单片机原理、应用、历史、芯片等全面_中英文翻译_论文.pdf

1 百度文库帮手网 w w w 365x u e y u a n c o m 免费帮下载 文库积分资料 1 本文由l z 089720贡献 d o c 文档可能在WAP端浏览体验不佳 建议您优先选择TXT 或下载源文件到本机 查看 中文原文 中文原文 单片机介绍 单片机也被称为微控制器 Mi c r o c o n t r o l l e r Un i t 常用英文字 母的缩 写 MCU 表示单片机 它最早是被用在工业控制领域 单片机由芯片内仅有 C PU 的 专 用 处 理 器 发 展 而 来 最 早 的 设 计 理 念 是 通 过 将 大 量 外 围 设 备 和 CPU 集成在一个芯片中 使计算机系统更小 更容易集成进复杂的 而对体 积要求严格的控制设备当中 INTEL 的 Z80 是最早按照这种思想设计出的 处 理器 从此以后 单片机和专用处理器的发展便分道扬镳 早期的单片机都是 8 位 或 4 位的 其中最成功的是 INTEL 的 8031 因 为简单可靠而性能不错获得了很大 的好评 此后在 8031 上发展出了 MCS51 系列单片机系统 基于这一系统的单片机 系统直到现在还在广泛使用 随 着工业控制领域要求的提高 开始出现了 16 位单片 机 但因为性价比不理 想并未得到很广泛的应用 90 年代后随着消费电子产品大发 展 单片机技 术得到了巨大提高 随着 INTEL i 960 系列特别是后来的 ARM 系列的 广泛 应用 32 位单片机迅速取代 16 位单片机的高端地位 并且进入主流市场 而 传统的 8 位单片机的性能也得到了飞速提高 处理能力比起 80 年代提高 了数百倍 目前 高端的 32 位单片机主频已经超过 300MHz 性能直追 90 年代中期的专用处 理器 而普通的型号出厂价格跌落至 1 美元 最高端 1 的型号也只有 10 美元 当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使 用 大量专用的嵌入式操作系统被 广泛应用在全系列的单片机上 而在作 为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至 可以直接使用专用的 Wi n d o w s 和 Li n u x 操作系统 单片机比专用处理器更适合应用 于嵌入式系统 因此它得到了最多的 应用 事实上单片机是世界上数量最多的计算机 现代人类生活中所用的 几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机 手机 电话 计算器 家 用电器 电子玩具 掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有 1 2 部单 片机 而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作 汽车上一般配备 40 多部单 片机 复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作 单片 机的数量不 仅远超过 PC 机和其他计算的总和 甚至比人类的数量还要多 单 片 机 又 称 单 片 微 控 制 器 它 不 是 完 成 某 一 个 逻 辑 功 能 的芯 片 而 是 把 一个计 算机系统集成到一个芯片上 相当于一个微型的计算机 和计算机 相比 单片机只缺少了 I O 设备 概括的讲 一块芯片就成了一台计算机 它 的体积小 质量轻 价格便宜 为学习 应用和开发提供了便利条件 同时 学习使 用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择 单片机内部也用和电脑功能类似的模 块 比如 CPU 内存 并行总线 还有和硬盘作用相同的存储器件 不同的是它的这 些部件性能都相对我们 的家用电脑弱很多 不过价钱也是低的 一般不超过 10 元即 可 用它来 做一些控制电器一类不是很复杂的工作足矣了 我们现在用的全自动滚 筒 洗衣机 排烟罩 VCD 等等的家电里面都可以看到它的身影 它主要是 作为控 制部分的核心部件 它是一种在线式实时控制计算机 在线式就是现场控制 需要的 是有 较强的抗干扰能力 较低的成本 这也是和离线式计算机的 比如家用 PC 的 主要区别 单片机芯片 单片机是靠程序运行的 并且可以修改 通过不同的程序实现不同 p a g e 1 的功能 尤其是一些特殊的功能 这是别的器件需要费很大力气才能做到 的 有些 则是花大力气也很难做到的 一个不是很复杂的功能要是用美国 50 年代开发的 74 系列 或者 60 年代的 CD4000 系列这些纯硬件来搞定的 话 电路一定是一块大 PC B 板 但是如果要是用美国 70 年代成功投放市场 的系列单片机 结果就会有天壤之 别 只因为单片机的通过你编写的程序 可以实现高智能 高效率 以及高可靠性 由于单片机对成本是敏感的 所以目前占统治地位的软件还是最低级 汇编语言 它是 除了二进制机器码以上最低级的语言了 既然这么低级为 什么还要用呢 很多高级的 语言已经达到了可视化编程的水平为什么不用 呢 原因很简单 就是单片机没有家用 计算机那样的 CPU 也没有像硬盘 那样的海量存储设备 一个可视化高级语言编写的 小程序里面即使只有一 个按钮 也会达到几十 K 