電氣專業(yè)英語（第4版）課件 unit 3 Simple Electric Circuit;unit 4 Microcontroller

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參考譯文NewWordsNewWordsNewWordsPhrasesListeningtoTextA[1]Asimpleelectriccircuitconsistsofavoltagesource,sometypeofload,andaconductortoallowelectronstoflowbetweenthevoltagesourceandtheload.Notes原句本句中的謂語動詞是consistof，意為“由……組成”。toallowelectronstoflowbetweenthevoltagesourceandtheload修飾的是conductor，表明是什么樣的導線，而不是整個句子。本句意為：一個簡單的電路包括電源、某些類型的負載和一條讓電子在電源和負載之間流動的導線。講解[2]Tousethetriangle,coverthevalueyouwanttocalculate.Theremaininglettersmakeuptheformula.Notes原句這兩個句子關系緊密，要聯系起來理解。后一個句子表明的是使用三角形，蓋住要計算的值的結果，剩下的字母組成公式。Tousethetriangle是一個動詞不定式短語，作目的狀語，修飾cover。youwanttocalculate是一個定語從句，修飾和限定thevalue。makeup的意思是“組成，構成”。本句意為：要利用這個三角形，蓋住你想要計算的值。用剩下的字符組成公式。講解[3]Aseriescircuitisformedwhenanumberofresistorsareconnectedend-to-endsothatthereisonlyonepathforcurrenttoflow.Notes原句本句中的end-to-end不能憑字面理解為尾對尾，而是首尾相連的意思。sothatthereisonlyonepathforcurrenttoflow是一個結果狀語從句。whenanumberofresistorsareconnectedend-to-end是一個條件狀語從句。本句意為：當多個電阻首尾相連，電流只有一條路徑流動時，就形成了串聯電路。講解[4]AGermanphysicist,Kirchhoff,formulatedalawwhichstatesthesumofthevoltagedropsacrosstheresistancesofaclosedcircuitequalsthetotalvoltageappliedtothecircuit.Notes原句這是一個多層從句的句子。全句的主語是AGermanphysicist，謂語是formulated，賓語是alaw，Kirchhoff是同位語。which引導的定語從句修飾alaw。在該定語從句中，which做主語，states是謂語動詞，states后又是一個賓語從句，省略了引導詞that。在這個賓語從句中，主語為thesumofthevoltagedrops，謂語為equals，賓語為thetotalvoltage。本句意為：德國物理學家基爾霍夫提出了一個定律：整個回路中各個電阻器上的電壓降的總和等于給這個回路提供的電壓。講解[5]Ifvoltageweremeasuredacrossanysingleresistor,thevoltmeterwouldread3V.Notes原句注意，“表的讀數為……”的表達是本句中的voltmeterwouldread，而不是voltmeterwouldberead。read應理解“顯示，指示”。例如，Thedialreads32.刻度顯示出32。本句意為：如果測量任何單個電阻器上的電壓，電壓表的讀數都會是3V。講解簡單電路1．電路電流、電壓和電阻之間存在最基本的關系。一個簡單的電路包括電源、某些類型的負載和一條讓電子在電源和負載之間流動的導線。在下面的電路中，電池提供電壓源、電線用作導體、燈泡提供電阻。開關作為電路的附加元件，由此形成一個完整的電路。如果開關斷開，電路不通，電燈將不亮。閉合開關，電路接通，則電子通過燈泡從負極流向正極。2．電路示意圖下面是一個電路示意圖，包括1個電池、1個電阻、1個電壓表和1個電流表。電流表串聯在電路中，用于顯示有多大的電流流過電路。電壓表跨接于電壓源，用于顯示電池提供多大的電壓。在分析一個電路的組成之前，我們先了解歐姆定律。參考譯文3．歐姆定律19世紀德國數學家喬治·西蒙·歐姆研究了電流、電壓和電阻之間的關系。歐姆提出了一個定律，即電流與電壓成正比，與電阻成反比。從該定律可以導出下面的公式。（公式略）歐姆定律是適用于全部電路的基本定律。電氣設計者必須決定對于給定的負載需要多大的電壓，比如計算機、時鐘、燈和電動機。這種決定必定涉及電流、電壓和電阻之間的關系。所有的電氣設計和分析都是由歐姆定律開始的。有以下3種表達歐姆定律的數學方法。（公式略）使用哪個公式決定于開始知道什么，以及需要知道什么。參考譯文4．歐姆定律三角形有一種簡單的方法來記憶使用哪個公式。通過將電流、電壓和電阻安排在一個三角形中，就可以迅速確定正確的公式。（圖略）5．利用三角形要利用這個三角形，蓋住你想要計算的值。用剩下的字符組成公式。（圖略）只有在使用正確的值時歐姆定律才能給出正確的答案。記住下面的3個規(guī)則：電流總是用安培表示的；電壓總是用伏特表示的；

