinitsprogrammemorytodecipherandapplytheincomingdata.Notes原句本句中，主語是Thetemporaryinformation，謂語是isstored，initsdatamemory是地點(diǎn)狀語。thatthemicrocontrollerreceives是一個(gè)定語從句，修飾和限定主語。wheretheprocessoraccessesitandusesinstructionsstoredinitsprogrammemorytodecipherandapplytheincomingdata是一個(gè)非限定性定語從句，副詞where，指代initsdatamemory，對其進(jìn)行補(bǔ)充說明。講解[1]Thetemporaryinformationthatthemicrocontrollerreceivesisstoredinitsdatamemory,wheretheprocessoraccessesitandusesinstructionsstoredinitsprogrammemorytodecipherandapplytheincomingdata.Notes原句英語中副詞where和when可以引導(dǎo)一個(gè)非限定性定語從句。where在非限制性定語從句中作地點(diǎn)狀語，指代主句中表示地點(diǎn)的詞語。when在非限制性定語從句中作時(shí)間狀語，指代主句中表示時(shí)間的詞語。例如：TheywenttoLondon,wheretheylivedforsixmonths.他們?nèi)チ藗惗兀谀莾捍袅肆鶄€(gè)月的時(shí)間。講解[1]Thetemporaryinformationthatthemicrocontrollerreceivesisstoredinitsdatamemory,wheretheprocessoraccessesitandusesinstructionsstoredinitsprogrammemorytodecipherandapplytheincomingdata.Notes原句HewillputoffthepicnicuntilMay1st,whenhewillbefree.他將把郊游推遲到5月1號(hào)，那時(shí)他將有空。本句意為：微控制器接收到的臨時(shí)信息存儲(chǔ)在其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，處理器訪問該信息并使用存儲(chǔ)在程序存儲(chǔ)器中的指令來解讀和應(yīng)用輸入的數(shù)據(jù)。講解[2]Amicrocontroller'smemoryisusedtostorethedatathattheprocessorreceivesandusestorespondtoinstructionsthatit'sbeenprogrammedtocarryout.Notes原句本句中，tostorethedatathattheprocessorreceivesanduses是一個(gè)動(dòng)詞不定式短語，作目的狀語，修飾主句的謂語isused。在該短語中，thattheprocessorreceivesanduses是一個(gè)定語從句，修飾和限定thedata。torespondtoinstructionsthatit'sbeenprogrammedtocarryout也是一個(gè)動(dòng)詞不定式短語，作目的狀語，修飾tostore。thatit'sbeenprogrammedtocarryout是也一個(gè)定語從句，修飾和限定instructions。本句意為：微控制器的存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)處理器接收并使用的數(shù)據(jù)，來響應(yīng)編程的要執(zhí)行的指令。講解[3]Generally,microcontrollersaredesignedtobereadilyusablewithoutadditionalcomputingcomponentsbecausetheyaredesignedwithsufficientonboardmemoryaswellasofferingpinsforgeneralI/Ooperations,sotheycandirectlyinterfacewithsensorsandothercomponents.Notes原句本句中，becausetheyaredesignedwithsufficientonboardmemoryaswellasofferingpinsforgeneralI/Ooperations,sotheycandirectlyinterfacewithsensorsandothercomponents是一個(gè)原因狀語從句，修飾主句的謂語。在該從句中，sotheycandirectlyinterfacewithsensorsandothercomponents是一個(gè)目的狀語從句，修飾從句的謂語。