1、研 究 型 课 程 教 材E M 7 8 4 4 7 B 单 片 机应 用 研 究 与 制 作黄 勇 主 编北 京 航 空 航 天 大 学 出 版 社内 容 简 介本 书 是 一 本 通 过 单 片 机 应 用 实 践 来 学 习 计 算 机 硬 件 的 基 础 教 材 , 实 践 性 和 趣 味 性 较 强 , 目 的 在 于 增 加 学生 兴 趣 , 提 高 动 手 能 力 和 培 养 创 新 意 识 。第一 章 为 微 处 理 器 概 述 ; 第 二 章 和 第 三 章 以 EM78447B 单片 机 为 例 讲 解 结 构 、 语 言 、 编 程 和 仿 真 器 、 写 入 器 的 使
2、 用 ; 第 四 章 通过 基 础 应 用 实 例 讲 解 输 入 输 出 、 定 时 器 和 中 断 的 原 理 , 包 括 LED 闪 烁 、 七 段 数 码 管 显 示 、 按 键输 入 、 发 声音 和 按 键 中 断 报 警 实 验 等 ; 第 五 章 通 过 综 合 应 用 实 例 讲 解 传 感 器 及 其 接 口 的 综 合 应 用 和 组 成 设 计 方 法 , 包 括 红 外遥 控 、 光 电 信号 检 测 、 电动 机 控 制 和 光 电 自 动 轨 迹 跟踪 车 原 理 实 验 等 。 本 书 的实 验 安 排 与 教 学 同 步 , 所 设 计 的 实 验 板 也 可
3、 以 作 为 部 件 用 到 学 生 科 技 制 作 当 中 去 。本书 可 以 作 为 高 等 院 校 、 高 等 职 业 院 校 关 于计 算 机 应 用 基 础 ( 硬 件 ) 方 面 的 教 材 , 或 者 作 为 中 等 职 业 学 校单 片 机 原 理 课 程 学 习 的 教 材 , 本 书 也 可 以 作 为 有 条 件 的 高 级 中 学 的 研 究 型 课 程 教 材 。 由 于 本 书 内 容 较 为 具体 , 叙 述 深 入 浅 出 , 附 有 程 序 光 盘 , 因 此 还 可以 作 为 科 技 人 员 、 中 学 教 师 和 计 算 机 爱 好者 自 学 使 用 。图
4、 书 在 版 编 目 ( CIP ) 数 据EM 78447B 单 片 机 应 用 研 究 与 制 作 / 黄 勇 主 编 .北 京 :北 京 航 空 航 天 大 学 出 版 社 , 2002 .3ISBN 7 81077 145 0 . E . 黄 . 单 片 微 型 计 算 机 , E M78447B教 材 . T P368 .1中 国 版 本 图 书 馆 CIP 数 据 核 字 (2002) 第 012419 号EM78447B单 片 机 应 用 研 究 与 制 作 黄 勇 主 编 责 任 编 辑 刘 宝 俊北 京 航 空 航 天 大 学 出 版 社 出 版 发 行北 京 市 海 淀 区
5、 学 院 路 37 号 ( 1 00 0 83 ) 发 行 部 电 话 : 8 23 1 7 02 4 发 行 部 传 真 : 82 3 2 80 2 6 h t t p :/ / www .b ua apr es s .com .cnE m ail : pres sell p u b lica .bj .cni nfo .ne t河 北 省 涿 州 市 新 华 印 刷 厂 印 刷 各 地 书 店 经 销*开 本 : 78 7 9 60 1/ 16 印 张 : 11 .25 字 数 : 25 2 千 字2 00 2 年 3 月 第 1 版 2 00 2 年 3 月 第 1 次 印 刷 印 数
