电气专业英语（第4版）课件 unit 3 Simple Electric Circuit;unit 4 Microcontroller

SimpleElectricCircuit

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3

电气工程专业英语教程

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参考译文NewWordsNewWordsNewWordsPhrasesListeningtoTextA[1]Asimpleelectriccircuitconsistsofavoltagesource,sometypeofload,andaconductortoallowelectronstoflowbetweenthevoltagesourceandtheload.Notes原句本句中的谓语动词是consistof，意为“由……组成”。toallowelectronstoflowbetweenthevoltagesourceandtheload修饰的是conductor，表明是什么样的导线，而不是整个句子。本句意为：一个简单的电路包括电源、某些类型的负载和一条让电子在电源和负载之间流动的导线。讲解[2]Tousethetriangle,coverthevalueyouwanttocalculate.Theremaininglettersmakeuptheformula.Notes原句这两个句子关系紧密，要联系起来理解。后一个句子表明的是使用三角形，盖住要计算的值的结果，剩下的字母组成公式。Tousethetriangle是一个动词不定式短语，作目的状语，修饰cover。youwanttocalculate是一个定语从句，修饰和限定thevalue。makeup的意思是“组成，构成”。本句意为：要利用这个三角形，盖住你想要计算的值。用剩下的字符组成公式。讲解[3]Aseriescircuitisformedwhenanumberofresistorsareconnectedend-to-endsothatthereisonlyonepathforcurrenttoflow.Notes原句本句中的end-to-end不能凭字面理解为尾对尾，而是首尾相连的意思。sothatthereisonlyonepathforcurrenttoflow是一个结果状语从句。whenanumberofresistorsareconnectedend-to-end是一个条件状语从句。本句意为：当多个电阻首尾相连，电流只有一条路径流动时，就形成了串联电路。讲解[4]AGermanphysicist,Kirchhoff,formulatedalawwhichstatesthesumofthevoltagedropsacrosstheresistancesofaclosedcircuitequalsthetotalvoltageappliedtothecircuit.Notes原句这是一个多层从句的句子。全句的主语是AGermanphysicist，谓语是formulated，宾语是alaw，Kirchhoff是同位语。which引导的定语从句修饰alaw。在该定语从句中，which做主语，states是谓语动词，states后又是一个宾语从句，省略了引导词that。在这个宾语从句中，主语为thesumofthevoltagedrops，谓语为equals，宾语为thetotalvoltage。本句意为：德国物理学家基尔霍夫提出了一个定律：整个回路中各个电阻器上的电压降的总和等于给这个回路提供的电压。讲解[5]Ifvoltageweremeasuredacrossanysingleresistor,thevoltmeterwouldread3V.Notes原句注意，“表的读数为……”的表达是本句中的voltmeterwouldread，而不是voltmeterwouldberead。read应理解“显示，指示”。例如，Thedialreads32.刻度显示出32。本句意为：如果测量任何单个电阻器上的电压，电压表的读数都会是3V。讲解简单电路1．电路电流、电压和电阻之间存在最基本的关系。一个简单的电路包括电源、某些类型的负载和一条让电子在电源和负载之间流动的导线。在下面的电路中，电池提供电压源、电线用作导体、灯泡提供电阻。开关作为电路的附加元件，由此形成一个完整的电路。如果开关断开，电路不通，电灯将不亮。闭合开关，电路接通，则电子通过灯泡从负极流向正极。2．电路示意图下面是一个电路示意图，包括1个电池、1个电阻、1个电压表和1个电流表。电流表串联在电路中，用于显示有多大的电流流过电路。