本句意為：一般來說，微控制器被設(shè)計(jì)為易于使用，無需額外的計(jì)算部件，因?yàn)樗鼈冊O(shè)計(jì)有足夠的板載內(nèi)存，并提供用于一般I/O操作的引腳，因此它們可以直接與傳感器和其他部件連接。講解[4]WhileCISCiseasiertoimplementandmoreefficientinmemoryuse,itmayleadtoperformancedegradationduetothehighernumberofclockcyclesneededtoexecuteinstructions.Notes原句本句中，WhileCISCiseasiertoimplementandmoreefficientinmemoryuse是一個(gè)讓步狀語從句，修飾主句的謂語。duetothehighernumberofclockcyclesneededtoexecuteinstructions是一個(gè)原因狀語，也修飾主句的謂語。neededtoexecuteinstructions是一個(gè)過去分詞短語，作定語，修飾和限定thehighernumberofclockcycles。本句意為：雖然CISC更容易實(shí)現(xiàn)并且內(nèi)存使用效率更高，但由于執(zhí)行指令所需的時(shí)鐘周期數(shù)較多，它可能會(huì)導(dǎo)致性能下降。講解[5]Noiseinthiscontextmeansambiguousvaluesthatcannotbereadilytranslatedintostandarddigitalvalues.Notes原句[5]Noiseinthiscontextmeansambiguousvaluesthatcannotbereadilytranslatedintostandarddigitalvalues.本句中，inthiscontext是一個(gè)介詞短語，作定語，修飾和限定Noise。thatcannotbereadilytranslatedintostandarddigitalvalues是一個(gè)定語從句，修飾和限定ambiguousvalues。本句意為：在這種情況下，噪聲意味著不明確的值，無法輕易轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字值。講解微控制器微控制器是一種緊湊的集成電路，旨在管理嵌入式系統(tǒng)中的特定操作。典型的微控制器包括單個(gè)芯片上的處理器、存儲(chǔ)器和輸入/輸出(I/O)外設(shè)。微控制器有時(shí)被稱為嵌入式控制器或微控制器單元(MCU)，廣泛應(yīng)用于車輛、機(jī)器人、辦公機(jī)器、醫(yī)療器械、移動(dòng)無線電收發(fā)器、自動(dòng)售貨機(jī)和家用電器等設(shè)備中。它們本質(zhì)上是簡單的微型個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)，旨在控制較大部件的小功能，它們沒有復(fù)雜的前端操作系統(tǒng)(OS)。1.微控制器如何工作？微控制器嵌入系統(tǒng)內(nèi)部以控制設(shè)備中的特定功能。它通過使用中央處理器解釋從I/O外設(shè)接收的數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。微控制器接收到的臨時(shí)信息存儲(chǔ)在其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，處理器訪問該信息并使用存儲(chǔ)在程序存儲(chǔ)器中的指令來解讀和應(yīng)用輸入的數(shù)據(jù)。然后，它使用其I/O外圍設(shè)備進(jìn)行通信并執(zhí)行適當(dāng)?shù)牟僮?。參考譯文微控制器廣泛用于各種系統(tǒng)和設(shè)備。設(shè)備通常利用其中的多個(gè)微控制器協(xié)同工作來處理各自的任務(wù)。例如，一輛汽車可能有許多微控制器，用于控制內(nèi)部的各種單獨(dú)系統(tǒng)，例如防抱死制動(dòng)系統(tǒng)、牽引力控制、燃油噴射或懸架控制。所有微控制器相互通信以告知正確的操作。有些可能與汽車內(nèi)更復(fù)雜的中央計(jì)算機(jī)通信，而另一些可能僅與其他微控制器通信。它們使用I/O外設(shè)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，并處理該數(shù)據(jù)以執(zhí)行指定的任務(wù)。2.微控制器由哪些元件組成？2.1處理器（CPU）處理器可以被視為該設(shè)備的大腦。它處理并響應(yīng)指導(dǎo)微控制器功能的各種指令。這涉及執(zhí)行基本算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算和I/O操作。它還執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸操作，并將命令傳遞給大型嵌入式系統(tǒng)中的其他組件。參考譯文2.2存儲(chǔ)器微控制器的存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)處理器接收并使用的數(shù)據(jù)，來響應(yīng)編程的要執(zhí)行的指令。