6、: 4 00 0 册ISB N 7 8 1 07 7 1 4 5 0/ T P 0 81 定 价 : 23 .00 元序实 践 证 明 , 通 过 微 处 理 器 ( 或 单 片 计 算 机 ) 的 应 用 实 践 来 学 习 计 算 机 硬 件 基 础 知 识 是 一 条捷 径 , 因 为 单 片 机 虽 然 小 , 但 它 集 成 了 中 央 处 理 器 CP U、 存 储 器 和 多 种 功 能 的 I/ O , 是 计 算 机 的 一 个 缩 影 , 很 适 合 于 计 算 机 的 硬 件 教 学 、 应 用 实 验 和 科 技 制 作 。 在 这 方 面 华 东 师 范 大 学 信
7、息 学 院 的 教 师 做 了 许 多 有 益 的 研 究 和 实 践 , 他 们 编 写 的 这 本 书 以 E M78447B 单 片 机 为 应 用 实 例 , 把 学 习 单 片 机 基 础 知 识 、 培 养 兴 趣 、 应 用 实 验 和 科 技 制 作 结 合 起 来 , 做 完 实 验 以 后 , 实 验 板本 身 又 可 以 安 装 到 科 技 作 品 中 去 , 这 是 一 个 好 办 法 。记 得 在 20 世 纪 六 七 十 年 代 的 时 候 , 青 少 年 开 展 无 线 电 和 电 视 等 科 技 制 作 活 动 还 是 比 较 多 的 。 每 逢 举 办 学 生
8、 科 技 作 品 展 览 时 都 有 许 多 好 作 品 , 参 观 的 师 生 络 绎 不 绝 , 令 众 人 流 连 忘 返 。 那 时 的 物 质 条 件 和 现 在 相 比 要 差 多 了 , 要 攒 好 几 个 月 的 零 花 钱 才 能 买 上 一 个 电 子 管 或 一 把 电烙 铁 , 或 者 买 上 一 些 参 考 书 、 无 线 电 杂 志 等 。 那 时 虽 然 比 较 艰 苦 , 但 是 许 多 学 生 不 畏 艰 难 , 锲 而 不 舍 , 终 于 做 出 了 许 多 优 异 的 成 绩 。 这 些 学 生 当 中 有 许 多 人 后 来 就 成 为 在 电 子 或
9、计 算 机 科 学领 域 等 方 面 很 有 成 就 的 科 学 家 或 企 业 家 , 当 他 们 在 谈 及 自 己 的 成 长 道 路 时 , 个 个 都 会 满 怀 深 情 地 回 忆 起 那 些 难 忘 的 日 子 。 由 此 可 以 看 出 , 一 个 人 在 青 少 年 时 代 的 科 技 活 动 对 他 一 生 的 影 响有 多 么 巨 大 。我 认 为 让 青 少 年 学 生 从 小 就 学 习 单 片 机 , 学 习 一 些 关 于 传 感 和 控 制 方 面 的 知 识 很 有 好 处 , 如 开 展 机 器 人 、 智 能 自 走 车 等 有 趣 的 科 技 制 作 活
10、 动 等 。 这 些 活 动 对 培 养 青 少 年 热 爱 科 学 、 增 强 动 手 能 力 和 培 养 创 新 精 神 有 很 大 的 作 用 。 以 前 单 片 机 应 用 教 学 只 在 大 专 院 校 和 中 专 进 行 , 而 且 偏 重 于 计 算 机 软 件 编 程 。 这 本 教 材 写 得 较 为 深 入 浅 出 , 强 调 计 算 机 硬 件 及 应 用 的 动 手 能 力 , 而 且 也 可 以 为 中 学 生 开 设 研 究 性 课 程 使 用 , 这 是 一 个 很 好 的 尝 试 。 中 学 生 有 很 大 的 学 习 潜 能 , 应 该 及 早 开 发 。希
11、望 能 有 更 多 的 人 一 起 来 研 究 如 何 开 展 好 计 算 机 的 硬 件 教 学 。 只 要 我 们 大 家 共 同 努 力 ,我 国 的 嵌 入 式 系 统 和 单 片 机 事 业 一 定 会 更 加 繁 荣 和 发 达 。中 国 微 计 算 机 单 片 机 学 会 理 事 长 复 旦 大 学 计 算 机 系陈 章 龙 教 授2002 年 2 月前 言本 书 是 为 满 足 素 质 教 育 的 需 要 , 为 大 中 学 生 开 展 电 脑 科 技 制 作 与 设 计 活 动 而 撰 写 的 一 本基 础 教 材 。 其 目 的 在 于 提 高 学 生 学 习 电 脑 硬
