关于单片机,PLC翻译外文和外文资料.doc

微处理器 微处理器是在单芯片上制造的完整的运算引擎。首片微处理器是1971年出现的Intel4004。4004的功能不强，它仅可以完成加法和减法，而且一次只能处理4 比特数据。但是它的惊人之处在于所有的功能都位于一片芯片上。在4004 出现之前，工程师要用一组芯片或者分立元件构建计算机。4004 推动了便携式电子计算器的发展。 首片用于家用计算机的微处理器是Intel8080。8080是1974年出现的单片8位计算机上。首片在市场上引起轰动的微处理器是1979年出现并用于IBM PC机中的Intel8088。PC市场从8088，80286，80386，80486发展到奔腾I、奔腾II、奔腾III、和奔腾IV。这些微处理器全是由英特尔公司制造的，而且全都是在8088设计的基础上改进得来的。奔腾IV可以执行任何一段曾在8088上运行的代码，但运行速度要快约5000倍。下表展示了多年来英特尔公司生产的不同处理器之间的差别。 名称 日期 指令数微米时钟速度位宽 MIPS808019746,00062MHZ8 bits0.648088197929,00035MHZ16 bits 8-bit bus0.33802861982134,0001.56MHZ16 bits1803861985275,0001.516MHZ32 bits58048619891,200,000125MHZ32 bits20Pentium19933,100,0000.860MHZ32 bits 64- bits bus100Pentium II19977,500,0000.35233MHZ32 bits 64- bits bus~300Pentium III19999,500,0000.25450MHZ32 bits 64- bits bus~510Pentium 4200042,000,0000.181.5GHZ32 bits 64- bits bus~1,700 从上表可以看出：在时钟速度和MIPS之间一般都存在着某种联系。最高时钟速度是由生产工艺和片内延迟（两个因素）决定的。在（片内）晶体管数量和MIPS之间也存在着某种关系。例如：时钟频率为5MHZ的8088的运行速度只有0.033MIPS（大约每15个时钟周期执行一条指令），现代处理器常见的运行速度为每个时钟周期运行2条指令。运行速度的提高和片内的晶体管数量有直接的关系。 微处理器内部结构 微处理器执行一组机器指令。这些指令告诉微处理器去做什么。根据这些指令，微处理器能够完成如下三项基本任务。 微处理器使用其ALU（算术/逻辑单元）可以完成如加、减、乘、除等数学运算。现代微处理包含完整的浮点处理器。（这些处理器）可以对大量的浮点数据进行极其复杂的运算。 微处理器可以将数据从存储器的一个位置搬移到另一个位置。 微处理器可以做出判断，并根据这些判断跳转到一组新的指令。 一个微处理器可以做非常复杂的工作，但上述三项是最基本的。下图展示了一个能够完成上述三项工作的最简单的微处理器。 该微处理器有一套地址总线（向存储器发送地址），一套数据总线（向存储器发送数据或者接收数据），一条读信号线RD和一条写信号线WR（用于通知存储器是从寻址地址读取数据还是写入数据），一条时钟信号线（为处理器安排时序的时钟脉冲）和一条复位信号线（将程序计数器置零和重新开始执行）。这里假定数据总线和地址总线的宽度都是8位。 构成这个简易处理器的组件如下。 寄存器A，寄存器B和寄存器C：它们是由触发器构成的简易锁存器。 地址锁存器：和寄存器A、B、C一样。 程序计数器：一种具备“加一”功能和“置零”功能的锁存器。 算术逻辑单元：可以简单到只是一个8位加法器，也可以是能够完成8位加、减、乘、除的单元（此处我们假定为后者）. 测试寄存器：一种保存ALU比较结果的专用锁存器。通常，ALU能够将两个数据进行比较，并判断出二者是否相等或者一个比另一个更大。测试寄存器也可以保存加法运算最后一步的进位位。这些数值保存在触发器当中，指令译码器利用这些数值做出判决。 图中标有“3-State”的方框是三态缓冲器。它可以传送逻辑1、逻辑0，或者和输出断开。三态缓冲器允许在一条信号线上连接多个输出信号，但只有一个信号输出。 指令寄存器和指令译码器负责控制所有其他组件。 尽管图中没有显示出来，但需要从指令译码器引出完成如下功能的控制信号线： 通知寄存器A锁定当下出现在数据总线上的数值 通知寄存器B锁定当下出现在数据总线上的数值 通知寄存器C锁定