电压表跨接于电压源，用于显示电池提供多大的电压。在分析一个电路的组成之前，我们先了解欧姆定律。参考译文3．欧姆定律19世纪德国数学家乔治·西蒙·欧姆研究了电流、电压和电阻之间的关系。欧姆提出了一个定律，即电流与电压成正比，与电阻成反比。从该定律可以导出下面的公式。（公式略）欧姆定律是适用于全部电路的基本定律。电气设计者必须决定对于给定的负载需要多大的电压，比如计算机、时钟、灯和电动机。这种决定必定涉及电流、电压和电阻之间的关系。所有的电气设计和分析都是由欧姆定律开始的。有以下3种表达欧姆定律的数学方法。（公式略）使用哪个公式决定于开始知道什么，以及需要知道什么。参考译文4．欧姆定律三角形有一种简单的方法来记忆使用哪个公式。通过将电流、电压和电阻安排在一个三角形中，就可以迅速确定正确的公式。（图略）5．利用三角形要利用这个三角形，盖住你想要计算的值。用剩下的字符组成公式。（图略）只有在使用正确的值时欧姆定律才能给出正确的答案。记住下面的3个规则：电流总是用安培表示的；电压总是用伏特表示的；

电阻总是用欧姆表示的。参考译文直流串联电路1．在串联电路中的电阻当多个电阻首尾相连，电流只有一条路径流动时，就形成了串联电路。电阻可以是实际的电阻器或者是有电阻的其他设备。插图显示4个电阻首尾连接。电流有一条路径，从电池负极经R4、R3、R2、R1返回正极。如图3-3（图略）2．串联电阻公式在串联电路中阻值是相加的。如图3-4如果1个4欧姆的电阻器同1个6的电阻器连在一起，总电阻值是10欧姆。别的有阻抗的设备串联也是这样的。电阻串联的数学公式是（公式略）参考译文给出的串联电路中，R1是11k，R2是2k，R3是2k，R4是100，R5是1k，电路的总电阻是多少？（计算过程略）3．串联电路的电流串联电路中总电阻的公式使我们能够简化电路。利用欧姆定律就可以计算出电流的值。在串联电路中的任何地方测量电流的值都是相同的。（公式及图略）4．串联电路中的电压可以通过电路中每个电阻器来测量电压。电阻器上的电压称为压降。德国物理学家基尔霍夫阐述了一个定律：整个回路中各个电阻器上的电压降的总和等于给这个回路提供的电压。在下面的示意图中，4个阻值都为1.5的电阻串联起来连接一个12V的电池。根据欧姆定律可以知道每个电阻器上“下降”相等的电压。（图略）参考译文首先，求解总电阻。（公式及计算略）第二，求解电流。（公式及计算略）第三，求解任意电阻上的电压。（公式及计算略）如果测量任何单个电阻器上的电压，电压表的读数都会是3V。如果测量R3和R4组合上的电压，电压表的读数是6V。如果测量R2、R3和R4组合上的电压，电压表的读数是9V。如果将4个电阻器上的电压降加起来，其和将是给电路提供电压的电池的电压，即12V。5．串联电路上电压的划分人们往往希望使用低于供电电压的电压。为此，可以使用电压分配器。电池电压用UI表示，本例中为50V。希望得到的电压用UO表示。通过计算得出是40V。为了计算这个电压，首先求解总电阻。（公式及计算略）第二，求解电流。公式及计算略）最后，求解电压。（公式及计算略）参考译文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】根据课文内容，回答以下问题。KeystoExercises【Ex.2】根据下面的英文解释，写出相应的英文词汇。circuit,switch,terminal,voltmeter,ammeter,lamp,motor,physicist,potential,meter1）电源既可以是像9V电池一样简单，也可以像实验室的精确电源一样复杂。2）可变电阻器是常用的元件。它有一个刻度盘或一个旋钮用于改变电阻，在很多场合是非常有用的。3）二极管是一种只允许电流以一个方向流过的元件。它有一个正极和一个负极。4）LED使用一种特殊材料，当电流流过时会发光。5）字母L代表电感，最简单的电感器由一段导线组成。KeystoExercises【Ex.3】把下列句子翻译为中文。6）两个金属板之间由非导电材料隔开，形成一个简单的电容器。7）电容的充电时间同它的电容值和阻抗值成正比。8）当交流电流过一个电感，会产生一个反向的电动势或电压来阻止原来电流的变化。9）电抗是一种抵制或阻止电感器或电容器中的交流电流或交流电压的属性。10）为了沿着一根导线产生电子漂移或电流，导线的两端必须有不同的“压力”或电位。KeystoExercises【Ex.3】把下列句子翻译为中文。开关是一种根据开关的位置来接通或断开电路的设备。对于电灯开关，ON意味着接通（电流流过开关，灯点亮）。当开关在OFF状态，这意味着开路（没有电流流过，灯熄灭）。当开关是ON时，它看起来和起的作用就像一条导线。当开关是OFF时，就相当于导线没有连接。KeystoExercises-【Ex.4】把下列短文翻译成中文。KeystoExercises【Ex.6】根据文章所提供的信息判断正误。1)(F)2)(T)3)(F)4)(T) 5)(F)6)(T)7)(F)8)(T)9)(F)