12、件 知 识 的 兴 趣 , 培 养 电 子 信 息 科 技 方 面 的 创 新 意识 和 实 践 动 手 能 力 。 通 过 对 单 片 机 的 学 习 和 研 究 使 学 生 掌 握 必 要 的 电 脑 硬 件 基 础 知 识 , 为 进 一 步 开 展 诸 如 光 电 自 走 车 、 智 能 机 器 人 等 高 级 电 脑 科 技 活 动 打 下 扎 实 的 基 础 。全 书 分 为 五 章 。第 一 章 为 微 处 理 器 应 用 概 述 , 通 过 四 个 小 故 事 回 顾 微 处 理 器 和 微 电 脑 的 发 展 历 史 , 学 习 科 学 家 创 造 发 明 的 奋 斗 精 神
13、 。 本 章 还 扼 要 地 介 绍 了 微 处 理 器 当 今 的 应 用 和 发 展 情 况 。第 二 章 和 第 三 章 以 E M78447B 单 片 机 为 例 讲 解 单 片 机 的 结 构 、 语 言 、 编 程 和 有 关 程 序 仿 真 器 、 写 入 器 的 使 用 方 法 。 本 书 穿 插 了 十 余 幅 漫 画 以 提 高 学 生 的 学 习 兴 趣 , 并 在 叙 述 中 尽 量 深 入 浅 出 , 帮 助 学 生 形 象 地 理 解 有 关 微 处 理 器 和 计 算 机 结 构 及 应 用 的 基 本 概 念 。第 四 章 开 始 以 E M78447B 单 片
14、 机 的 基 础 应 用 实 例 为 中 心 , 讲 解 输 入 输 出 、 定 时 器 和 中 断 的 基 本 原 理 和 使 用 方 法 。 本 章 以 培 养 学 生 实 践 能 力 为 主 , 让 学 生 做 有 趣 的 L ED 闪 烁 、 L ED 七 段 数 码 管 显 示 、 按 键 输 入 值 显 示 、 发 声 音 、 按 键 中 断 报 警 等 基 础 应 用 实 验 , 轻 轻 松 松 地 把 学 生 引 入 门 。第 五 章 以 E M78447B 单 片 机 的 综 合 应 用 实 例 为 中 心 , 讲 解 传 感 器 及 其 接 口 和 综 合 应 用 系统 的
15、 组 成 设 计 方 法 。 本 章 以 培 养 学 生 的 创 新 思 想 为 主 , 让 学 生 做 红 外 遥 控 收 发 器 、 红 外 遥 控 电 动 机 、 自 收 发 光 电 信 号 检 测 和 光 电 自 动 轨 迹 跟 踪 车 原 理 等 综 合 应 用 实 验 。 通 过 实 验 逐 步 引 导学 生 学 会 独 立 思 考 与 分 析 问 题 , 逐 步 养 成 重 视 实 践 的 好 学 风 , 为 进 一 步 开 展 电 脑 科 技 制 作 活 动 打 下 基 础 。本 书 有 9 个 配 套 实 验 , 每 个 实 验 的 叙 述 都 包 含 有 实 验 目 的 、
16、 电 原 理 图 、 实 验 装 置 、 实 验 内 容 与 要 求 、 参 考 程 序 、 相 关 知 识 、 分 析 和 讨 论 以 及 思 考 题 等 部 分 。本 书 作 者 为 华 东 师 范 大 学 信 息 科 学 技 术 学 院 的 教 师 : 由 黄 勇 教 授 担 任 主 编 和 修 改 统 稿 , 第 一 章 至 第 三 章 由 潘 荫 荣 教 授 和 周 建 中 副 教 授 编 写 , 第 四 章 由 金 之 诚 讲 师 编 写 , 第 五 章 由 赵 俊 逸 高 工 编 写 , 由 赵 俊 逸 高 工 和 陈 慧 工 程 师 负 责 全 书 的 实 验 程 序 设 计