的尺寸 对于家用 PC 的硬盘来讲 没什么 可是对 于单片机来讲是不能接受的 单片机在硬件资源方面的利用率必须 很高才 行 所以汇编虽然原始却还是在大量使用 一样的道理 如果把巨型计算 机 上的操作系统和应用软件拿到家用 PC 上来运行 家用 PC 的也是承受不 了的 可以说 二十世纪跨越了三个 电 的时代 即电气时代 电子时代和现 已进 入的电脑时代 不过 这种电脑 通常是指个人计算机 简称 PC 机 它由主机 键 盘 显示器等组成 还有一类计算机 大多数人却不怎么熟 悉 这种计算机就是把智 能赋予各种机械的单片机 亦称微控制器 顾 名思义 这种计算机的最小系统只用 了一片集成电路 即可进行简单运算 和控制 因为它体积小 通常都藏在被控机械 的 肚子 里 它在整个装置中 起着有如人类头脑的作用 它出了毛病 整个装 置就瘫痪了 现在 这种 单片机的使用领域已十分广泛 如智能仪表 实时工控 通 讯设备 导航 系统 家用电器等 各种产品一旦用上了单片机 就能起到使产品升级 换 代的功效 常在产品名称前冠以形容词 智能型 如智能型洗衣机等 现 在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的某些产品 不是 电路太复杂 就是功能太简单且极易被仿制 究其原因 可能就卡在产品 未使用单片机或其它可编 程逻辑器件上 单片机历史 单片机诞生于 20 世纪 70 年代末 经历了 SCM MCU So C 三大阶段 起 初模型 1 SCM 即单片微型计算机 Si n g l e Ch i p Mi c r o c o m p u t e r 阶段 主要是 寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构 创新模式 获得 成功 奠 定了 SCM 与通用计算机完全不同的发展道路 在开创嵌入式系统独立发展 道路上 In t e l 公司功不可没 2 MCU 即微控制器 Mi c r o Co n t r o l l e r Un i t 阶段 主要的技术发展方 向是 不断扩展满足嵌入式应用时 对象系统要求的各种外围电路与接口 电路 突显其对象 的智能化控制能力 它所涉及的领域都与对象系统相关 因此 发展 MCU 的重任不 可避免地落在电气 电子技术厂家 从这一角度 来看 In t e l 逐渐淡出 MCU 的发展 也有其客观因素 在发展 MCU 方面 最 著名的厂家当数 Ph i l i p s 公司 Ph i l i p s 公司以其在嵌入式应用方面的巨大优势 将 MCS 51 从单片微 型计算机迅速发展到微 控制器 因此 当我们回顾嵌入式系统发展道路时 不要忘记 In t e l 和 Ph i l i p s 的 历史功绩 嵌入式系统 单片机是嵌入式系统的独立发展之路 向 MCU 阶段发展的重要因素 就是寻求应用系统在芯片上的最大化解决 因此 专用单片机的发展自然 形成了 So C 化趋势 随着微电子技术 IC 设计 EDA 工具的发展 基于 So C 的单片机应用 系统设计会有较大的发展 因此 对单片机的理解可以 从单片微型计算机 单片微控 制器延伸到单片应用系统 单片机的应用领域 目前单片机渗透到我们生活的各个领 域 几乎很难找到哪个领域没有 单片机的踪迹 导弹的导航装置 飞机上各种仪表的 控制 计算机的网络 通讯与数据传输 工业自动化过程的实时控制和数据处理 广泛 使用的各 种智能 IC 卡 民用豪华轿车的安全保障系统 录像机 摄像机 全自动洗 衣机的控制 以及程控玩具 电子宠物等等 这些都离不开单片机 更不 用说自动 控制领域的机器人 智能仪表 医疗器械了 因此 单片机的学 习 开发与应用将造 就一批计算机应用与智能化控制的科学家 工程师 单片机广泛应用于仪器仪表 家 用电器 医用设备 航空航天 专用 设备的智能化管理及过程控制等领域 大致可分 如下几个范畴 1 在 智能仪器 仪表上的应用 在 智能仪器仪表上的应用 单片机具 有体积小 功耗低 控制功能强 扩展灵活 微型化和使用 方便等优点 广泛应用于 仪器仪表中 结合不同类型的传感器 可实现诸 如电压 功率 频率 湿度 温度 p a g e 2 流量 速度 厚度 角度 长度 硬 度 元素 压力等物理量的测量 采用单片机控 制使得仪器仪表数字化 智能化 微型化 且功能比起采用电子或数字电路更加强大 例如精密的 测量设备 功率计 示波器 各种分析仪 2 在工业控制中的应用 在工业控制中的应用 用单片机可以构成形式多样的控制系统 数据采集系统 例如 工厂流 水线的智能化管 3 在家用电器中的应用 在家用电器中的应用 可以这样说 现在的家用电器基本上都采用了单片机控制 从电饭褒 洗衣机 电冰箱 空调机 彩电 其他音响视频器材 再到电子秤量设备 五花八门 无所不在 4 在计算机 网络和通信领域中的应用 在计算机网络和通信领域中的应用 现代的单片机普遍具备通信接口 可以很方便地与计算机进行数据通 信 为在 计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件 现在的 通信设备基本上都实 现了单片机智能控制 从手机 电话机 小型程控交 换机 楼宇自动通信呼叫系统 列车无线通信 再到日常工作中随处可见 的移动电话 集群移动通信 无线电对讲机 等 5 单片机在医用设备领域中的应用 单片机在医用设备领域中的应用 单片机在医 