電阻總是用歐姆表示的。參考譯文直流串聯電路1．在串聯電路中的電阻當多個電阻首尾相連，電流只有一條路徑流動時，就形成了串聯電路。電阻可以是實際的電阻器或者是有電阻的其他設備。插圖顯示4個電阻首尾連接。電流有一條路徑，從電池負極經R4、R3、R2、R1返回正極。如圖3-3（圖略）2．串聯電阻公式在串聯電路中阻值是相加的。如圖3-4如果1個4歐姆的電阻器同1個6的電阻器連在一起，總電阻值是10歐姆。別的有阻抗的設備串聯也是這樣的。電阻串聯的數學公式是（公式略）參考譯文給出的串聯電路中，R1是11k，R2是2k，R3是2k，R4是100，R5是1k，電路的總電阻是多少？（計算過程略）3．串聯電路的電流串聯電路中總電阻的公式使我們能夠簡化電路。利用歐姆定律就可以計算出電流的值。在串聯電路中的任何地方測量電流的值都是相同的。（公式及圖略）4．串聯電路中的電壓可以通過電路中每個電阻器來測量電壓。電阻器上的電壓稱為壓降。德國物理學家基爾霍夫闡述了一個定律：整個回路中各個電阻器上的電壓降的總和等于給這個回路提供的電壓。在下面的示意圖中，4個阻值都為1.5的電阻串聯起來連接一個12V的電池。根據歐姆定律可以知道每個電阻器上“下降”相等的電壓。（圖略）參考譯文首先，求解總電阻。（公式及計算略）第二，求解電流。（公式及計算略）第三，求解任意電阻上的電壓。（公式及計算略）如果測量任何單個電阻器上的電壓，電壓表的讀數都會是3V。如果測量R3和R4組合上的電壓，電壓表的讀數是6V。如果測量R2、R3和R4組合上的電壓，電壓表的讀數是9V。如果將4個電阻器上的電壓降加起來，其和將是給電路提供電壓的電池的電壓，即12V。5．串聯電路上電壓的劃分人們往往希望使用低于供電電壓的電壓。為此，可以使用電壓分配器。電池電壓用UI表示，本例中為50V。希望得到的電壓用UO表示。通過計算得出是40V。為了計算這個電壓，首先求解總電阻。（公式及計算略）第二，求解電流。公式及計算略）最后，求解電壓。（公式及計算略）參考譯文1)Itstatesthattherelationshipbetweencurrent,voltageandresistance.Fromthislawthefollowingformulaisderived:or2)Tousethetriangle,coverthevalueyouwanttocalculate.Theremaininglettersmakeuptheformula.I=U/RU=I×RR=U/I3)Aseriescircuitisformedwhenanynumberofresistorsareconnectedend-to-endsothatthereisonlyonepathforcurrenttoflow.4)Voltagedropcanbemeasuredacrosseachoftheresistorsinacircuit.5)Ohm’sLawcanbeappliedtoshowthat:U1=12／(10+20+30)×10=2VU1=12／(10+20+30)×20=4VU1=12／(10+20+30)×30=6VKeystoExercises【Ex.1】根據課文內容，回答以下問題。KeystoExercises【Ex.2】根據下面的英文解釋，寫出相應的英文詞匯。circuit,switch,terminal,voltmeter,ammeter,lamp,motor,physicist,potential,meter1）電源既可以是像9V電池一樣簡單，也可以像實驗室的精確電源一樣復雜。2）可變電阻器是常用的元件。它有一個刻度盤或一個旋鈕用于改變電阻，在很多場合是非常有用的。3）二極管是一種只允許電流以一個方向流過的元件。它有一個正極和一個負極。4）LED使用一種特殊材料，當電流流過時會發(fā)光。5）字母L代表電感，最簡單的電感器由一段導線組成。KeystoExercises【Ex.3】把下列句子翻譯為中文。6）兩個金屬板之間由非導電材料隔開，形成一個簡單的電容器。7）電容的充電時間同它的電容值和阻抗值成正比。8）當交流電流過一個電感，會產生一個反向的電動勢或電壓來阻止原來電流的變化。9）電抗是一種抵制或阻止電感器或電容器中的交流電流或交流電壓的屬性。10）為了沿著一根導線產生電子漂移或電流，導線的兩端必須有不同的“壓力”或電位。KeystoExercises【Ex.3】把下列句子翻譯為中文。開關是一種根據開關的位置來接通或斷開電路的設備。對于電燈開關，ON意味著接通（電流流過開關，燈點亮）。當開關在OFF狀態(tài)，這意味著開路（沒有電流流過，燈熄滅）。當開關是ON時，它看起來和起的作用就像一條導線。當開關是OFF時，就相當于導線沒有連接。KeystoExercises-【Ex.4】把下列短文翻譯成中文。KeystoExercises【Ex.6】根據文章所提供的信息判斷正誤。1)(F)2)(T)3)(F)4)(T)?5)(F)6)(T)7)(F)8)(T)9)(F)