17、和 光 盘 制 作 。本 书 的 编 写 工 作 得 到 上 海 市 第 二 中 学 姚 国 昌 校 长 的 大 力 帮 助 , 在 上 海 市 徐 汇 区 教 育 局 领导 的 大 力 支 持 下 , 该 校 建 立 了 以 微 电 脑 制 作 和 设 计 为 主 的 “ 创 新 教 育 实 验 基 地” ; 北 京 航 天 航 空 大 学 何 立 民 教 授 、 上 海 复 旦 大 学 陈 章 龙 教 授 、 华 东 师 范 大 学 汪 燮 华 教 授 和 吴 宜 南 教 授 对 本 书 的 编 写 工 作 进 行 了 指 导 ; 台 湾 义 隆 电 子 有 限 公 司 为 本 书 的 编
18、 写 提 供 了 实 验 器 材 和 图 书 资 料 的 帮助 , 钟 元 之 先 生 为 我 们 提 出 了 许 多 宝 贵 的 意 见 和 建 议 , 上 海 积 成 电 子 系 统 有 限 公 司 为 实 验 模 块的 生 产 提 供 了 很 大 的 帮 助 , 在 此 我 们 一 并 表 示 深 切 的 感 谢 。 在 大 中 学 生 中 开 展 电 脑 科 技 制 作 和 设 计 活 动 是 面 向 21 世 纪 的 一 项 具 有 深 远 意 义 的 工 作 ,对 培 养 新 一 代 具 有 创 新 精 神 和 实 践 能 力 的 青 少 年 具 有 重 大 的 影 响 。 我 们
19、 愿 意 和 广 大 教 师 一起 , 把 这 项 开 拓 性 的 工 作 做 好 。 由 于 我 们 水 平 有 限 , 本 书 难 免 有 错 误 和 不 当 之 处 , 望 读 者 不 吝指 正 。黄 勇 华 东 师 范 大 学 计 算 中 心2001 年 12 月1目 录第 一 章 微 处 理 器 应 用 概 述1 .1 微 处 理 器 和 微 型 计 算 机 的 发 展 历 史 11 .1 .1 微 处 理 器 微 型 计 算 机 的 核 心 11 .1 .2 微 型 计 算 机 发 展 史 上 的 “ 四 个 第 一 ” 21 .2 微 型 计 算 机 和 微 处 理 器 61 .
20、2 .1 微 型 计 算 机 的 组 成 61 .2 .2 微 处 理 器 和 单 片 机 7思 考 题 8第 二 章 E M78447B 单 片 机2 .1 E M78447B 的 物 理 结 构 和 使 用 说 明 92 .1 .1 外 形 、 电 路 图 符 号 、 芯 片 类 型 和 特 点 92 .1 .2 引 脚 说 明 112 .1 .3 最 小 应 用 系 统 122 .2 E M78447B 单 片 机 的 工 作 原 理 122 .2 .1 硬 件 结 构 122 .2 .2 程 序 存 储 器 ( R OM ) 142 .2 .3 数 据 存 储 器 ( R A M )
21、172 .2 .4 特 殊 功 能 寄 存 器 182 .2 .5 特 殊 用 途 寄 存 器 252 .2 .6 定 时 器 、 看 门 狗 和 I/ O 口 282 .3 汇 编 语 言 与 机 器 指 令 集 302 .3 .1 汇 编 语 言 源 程 序 312 .3 .2 汇 编 伪 指 令 332 .3 .3 E M78447B 的 机 器 指 令 集 35思 考 题 54第 三 章 E M78447B 应 用 系 统 的 设 计 方 法3 .1 E M78447B 单 片 机 应 用 系 统 的 设 计 553 .1 .1 单 片 机 应 用 系 统 的 设 计 过 程 553
22、.1 .2 E M78447B 单 片 机 应 用 开 发 系 统 56使 用 WICE 2 .0 软 件 进 行 仿 真 调 试 583 .2 .1 仿 真 调 试 的 硬 件 连 接 583 .2 .2 WICE 2 .0 软 件 的 使 用 说 明 593 .2 .3 设 置 和 仿 真 调 试 68使 用 Easy Writer 软 件 写 入 O T P 芯 片 713 .3 .1 写 入 O T P 芯 片 的 硬 件 连 接 713 .3 .2 Easy Writer 软 件 的 使 用 说 明 723 .2 .3 软 件 设 置 和 写 入 方 法 78使 用 M T P Wr