用设备中的用途亦相当广泛 例如医用呼吸机 各种分析 仪 监护仪 超声诊断设备 及病床呼叫系统等等 6 在各种大型电器中的模块化应用 在各种大型电器中的模块 化应用 某些专用单片机设计用于实现特定功能 从而在各种电路中进行模块 化应用 而不要求使用人员了解其内部结构 如音乐集成单片机 看似简 单的功能 微缩在 纯电子芯片中 有别于磁带机的原理 就需要复杂的 类似于计算机的原理 如 音 乐信号以数字的形式存于存储器中 类似于 ROM 由微控制器读出 转化为模拟音 乐电信号 类似于声卡 在大型电路中 这种模块化应用极大地缩小了体积 简化 了电路 降 低了损坏 错误率 也方便于更换 7 单片机在汽车设备领域中的应用 单片机在汽车设备领域中的应用 单片机在汽车电子中的应用非常广泛 例如汽车中 的发动机控制器 基于 CAN 总线的汽车发动机智能电子控制器 GPS 导航系统 a b s 防抱死 系统 制动系统等等 此外 单片机在工商 金融 科研 教育 国防航 空航天等领域都有着 十分广泛的用途 学习应用六大重要部分 单片机学习应用的六 大重要部分 总线 一 总线 我们知道 一个电路总是由元器件通过电线连接 而成的 在模拟电路 中 连线并不成为一个问题 因为各器件间一般是串行关系 各 器件之间 的连线并不很多 但计算机电路却不一样 它是以微处理器为核心 各器 件都要与微处理器相连 各器件之间的工作必须相互协调 所以需要的连 线就很多了 如果仍如同模拟电路一样 在各微处理器和各器件间单独连 线 则线的数量将多得 惊人 所以在微处理机中引入了总线的概念 各个 器件共同享用连线 所有器件的 8 根数据线全部接到 8 根公用的线上 即 相 当于各个器件并联起来 但仅这样还不行 如果有两个器件同时送出数 据 一个为 0 一个为 1 那么 接收方接收到的究竟是什么呢 这种情况 是不允许的 所以要 通过控制线进行控制 使器件分时工作 任何时候只 能有一个器件发送数据 可以有 多个器件同时接收 器件的数据线也就 被称为数据总线 器件所有的控制线被称为 控制总线 在单片机内部或者 外部存储器及其它器件中有存储单元 这些存储单元要 被分配地址 才能 使用 分配地址当然也是以电信号的形式给出的 由于存储单元比 较多 所以 用于地址分配的线也较多 这些线被称为地址总线 数据 地址 指 令 二 数据 地址 指令 之所以将这三者放在一起 是因为这三者的本 质都是一样的 数字 或者说都是一串 0 和 1 组成的序列 换言之 地址 指令也都是数据 指 令 由单片机芯片的设计者规定的一种数字 它与我们常用的指 令助记符 有着严格的一一对应关系 不可以由单片机的开发者更改 地址 是寻找 单片机内部 外部的存储单元 输入输出口的依据 内部单元的地址值已 由芯片设计 者规定好 不可更改 外部的单元可以由单片机开发者自行决 定 但有一些地址单元 是一定要有的 详见程序的执行过程 的第二功能用法 三 P0 口 P2 口 和 P3 的第二功能用法 初学时往往对 P0 口 P2 口和 P3 口的第二功能用法迷惑 不解 认为第 二功能和原功能之间要有一个切换的过程 或者说要有一条指令 事实 上 各端口的第二功能完全是自动的 不需要用指令来转换 如 P3 6 P3 7 分 别 是 WR RD 信号 当微片理机外接 RAM 或有外部 I O 口时 它们被用 作第二功能 不能作为通用 I O 口使用 只要一微处理机一执行到 MOVX 指令 就会有相应的信号 从 P3 6 或 P3 7 送出 不需要事先用指令说明 事 实上 不能作为通用 I O 口使 p a g e 3 用 也并不是 不能 而是 使用者 不会 将其作 为通用 I O 口使用 你完全 可以在指令中按排一条 SETB P3 7 的指令 并且 当单片机执行到这条指令时 也会 使 P3 7 变为高电平 但使用者不会这么 去做 因为这通常会导致系统的崩溃 四 程序的执行过程 单片机在通电复位后 8051 内的程序计数器 PC 中 的值为 0000 所 以程序总是从 0000 单元开始执行 也就是说 在系统的 RO M 中一定要存 在 0000 这个单元 并且在 0000 单元中存放的一定是一条指令 堆栈 五 堆栈 堆栈是一个区域 是用来存放数据的 这个区域本身没有任 何特殊之 处 就是内部 RAM 的一部份 特殊的是它存放和取用数据的方式 即所谓 的 先进后出 后进先出 并且堆栈有特殊的数据传输指令 即 PUSH 和 PO P 有一个特殊的专为其服务的单元 即堆栈指针 SP 每当执一次 PUSH 指令时 SP 就 在原来值的基础上 自动加 1 每当执行一次 POP 指令 SP 就 在原来 值的基础上 自动减 1 由于 SP 中的值可以用指令加以改变 所以只要在程序开始 阶段更改了 SP 的值 就可以把堆栈设置在规定的内存 单元中 如在程序开始时 用 一条 MOV SP 5FH 指令 就时把堆栈设置 在从内存单元 60H 开始的单元中 一般 程序的开头总有这么一条设置堆栈 指针的指令 因为开机时 SP 的初始值为 07H 这样就使堆栈从 08H 单元 开始往后 而 08H 到 1FH 这个区域正是 8031 的第二 三 四工作寄存器 区 经常要被使用 这会造成数据的混乱 不同作者编写程序时 初始化 堆栈指令也不完全相同 这是作者的习惯问题 当设置好堆栈区后 并不 意 味着该区域成为一种专用内存 它还是可以象普通内存区域一样使用 