10)(T)Microcontroller

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参考译文PhrasesNewWordsNewWordsPhrasesPhrasesAbbreviationsAbbreviationsListeningtoTextA[1]Thetemporaryinformationthatthemicrocontrollerreceivesisstoredinitsdatamemory,wheretheprocessoraccessesitandusesinstructionsstoredinitsprogrammemorytodecipherandapplytheincomingdata.Notes原句本句中，主语是Thetemporaryinformation，谓语是isstored，initsdatamemory是地点状语。thatthemicrocontrollerreceives是一个定语从句，修饰和限定主语。wheretheprocessoraccessesitandusesinstructionsstoredinitsprogrammemorytodecipherandapplytheincomingdata是一个非限定性定语从句，副词where，指代initsdatamemory，对其进行补充说明。讲解[1]Thetemporaryinformationthatthemicrocontrollerreceivesisstoredinitsdatamemory,wheretheprocessoraccessesitandusesinstructionsstoredinitsprogrammemorytodecipherandapplytheincomingdata.Notes原句英语中副词where和when可以引导一个非限定性定语从句。where在非限制性定语从句中作地点状语，指代主句中表示地点的词语。when在非限制性定语从句中作时间状语，指代主句中表示时间的词语。例如：TheywenttoLondon,wheretheylivedforsixmonths.他们去了伦敦，在那儿呆了六个月的时间。讲解[1]Thetemporaryinformationthatthemicrocontrollerreceivesisstoredinitsdatamemory,wheretheprocessoraccessesitandusesinstructionsstoredinitsprogrammemorytodecipherandapplytheincomingdata.Notes原句HewillputoffthepicnicuntilMay1st,whenhewillbefree.他将把郊游推迟到5月1号，那时他将有空。本句意为：微控制器接收到的临时信息存储在其数据存储器中，在数据存储器中，处理器访问该信息并使用存储在程序存储器中的指令来解读和应用输入的数据。讲解[2]Amicrocontroller'smemoryisusedtostorethedatathattheprocessorreceivesandusestorespondtoinstructionsthatit'sbeenprogrammedtocarryout.Notes原句本句中，tostorethedatathattheprocessorreceivesanduses是一个动词不定式短语，作目的状语，修饰主句的谓语isused。在该短语中，thattheprocessorreceivesanduses是一个定语从句，修饰和限定thedata。torespondtoinstructionsthatit'sbeenprogrammedtocarryout也是一个动词不定式短语，作目的状语，修饰tostore。thatit'sbeenprogrammedtocarryout是也一个定语从句，修饰和限定instructions。本句意为：微控制器的存储器用于存储处理器接收并使用的数据，来响应编程的要执行的指令。