微控制器的存儲(chǔ)器有兩種主要類型：?程序存儲(chǔ)器，它存儲(chǔ)有關(guān)CPU執(zhí)行的指令的長期信息。程序存儲(chǔ)器是非易失性存儲(chǔ)器，這意味著它可以在不需要電源的情況下長期保存信息。?數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它是在執(zhí)行指令時(shí)用于臨時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)所需的存儲(chǔ)器。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是易失性的，這意味著它保存的數(shù)據(jù)是臨時(shí)的，并且只有在設(shè)備連接到電源時(shí)數(shù)據(jù)才會(huì)被存儲(chǔ)。2.3輸入/輸出外設(shè)輸入和輸出設(shè)備是處理器與外界的接口。輸入端口接收信息并將其以二進(jìn)制數(shù)據(jù)的形式發(fā)送到處理器。處理器接收該數(shù)據(jù)并將必要的指令發(fā)送到執(zhí)行微控制器外部任務(wù)的輸出設(shè)備。雖然處理器、存儲(chǔ)器和I/O外設(shè)是微處理器的典型元件，但常常還包含其他元件。I/O外設(shè)一詞本身僅指與內(nèi)存和處理器連接的支持組件。有許多支持組件可以歸類為外圍設(shè)備。參考譯文2.4模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）ADC是將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的電路。它讓微控制器中心的處理器與外部模擬設(shè)備（例如傳感器）連接。2.5數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）DAC的功能與ADC相反，并讓微控制器中心的處理器將其輸出信號(hào)傳送到外部模擬部件。2.6系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線是將微控制器的所有組件連接在一起的連接線。2.7串行端口串行端口是I/O端口的一個(gè)示例，它把微控制器連接到外部部件。它具有與USB或并行端口類似的功能，但交換信息的方式有所不同。參考譯文3.微控制器的特點(diǎn)微控制器的處理器會(huì)因應(yīng)用而異。選項(xiàng)范圍從簡單的4位、8位或16位處理器到更復(fù)雜的32位或64位處理器。微控制器可以使用易失性存儲(chǔ)器和非易失性存儲(chǔ)器。易失性存儲(chǔ)器類型包括隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)，非易失性存儲(chǔ)器類型包括閃存、可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EPROM)和電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)。一般來說，微控制器被設(shè)計(jì)為易于使用，無需額外的計(jì)算部件，因?yàn)樗鼈冊O(shè)計(jì)有足夠的板載內(nèi)存，并提供用于一般I/O操作的引腳，因此它們可以直接與傳感器和其他部件連接。微控制器架構(gòu)可以基于哈佛架構(gòu)或馮?諾依曼架構(gòu)，兩者提供了在處理器和存儲(chǔ)器之間交換數(shù)據(jù)的不同方法。在哈佛架構(gòu)中，數(shù)據(jù)總線和指令是分開的，允許同時(shí)傳輸。對于馮?諾依曼架構(gòu)，數(shù)據(jù)和指令用的是同一條總線。參考譯文微控制器處理器可以基于復(fù)雜指令集計(jì)算(CISC)或精簡指令集計(jì)算(RISC)。雖然CISC更容易實(shí)現(xiàn)并且內(nèi)存使用效率更高，但由于執(zhí)行指令所需的時(shí)鐘周期數(shù)較多，它可能會(huì)導(dǎo)致性能下降。RISC處理器簡化了指令集，從而提高了設(shè)計(jì)的簡單性。當(dāng)微控制器首次面世時(shí)，它們僅使用匯編語言。如今，C編程語言是一種流行的選擇。其他常見的微處理器語言包括Python和JavaScript。MCU具有輸入和輸出引腳來實(shí)現(xiàn)外設(shè)功能。這些功能包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器、液晶顯示（LCD）控制器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）、通用同步/異步收發(fā)器（USART）、定時(shí)器、通用異步收發(fā)器（UART）以及通用串行總線（USB）的連接。4.常用微控制器?IntelMCS-51，通常稱為8051微控制器，于1985年首次開發(fā)；?Atmel于1996年開發(fā)的AVR微控制器；?MicrochipTechnology的可編程接口控制器（PIC）；和?