只是一般情况 下编程者不会把它当成普通内存用了 英文翻译 英文翻译 MCU De s c r i p t i o n SCM i s a l s o k n o w n a s m i c r o c o n t r o l l e r Mi c r o c o n t r o l l e r Un i t c o m m o n l y u s e d l e t t e r s o f t h e a c r o n y m MCU MCU t h a t i t w a s f i r s t u s e d i n i n d u s t r i a l c o n t r o l On l y a s i n g l e c h i p b y t h e CPU c h i p d e v e l o p e d f r o m a d e d i c a t e d p r o c e s s o r Th e f i r s t d e s i g n i s b y a l a r g e n u m b e r o f p e r i p h e r a l s a n d CPU o n a c h i p i n t h e c o m p u t e r s y s t e m s m a l l e r m o r e e a s i l y i n t e g r a t e d i n t o a c o m p l e x a n d d e m a n d i n g o n t h e v o l u m e c o n t r o l d e v i c e w h i c h INTEL s Z80 i s t h e f i r s t d e s i g n e d i n a c c o r d a n c e w i t h t h i s i d e a p r o c e s s o r t h e n o n t h e d e v e l o p m e n t o f m i c r o c o n t r o l l e r a n d d e d i c a t e d p r o c e s s o r s h a v e p a r t e d w a y s Ar e 8 b i t m i c r o c o n t r o l l e r e a r l y o r 4 b i t s On e o f t h e m o s t s u c c e s s f u l i s t h e INTEL 8031 f o r a s i m p l e r e l i a b l e a n d g o o d p e r f o r m a n c e w a s a l o t o f p r a i s e Th e n d e v e l o p e d i n 8031 o u t o f MCS51 MCU Sy s t e m s SCM s y s t e m s b a s e d o n t h i s s y s t e m u n t i l n o w i s s t i l l w i d e l y u s e d Wi t h t h e i n c r e a s e d r e q u i r e m e n t s o f i n d u s t r i a l c o n t r o l f i e l d b e g a n a 16 b i t m i c r o c o n t r o l l e r b e c a u s e t h e c o s t i s n o t s a t i s f a c t o r y b u t h a v e n o t b e e n v e r y w i d e l y u s e d Af t e r 90 y e a r s w i t h t h e g r e a t d e v e l o p m e n t o f c o n s u m e r e l e c t r o n i c s m i c r o c o n t r o l l e r t e c h n o l o g y h a s b e e n a h u g e i n c r e a s e Wi t h INTEL i 960 s e r i e s e s p e c i a l l y t h e l a t e r s e r i e s o f w i d e l y u s e d ARM 32 b i t m i c r o c o n t r o l l e r q u i c k l y r e p l a c e h i g h e n d 16 b i t MCU s t a t u s a n d e n t e r t h e m a i n s t r e a m m a r k e t Th e t r a d i t i o n a l 8 b i t m i c r o c o n t r o l l e r p e r f o r m a n c e h a v e b e e n t h e r a p i d i n c r e a s e c a p a c i t y i n c r e a s e c o m p a