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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是地點狀語。thatthemicrocontrollerreceives是一個定語從句，修飾和限定主語。wheretheprocessoraccessesitandusesinstructionsstoredinitsprogrammemorytodecipherandapplytheincomingdata是一個非限定性定語從句，副詞where，指代initsdatamemory，對其進行補充說明。講解[1]Thetemporaryinformationthatthemicrocontrollerreceivesisstoredinitsdatamemory,wheretheprocessoraccessesitandusesinstructionsstoredinitsprogrammemorytodecipherandapplytheincomingdata.Notes原句英語中副詞where和when可以引導一個非限定性定語從句。where在非限制性定語從句中作地點狀語，指代主句中表示地點的詞語。when在非限制性定語從句中作時間狀語，指代主句中表示時間的詞語。例如：TheywenttoLondon,wheretheylivedforsixmonths.他們去了倫敦，在那兒呆了六個月的時間。講解[1]Thetemporaryinformationthatthemicrocontrollerreceivesisstoredinitsdatamemory,wheretheprocessoraccessesitandusesinstructionsstoredinitsprogrammemorytodecipherandapplytheincomingdata.Notes原句HewillputoffthepicnicuntilMay1st,whenhewillbefree.他將把郊游推遲到5月1號，那時他將有空。本句意為：微控制器接收到的臨時信息存儲在其數據存儲器中，在數據存儲器中，處理器訪問該信息并使用存儲在程序存儲器中的指令來解讀和應用輸入的數據。講解[2]Amicrocontroller'smemoryisusedtostorethedatathattheprocessorreceivesandusestorespondtoinstructionsthatit'sbeenprogrammedtocarryout.Notes原句本句中，tostorethedatathattheprocessorreceivesanduses是一個動詞不定式短語，作目的狀語，修飾主句的謂語isused。在該短語中，thattheprocessorreceivesanduses是一個定語從句，修飾和限定thedata。torespondtoinstructionsthatit'sbeenprogrammedtocarryout也是一個動詞不定式短語，作目的狀語，修飾tostore。thatit'sbeenprogrammedtocarryout是也一個定語從句，修飾和限定instructions。本句意為：微控制器的存儲器用于存儲處理器接收并使用的數據，來響應編程的要執(zhí)行的指令。講解[3]Generally,microcontrollersaredesignedtobereadilyusablewithoutadditionalcomputingcomponentsbecausetheyaredesignedwithsufficientonboardmemoryaswellasofferingpinsforgeneralI/Ooperations,sotheycandirectlyinterfacewithsensorsandothercomponents.Notes原句本句中，becausetheyaredesignedwithsufficientonboardmemoryaswellasofferingpinsforgeneralI/Ooperations,sotheycandirectlyinterfacewithsensorsandothercomponents是一個原因狀語從句，修飾主句的謂語。