讲解[3]Generally,microcontrollersaredesignedtobereadilyusablewithoutadditionalcomputingcomponentsbecausetheyaredesignedwithsufficientonboardmemoryaswellasofferingpinsforgeneralI/Ooperations,sotheycandirectlyinterfacewithsensorsandothercomponents.Notes原句本句中，becausetheyaredesignedwithsufficientonboardmemoryaswellasofferingpinsforgeneralI/Ooperations,sotheycandirectlyinterfacewithsensorsandothercomponents是一个原因状语从句，修饰主句的谓语。在该从句中，sotheycandirectlyinterfacewithsensorsandothercomponents是一个目的状语从句，修饰从句的谓语。本句意为：一般来说，微控制器被设计为易于使用，无需额外的计算部件，因为它们设计有足够的板载内存，并提供用于一般I/O操作的引脚，因此它们可以直接与传感器和其他部件连接。讲解[4]WhileCISCiseasiertoimplementandmoreefficientinmemoryuse,itmayleadtoperformancedegradationduetothehighernumberofclockcyclesneededtoexecuteinstructions.Notes原句本句中，WhileCISCiseasiertoimplementandmoreefficientinmemoryuse是一个让步状语从句，修饰主句的谓语。duetothehighernumberofclockcyclesneededtoexecuteinstructions是一个原因状语，也修饰主句的谓语。neededtoexecuteinstructions是一个过去分词短语，作定语，修饰和限定thehighernumberofclockcycles。本句意为：虽然CISC更容易实现并且内存使用效率更高，但由于执行指令所需的时钟周期数较多，它可能会导致性能下降。讲解[5]Noiseinthiscontextmeansambiguousvaluesthatcannotbereadilytranslatedintostandarddigitalvalues.Notes原句[5]Noiseinthiscontextmeansambiguousvaluesthatcannotbereadilytranslatedintostandarddigitalvalues.本句中，inthiscontext是一个介词短语，作定语，修饰和限定Noise。thatcannotbereadilytranslatedintostandarddigitalvalues是一个定语从句，修饰和限定ambiguousvalues。本句意为：在这种情况下，噪声意味着不明确的值，无法轻易转换为标准数字值。讲解微控制器微控制器是一种紧凑的集成电路，旨在管理嵌入式系统中的特定操作。典型的微控制器包括单个芯片上的处理器、存储器和输入/输出(I/O)外设。微控制器有时被称为嵌入式控制器或微控制器单元(MCU)，广泛应用于车辆、机器人、办公机器、医疗器械、移动无线电收发器、自动售货机和家用电器等设备中。它们本质上是简单的微型个人计算机(PC)，旨在控制较大部件的小功能，它们没有复杂的前端操作系统(OS)。1.微控制器如何工作？微控制器嵌入系统内部以控制设备中的特定功能。它通过使用中央处理器解释从I/O外设接收的数据来实现这一点。微控制器接收到的临时信息存储在其数据存储器中，在数据存储器中，处理器访问该信息并使用存储在程序存储器中的指令来解读和应用输入的数据。然后，它使用其I/O外围设备进行通信并执行适当的操作。参考译文微控制器广泛用于各种系统和设备。设备通常利用其中的多个微控制器协同工作来处理各自的任务。例如，一辆汽车可能有许多微控制器，用于控制内部的各种单独系统，例如防抱死制动系统、牵引力控制、燃油喷射或悬架控制。所有微控制器相互通信以告知正确的操作。有些可能与汽车内更复杂的中央计算机通信，而另一些可能仅与其他微控制器通信。它们使用I/O外设发送和接收数据，并处理该数据以执行指定的任务。2.微控制器由哪些元件组成？2.1处理器（CPU）处理器可以被视为该设备的大脑。它处理并响应指导微控制器功能的各种指令。这涉及执行基本算术运算、逻辑运算和I/O操作。它还执行数据传输操作，并将命令传递给大型嵌入式系统中的其他组件。参考译文2.2存储器微控制器的存储器用于存储处理器接收并使用的数据，来响应编程的要执行的指令。微控制器的存储器有两种主要类型：•程序存储器，它存储有关CPU执行的指令的长期信息。程序存储器是非易失性存储器，这意味着它可以在不需要电源的情况下长期保存信息。