r e d t o 80 t h e n u m b e r o f t i m e s Cu r r e n t l y h i g h e n d 32 b i t m i c r o c o n t r o l l e r c l o c k e d o v e r 300MHz t h e p e r f o r m a n c e c a t c h i n g t h e m i d 90 s d e d i c a t e d p r o c e s s o r w h i l e t h e a v e r a g e m o d e l p r i c e s f a l l t o o n e U S d o l l a r s t h e m o s t h i g h e n d 1 m o d e l o n l y 10 d o l l a r s Mo d e r n SCM s y s t e m s a r e n o l o n g e r o n l y i n t h e d e v e l o p m e n t a n d u s e o f b a r e m e t a l e n v i r o n m e n t a l a r g e n u m b e r o f p r o p r i e t a r y e m b e d d e d o p e r a t i n g s y s t e m i s w i d e l y u s e d i n t h e f u l l r a n g e o f SCM Th e h a n d h e l d c o m p u t e r s a n d c e l l p h o n e s a s t h e c o r e p r o c e s s i n g o f h i g h e n d m i c r o c o n t r o l l e r c a n e v e n u s e a d e d i c a t e d Wi n d o w s a n d Li n u x o p e r a t i n g s y s t e m s SCM i s m o r e s u i t a b l e t h a n t h e s p e c i f i c p r o c e s s o r u s e d i n e m b e d d e d s y s t e m s s o i t w a s u p t o t h e a p p l i c a t i o n In f a c t t h e n u m b e r o f SCM i s t h e w o r l d s l a r g e s t c o m p u t e r Mo d e r n h u m a n l i f e u s e d i n a l m o s t e v e r y p i e c e o f e l e c t r o n i c a n d m e c h a n i c a l p r o d u c t s w i l l b e i n t e g r a t e d s i p a g e 4 n g l e c h i p Ph o n e t e l e p h o n e c a l c u l a t o r h o m e a p p l i a n c e s e l e c t r o n i c t o y s h a n d h e l d c o m p u t e r s a n d c o m p u t e r a c c e s s o r i e s s u c h a s a m o u s e w i t h a 1 2 i n b o t h t h e De p a r t m e n t o f SCM Pe r s o n a l c o m p u t e r w i l l h a v e a l a r g e n u m b e r o f SCM i n t h e w o r k Ge n e r a l c a r w i t h m o r e t h a n 40 SCM c o m p l e x i n d u s t r i a l c o n t r o l s y s t e m s m a y e v e n h a v e h u n d r e d s o f SCM i n t h e s a m e t i m e w o r k SCM i s n o t o n l y f a r e x c e e d s t h e n u m b e r o f PC a n d o t h e r c o m p u t i n g t h e s u m o r e v e n m o r e t h a n t h e n u m b e r o f h u m a n b e i n g s Si n g l e c h i p a l s o k n o w n a s s i n g l e c h i p m i c r o c o n t r o l l e r i t i s n o t c o m p l e t e a c e r t a i n l o g i c c h i