在該從句中，sotheycandirectlyinterfacewithsensorsandothercomponents是一個目的狀語從句，修飾從句的謂語。本句意為：一般來說，微控制器被設計為易于使用，無需額外的計算部件，因為它們設計有足夠的板載內存，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是一個讓步狀語從句，修飾主句的謂語。duetothehighernumberofclockcyclesneededtoexecuteinstructions是一個原因狀語，也修飾主句的謂語。neededtoexecuteinstructions是一個過去分詞短語，作定語，修飾和限定thehighernumberofclockcycles。本句意為：雖然CISC更容易實現并且內存使用效率更高，但由于執(zhí)行指令所需的時鐘周期數較多，它可能會導致性能下降。講解[5]Noiseinthiscontextmeansambiguousvaluesthatcannotbereadilytranslatedintostandarddigitalvalues.Notes原句[5]Noiseinthiscontextmeansambiguousvaluesthatcannotbereadilytranslatedintostandarddigitalvalues.本句中，inthiscontext是一個介詞短語，作定語，修飾和限定Noise。thatcannotbereadilytranslatedintostandarddigitalvalues是一個定語從句，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，無法輕易轉換為標準數字值。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芯片上的處理器、存儲器和輸入/輸出(I/O)外設。微控制器有時被稱為嵌入式控制器或微控制器單元(MCU)，廣泛應用于車輛、機器人、辦公機器、醫(yī)療器械、移動無線電收發(fā)器、自動售貨機和家用電器等設備中。它們本質上是簡單的微型個人計算機(PC)，旨在控制較大部件的小功能，它們沒有復雜的前端操作系統(tǒng)(OS)。1.微控制器如何工作？微控制器嵌入系統(tǒng)內部以控制設備中的特定功能。它通過使用中央處理器解釋從I/O外設接收的數據來實現這一點。微控制器接收到的臨時信息存儲在其數據存儲器中，在數據存儲器中，處理器訪問該信息并使用存儲在程序存儲器中的指令來解讀和應用輸入的數據。然后，它使用其I/O外圍設備進行通信并執(zhí)行適當的操作。參考譯文微控制器廣泛用于各種系統(tǒng)和設備。設備通常利用其中的多個微控制器協同工作來處理各自的任務。例如，一輛汽車可能有許多微控制器，用于控制內部的各種單獨系統(tǒng)，例如防抱死制動系統(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。有些可能與汽車內更復雜的中央計算機通信，而另一些可能僅與其他微控制器通信。它們使用I/O外設發(fā)送和接收數據，并處理該數據以執(zhí)行指定的任務。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備的大腦。它處理并響應指導微控制器功能的各種指令。這涉及執(zhí)行基本算術運算、邏輯運算和I/O操作。它還執(zhí)行數據傳輸操作，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存儲器微控制器的存儲器用于存儲處理器接收并使用的數據，來響應編程的要執(zhí)行的指令。微控制器的存儲器有兩種主要類型：?程序存儲器，它存儲有關CPU執(zhí)行的指令的長期信息。程序存儲器是非易失性存儲器，這意味著它可以在不需要電源的情況下長期保存信息。?數據存儲器，它是在執(zhí)行指令時用于臨時數據存儲所需的存儲器。數據存儲器是易失性的，這意味著它保存的數據是臨時的，并且只有在設備連接到電源時數據才會被存儲。2.3輸入/輸出外設輸入和輸出設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制數據的形式發(fā)送到處理器。處理器接收該數據并將必要的指令發(fā)送到執(zhí)行微控制器外部任務的輸出設備。雖然處理器、存儲器和I/O外設是微處理器的典型元件，但常常還包含其他元件。I/O外設一詞本身僅指與內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備。參考譯文2.4模數轉換器（ADC）ADC是將模擬信號轉換為數字信號的電路。