各種獲得許可的高級(jí)精簡指令集計(jì)算機(jī)（ARM）微控制器。參考譯文5.微控制器的應(yīng)用微控制器用于多個(gè)行業(yè)和應(yīng)用領(lǐng)域，包括家庭和企業(yè)、樓宇自動(dòng)化、制造業(yè)、機(jī)器人、汽車、照明、智能能源、工業(yè)自動(dòng)化、通信和物聯(lián)網(wǎng)(IoT)部署。微控制器的一個(gè)非常具體的應(yīng)用是用作數(shù)字信號(hào)處理器。輸入的模擬信號(hào)常常帶有一定程度的噪聲。在這種情況下，噪聲意味著不明確的值，無法輕易轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字值。微控制器可以使用其ADC和DAC將輸入的有噪聲的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為干凈的輸出數(shù)字信號(hào)。最簡單的微控制器可促進(jìn)日常便利用品中機(jī)電系統(tǒng)的操作，例如烤箱、冰箱、烤面包機(jī)、移動(dòng)設(shè)備、遙控鑰匙、視頻游戲系統(tǒng)、電視和草坪澆水系統(tǒng)。它們在復(fù)印機(jī)、掃描儀、傳真機(jī)和打印機(jī)等辦公設(shè)備以及智能電表、ATM和安全系統(tǒng)中也很常見。更復(fù)雜的微控制器在飛機(jī)、航天器、遠(yuǎn)洋船舶、車輛、醫(yī)療和生命支持系統(tǒng)以及機(jī)器人中執(zhí)行關(guān)鍵功能。參考譯文6.影響微控制器選擇的因素為特定應(yīng)用選擇微控制器時(shí)，需要考慮以下幾個(gè)因素：?處理能力：任務(wù)的復(fù)雜性決定了微控制器所需的處理能力，這會(huì)影響在8位、16位或32位微控制器之間的選擇。?內(nèi)存容量：足夠的內(nèi)存對于存儲(chǔ)程序代碼、數(shù)據(jù)和變量至關(guān)重要。具有較大代碼庫或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)要求的應(yīng)用程序需要更多內(nèi)存。?外設(shè)支持：根據(jù)應(yīng)用，必須考慮所需的外設(shè)，例如ADC、DAC、定時(shí)器、通信接口。?電源效率：電池供電的設(shè)備需要選擇優(yōu)化后低功耗的微控制器，以延長電池壽命。?成本：項(xiàng)目預(yù)算額度可能會(huì)影響微控制器的選擇，因?yàn)楦咝阅芪⒖刂破魍嘿F。參考譯文1)Amicrocontrollerisacompactintegratedcircuitdesignedtogovernaspecificoperationinan

embeddedsystem.Atypicalmicrocontrollerincludesaprocessor,memoryandinput/output(I/O)peripheralsonasinglechip.2)Aprocessorcanbethoughtofasthebrainofthedevice.Itprocessesandrespondstovariousinstructionsthatdirectthemicrocontroller'sfunction.3)MicrocontrollerarchitecturecanbebasedontheHarvardarchitectureorvonNeumannarchitecture,bothofferingdifferentmethodsofexchangingdatabetweentheprocessorandmemory.4)Yes,microcontrollersareusedinmultipleindustriesandapplications?Theyincludeinthehomeandenterprise,buildingautomation,manufacturing,robotics,automotive,lighting,smartenergy,industrialautomation,communicationsandinternetofthings(IoT)deployments.5)Whenchoosingamicrocontrollerforaparticularapplication,theseveralfactorsthatcomeintoplayareprocessingpower,memorycapacity,peripheralsupport,powerefficiency,andcost.KeystoExercises【Ex.1】根據(jù)課文內(nèi)容，回答以下問題。KeystoExercises【Ex.2】根據(jù)下面的英文解釋，寫出相應(yīng)的英文詞匯。microcontroller,peripheral,transceiver,instruction,arithmetic,bus,link,transfer,scanner,printer1)計(jì)算