p s b u t t o a c o m p u t e r s y s t e m i n t e g r a t e d i n t o a c h i p Eq u i v a l e n t t o a m i c r o c o m p u t e r a n d c o m p u t e r t h a n j u s t t h e l a c k o f a m i c r o c o n t r o l l e r I O d e v i c e s Ge n e r a l t a l k a c h i p b e c o m e s a c o m p u t e r It s s m a l l s i z e l i g h t w e i g h t c h e a p f o r t h e s t u d y a p p l i c a t i o n a n d d e v e l o p m e n t o f f a c i l i t i e s p r o v i d e d At t h e s a m e t i m e l e a r n i n g t o u s e t h e MCU i s t o u n d e r s t a n d t h e p r i n c i p l e a n d s t r u c t u r e o f t h e c o m p u t e r t h e b e s t c h o i c e SCM a n d t h e c o m p u t e r f u n c t i o n s i n t e r n a l l y w i t h s i m i l a r m o d u l e s s u c h a s CPU m e m o r y p a r a l l e l b u s t h e s a m e e f f e c t a s w e l l a n d h a r d d i s k m e m o r y d e v i c e s a n d d i f f e r e n t i s i t s p e r f o r m a n c e o f t h e s e c o m p o n e n t s w e r e r e l a t i v e l y w e a k m a n y o f o u r h o m e c o m p u t e r b u t t h e p r i c e i s l o w u s u a l l y n o t m o r e t h a n 10 y u a n y o u c a n d o w i t h i t s o m e c o n t r o l f o r a c l a s s i s n o t v e r y c o m p l i c a t e d e l e c t r i c a l w o r k i s e n o u g h o f We a r e u s i n g a u t o m a t i c d r u m w a s h i n g m a c h i n e s m o k e h o o d VCD a n d s o o n a p p l i a n c e s w h i c h c o u l d s e e i t s s h a d o w It i s p r i m a r i l y a s a c o n t r o l s e c t i o n o f t h e c o r e c o m p o n e n t s It i s a n o n l i n e r e a l t i m e c o n t r o l c o m p u t e r c o n t r o l l i n e i s t h a t t h e s c e n e i s n e e d e d i s a s t r o n g e r a n t i j a m m i n g a b i l i t y l o w c o s t a n d t h i s i s a n d o f f l i n e c o m p u t e r s u c h a s h o m e PC t h e m a i n d i f f e r e n c e Si n g l e c h i p MCU i s t h r o u g h r u n n i n g a n d c a n b e m o d i f i e d Th r o u g h d i f f e r e n t p r o c e d u r e s t o a c h i e v e d i f f e r e n t f u n c t i o n s i n p a r t i c u l a r s p e c i a l u n i q u e f e a t u r e s t h i s i s a n o t h e r d e v i c e m u c h e f f o r t n e e d s t o b e d o n e s o m e g r e a t e f f o r t s a r e v e r y d i f f i c u l t t o