它讓微控制器中心的處理器與外部模擬設備（例如傳感器）連接。2.5數模轉換器（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.微控制器的特點微控制器的處理器會因應用而異。選項范圍從簡單的4位、8位或16位處理器到更復雜的32位或64位處理器。微控制器可以使用易失性存儲器和非易失性存儲器。易失性存儲器類型包括隨機存取存儲器(RAM)，非易失性存儲器類型包括閃存、可擦除可編程只讀存儲器(EPROM)和電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)。一般來說，微控制器被設計為易于使用，無需額外的計算部件，因為它們設計有足夠的板載內存，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。微控制器架構可以基于哈佛架構或馮?諾依曼架構，兩者提供了在處理器和存儲器之間交換數據的不同方法。在哈佛架構中，數據總線和指令是分開的，允許同時傳輸。對于馮?諾依曼架構，數據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雜指令集計算(CISC)或精簡指令集計算(RISC)。雖然CISC更容易實現并且內存使用效率更高，但由于執(zhí)行指令所需的時鐘周期數較多，它可能會導致性能下降。RISC處理器簡化了指令集，從而提高了設計的簡單性。當微控制器首次面世時，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現外設功能。這些功能包括模數轉換器、液晶顯示（LCD）控制器、實時時鐘（RTC）、通用同步/異步收發(fā)器（USART）、定時器、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精簡指令集計算機（ARM）微控制器。參考譯文5.微控制器的應用微控制器用于多個行業(yè)和應用領域，包括家庭和企業(yè)、樓宇自動化、制造業(yè)、機器人、汽車、照明、智能能源、工業(yè)自動化、通信和物聯網(IoT)部署。微控制器的一個非常具體的應用是用作數字信號處理器。輸入的模擬信號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，無法輕易轉換為標準數字值。微控制器可以使用其ADC和DAC將輸入的有噪聲的模擬信號轉換為干凈的輸出數字信號。最簡單的微控制器可促進日常便利用品中機電系統(tǒng)的操作，例如烤箱、冰箱、烤面包機、移動設備、遙控鑰匙、視頻游戲系統(tǒng)、電視和草坪澆水系統(tǒng)。它們在復印機、掃描儀、傳真機和打印機等辦公設備以及智能電表、ATM和安全系統(tǒng)中也很常見。更復雜的微控制器在飛機、航天器、遠洋船舶、車輛、醫(yī)療和生命支持系統(tǒng)以及機器人中執(zhí)行關鍵功能。參考譯文6.影響微控制器選擇的因素為特定應用選擇微控制器時，需要考慮以下幾個因素：?處理能力：任務的復雜性決定了微控制器所需的處理能力，這會影響在8位、16位或32位微控制器之間的選擇。?內存容量：足夠的內存對于存儲程序代碼、數據和變量至關重要。具有較大代碼庫或數據存儲要求的應用程序需要更多內存。?外設支持：根據應用，必須考慮所需的外設，例如ADC、DAC、定時器、通信接口。?電源效率：電池供電的設備需要選擇優(yōu)化后低功耗的微控制器，以延長電池壽命。?成本：項目預算額度可能會影響微控制器的選擇，因為高性能微控制器往往更昂貴。參考譯文1)Amicrocontrollerisacompactintegratedcircuitdesignedtogovernaspecificoperationinan

embeddedsystem.Atypicalmicrocontrollerincludesaprocessor,memoryandinput/output(I/O)peripheralsonasinglechip.2)Aprocessorcanbethoughtofasthebrainofthedevice.Itprocessesandrespondstovariousinstructionsthatdirectthemicrocontroller'sfunction.3)MicrocontrollerarchitecturecanbebasedontheHarvardarchitectureorvonNeumannarchitecture,bothofferingdifferentmethodsofexchangingdatabetweentheprocessorandmemory.4)Yes,microcontrollersareusedinmultipleindustriesandapplications?Theyincludeinthehomeandenterprise,buildingau