•数据存储器，它是在执行指令时用于临时数据存储所需的存储器。数据存储器是易失性的，这意味着它保存的数据是临时的，并且只有在设备连接到电源时数据才会被存储。2.3输入/输出外设输入和输出设备是处理器与外界的接口。输入端口接收信息并将其以二进制数据的形式发送到处理器。处理器接收该数据并将必要的指令发送到执行微控制器外部任务的输出设备。虽然处理器、存储器和I/O外设是微处理器的典型元件，但常常还包含其他元件。I/O外设一词本身仅指与内存和处理器连接的支持组件。有许多支持组件可以归类为外围设备。参考译文2.4模数转换器（ADC）ADC是将模拟信号转换为数字信号的电路。它让微控制器中心的处理器与外部模拟设备（例如传感器）连接。2.5数模转换器（DAC）DAC的功能与ADC相反，并让微控制器中心的处理器将其输出信号传送到外部模拟部件。2.6系统总线系统总线是将微控制器的所有组件连接在一起的连接线。2.7串行端口串行端口是I/O端口的一个示例，它把微控制器连接到外部部件。它具有与USB或并行端口类似的功能，但交换信息的方式有所不同。参考译文3.微控制器的特点微控制器的处理器会因应用而异。选项范围从简单的4位、8位或16位处理器到更复杂的32位或64位处理器。微控制器可以使用易失性存储器和非易失性存储器。易失性存储器类型包括随机存取存储器(RAM)，非易失性存储器类型包括闪存、可擦除可编程只读存储器(EPROM)和电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)。一般来说，微控制器被设计为易于使用，无需额外的计算部件，因为它们设计有足够的板载内存，并提供用于一般I/O操作的引脚，因此它们可以直接与传感器和其他部件连接。微控制器架构可以基于哈佛架构或冯•诺依曼架构，两者提供了在处理器和存储器之间交换数据的不同方法。在哈佛架构中，数据总线和指令是分开的，允许同时传输。对于冯•诺依曼架构，数据和指令用的是同一条总线。参考译文微控制器处理器可以基于复杂指令集计算(CISC)或精简指令集计算(RISC)。虽然CISC更容易实现并且内存使用效率更高，但由于执行指令所需的时钟周期数较多，它可能会导致性能下降。RISC处理器简化了指令集，从而提高了设计的简单性。当微控制器首次面世时，它们仅使用汇编语言。如今，C编程语言是一种流行的选择。其他常见的微处理器语言包括Python和JavaScript。MCU具有输入和输出引脚来实现外设功能。这些功能包括模数转换器、液晶显示（LCD）控制器、实时时钟（RTC）、通用同步/异步收发器（USART）、定时器、通用异步收发器（UART）以及通用串行总线（USB）的连接。4.常用微控制器•IntelMCS-51，通常称为8051微控制器，于1985年首次开发；•Atmel于1996年开发的AVR微控制器；•MicrochipTechnology的可编程接口控制器（PIC）；和•各种获得许可的高级精简指令集计算机（ARM）微控制器。参考译文5.微控制器的应用微控制器用于多个行业和应用领域，包括家庭和企业、楼宇自动化、制造业、机器人、汽车、照明、智能能源、工业自动化、通信和物联网(IoT)部署。微控制器的一个非常具体的应用是用作数字信号处理器。输入的模拟信号常常带有一定程度的噪声。在这种情况下，噪声意味着不明确的值，无法轻易转换为标准数字值。微控制器可以使用其ADC和DAC将输入的有噪声的模拟信号转换为干净的输出数字信号。最简单的微控制器可促进日常便利用品中机电系统的操作，例如烤箱、冰箱、烤面包机、移动设备、遥控钥匙、视频游戏系统、电视和草坪浇水系统。它们在复印机、扫描仪、传真机和打印机等办公设备以及智能电表、ATM和安全系统中也很常见。更复杂的微控制器在飞机、航天器、远洋船舶、车辆、医疗和生命支持系统以及机器人中执行关键功能。参考译文6.影响微控制器选择的因素为特定应用选择微控制器时，需要考虑以下几个因素：•处理能力：任务的复杂性决定了微控制器所需的处理能力，这会影响在8位、16位或32位微控制器之间的选择。•内存容量：足够的内存对于存储程序代码、数据和变量至关重要。具有较大代码库或数据存储要求的应用程序需要更多内存。•外设支持：根据应用，必须考虑所需的外设，例如ADC、DAC、定时器、通信接口。•电源效率：电池供电的设备需要选择优化后低功耗的微控制器，以延长电池寿命。•成本：项目预算额度可能会影响微控制器的选择，因为高性能微控制器往往更昂贵。参考译文1)Amicrocontrollerisacompactintegratedcircuitdesignedtogovernaspecificoperationinan

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