d o A n o t v e r y c o m p l e x f u n c t i o n s i f t h e 50 s w i t h t h e Un i t e d St a t e s d e v e l o p e d 74 s e r i e s o r t h e 60 s CD4000 s e r i e s o f t h e s e p u r e h a r d w a r e b u t t o n e d t h e n t h e c i r c u i t m u s t b e a l a r g e PCB b o a r d Bu t i f t h e Un i t e d St a t e s i f t h e 70 s w i t h a s e r i e s o f s u c c e s s f u l SCM m a r k e t t h e r e s u l t w i l l b e a d r a s t i c c h a n g e Ju s t b e c a u s e y o u a r e p r e p a r e d b y m i c r o c o m p u t e r p r o g r a m s c a n a c h i e v e h i g h i n t e l l i g e n c e h i g h e f f i c i e n c y a n d h i g h r e l i a b i l i t y As t h e m i c r o c o n t r o l l e r o n t h e c o s t s e n s i t i v e s o n o w t h e d o m i n a n t s o f t w a r e o r t h e l o w e s t l e v e l a s s e m b l y l a n g u a g e w h i c h i s t h e l o w e s t l e v e l i n a d d i t i o n t o m o r e t h a n b i n a r y m a c h i n e c o d e l a n g u a g e a n d a s s o l o w w h y i s t h e u s e Ma n y h i g h l e v e l l a n g u a g e h a s r e a c h e d t h e l e v e l o f v i s u a l p r o g r a m m i n g Wh y i s n o t i t Th e r e a s o n i s s i m p l y t h a t t h e r e i s n o h o m e c o m p u t e r a s a s i n g l e c h i p CPU n o t a s h a r d a s a m a s s s t o r a g e d e v i c e A v i s u a l i z a t i o n o f s m a l l h i g h l e v e l l a n g u a g e p r o g r a m w h i c h e v e n i f o n l y o n e b u t t o n w i l l r e a c h t e n s o f K o f s i z e Fo r t h e h o m e PC s h a r d d r i v e i n t e r m s o f n o t h i n g b u t i n t e r m s o f t h e MCU i s n o t a c c e p t a b l e SCM i n t h e u t i l i z a t i o n o f h a r d w a r e r e s o u r c e s t o b e v e r y h i g h f o r t h e j o b s o a l t h o u g h t h e o r i g i n a l i s s t i l l i n t h e c o m p i l a t i o n o f a l o t o f u s e Th e s a m e t o k e n i f t h e g i a n t c o m p u t e r o p e r a t i n g s y s t e m a n d a p p l i c a t i o n s r u n u p t o g e t h o m e PC h o m e PC a l s o c a n n o t a f f o r d t o Ca n b e s a i d t h a t t h e t w e n t i e t h c e n t u r y a c r o s s t h e t h r e e p o w e r e r a t h a t i s t h e a g e o f e l e c t r i c i t y t h e e l e c t r o n i c a g e a n d h a s e n t e r e d i n t o t h e c o m p u t e r a g e Ho w e v e r t h i s c o m p u t e r u s u a l l y r e f e r s t o t h e p e r s o n a l c o m p u t e r r e f e r r e d t o a s PC It c o n s i s t s o f t h e h o s t k e y b o a r d m o n i t o r a n d o t h e r c o m p o n e n t s An o t h e r t y p e o f c o m p u t e r m o s t p e o p l e d o n o t k n o w h o w Th i s c o m p u t e r i s t o g i v e a l l k i n d s o f i n t e l l i g e n t m a c h p a g e 5 i n e s s i n g l e c h i p a l s o k n o w n a s m i c r o c o n t r o l l e r As t h e n a m e s u g g e s t s t h i s c o m p u t e r s y s t e m t o o k o n l y a m i n i m a l i n t e g r a t e d c i r c u i t c a n b e a s i m p l e o p e r a t i o n a n d c o n t r o l Be c a u s e i t i s s m a l l u s u a l l y h i d d e n i n t h e c h a r g e d m e c h a n i c a l s t o m a c h i n It i s i n t h e d e v i c e l i k e t h e h u m a n b r a i n p l a y s a r o l e i t g o e s w r o n g t h e w h o l e p l a n t w a s p a r a l y z e d No w t h i s m i c r o c o n t r o l l e r h a s a v e r y b r o a d f i e l d o f u s e s u c h a s s m a r t m e t e r s r e a l t i m e i n d u s t r i a l c o n t r o l c o m m u n i c a t i o n s e q u i p m e n t n a v i g a t i o n s y s t e m s a n d h o u s e h o l d a p p l i a n c e s On c e a l l k i n d s o f p r o d u c t s w e r e u s i n g SCM c a n s e r v e t o u p g r a d e t h e e f f e c t i v e n e s s o f p r o d u c t s o f t e n i n t h e p r o d u c t n a m e p r e c e d e d b y t h e a d j e c t i v e i n t e l l i g e n t s u c h a s i n t e l l i g e n t w a s h i n g m a c h i n e s No w s o m e t e c h n i c a l p e r s o n n e l o f f a c t o r i e s o r o t h e r a m a t e u r e l e c t r o n i c s d e v e l o p e r s t o e n g a g e i n o u t o f c e r t a i n p r o d u c t s n o t t h e c i r c u i t i s t o o c o m p l i c a t e d t h a t f u n c t i o n i s t o o s i m p l e a n d c a n e a s i l y b e c o p i e d Th e r e a s o n m a y b e s t u c k i n t h e p r o d u c t d i d n o t u s e a m i c r o c o n t r o l l e r o r o t h e r p r o g r a m m a b l e l o g i c d e v i c e SCM h i s t o r y SCM w a s b o r n i n t h e l a t e 20t h c e n t u r y 70 e x p e r i e n c e d SC M MCU 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