23、iter 软 件 写 入 M T P 芯 片 793 .4 .1 写 入 M T P 芯 片 的 硬 件 连 接 793 .4 .2 M T P Writer 软 件 的 使 用 说 明 803 .4 .3 软 件 设 置 和 写 入 方 法 833 .23 .33 .4思 考 题 85第 四 章 E M78447B 基 础 应 用 实 验4 .1 单 片 机 基 础 应 用 方 法 864 .1 .1 输 入 输 出 864 .1 .2 定 时 器 884 .1 .3 中 断 914 .2 基 础 应 用 实 验 934 .2 .1 实 验 一 : EM 78447B 最 小 应 用 系 统
24、 LE D 闪 烁 实 验 934 .2 .2 实 验 二 : LED 七 段 数 码 管 显 示 实 验 994 .2 .3 实 验 三 : 键 盘 输 入 值 显 示 实 验 1054 .2 .4 实 验 四 : 发 声 音 实 验 1124 .2 .5 实 验 五 : 按 键 中 断 报 警 实 验 118第 五 章 E M78447B 综 合 应 用 实 验5 .1 单 片 机 综 合 应 用 方 法 1255 .1 .1 传 感 器 及 其 接 口 1255 .1 .2 综 合 应 用 系 统 的 组 成 设 计 1285 .2 综 合 应 用 实 验 1295 .2 .1 实 验
25、六 : 红 外 遥 控 收 发 器 实 验 1295 .2 .2 实 验 七 : 红 外 遥 控 电 动 机 实 验 1345 .2 .3 实 验 八 : 自 收 发 光 电 信 号 检 测 实 验 1445 .2 .4 实 验 九 : 光 电 自 动 轨 迹 跟 踪 车 原 理 实 验 15023附 录附 录 一 : E M78447B - M K1 型 单 片 机 应 用 实 验 模 块 简 介 159附 录 二 : E M78 系 列 单 片 机 指 令 集 167附 录 三 : 本 书 所 附 光 盘 内 容 目 录 1694第 一 章 微 处 理 器 应 用 概 述1 .1 微 处
26、理 器 和 微 型 计 算 机 的 发 展 历 史自 从 1972 年 In tel 公 司 推 出 第 一 片 微 处 理 器 芯 片 以 来 , 计 算 机 技 术 得 到 了 飞 速 的 发 展 。 特 别 是 最 近 的 十 几 年 , 以 微 处 理 器 ( Mic roprocessor ) 为 核 心 的 微 型 计 算 机 经 历 了 从 8088/ 8086 到 286、 386、 486、 586( 奔 腾 ) 、 奔 、 奔 到 奔 的 飞 跃 。 计 算 机 技 术 对 整 个 社 会 进 步 产 生 了 巨 大 的 推 动 作 用 , 尤 其 是 微 型 计 算 机
27、的 应 用 , 它 已 经 广 泛 进 入 到 科 学 研 究 、 工 农 业 生 产 、 交 通 、 通 讯 以 及 社 会 生 活 的 各 个 方 面 。1 .1 .1 微 处 理 器 微 型 计 算 机 的 核 心微 型 计 算 机 的 核 心 是 微 处 理 器 芯 片 。 它 是 采 用 微 电 子 技 术 把 计 算 机 的 中 央 处 理 单 元 CP U ( Ce nt ral Process ing U nit ) 以 及 其 他 一 些 必 要 的 电 路 集 成 在 一 起 所 构 成 的 一 块 大 规 模 集成 电 路 芯 片 。 我 们 平 时 所 说 的 386、
28、 486、 586( 奔 腾 ) 、 奔 、 奔 、 奔 等 , 就 是 指 微 型 计 算 机 中 所 使 用 的 微 处 理 器 芯 片 的 型 号 。微 处 理 器 主 要 包 括 三 个 组 成 部 分 :(1 ) 算 术 逻 辑 部 件 A L U ( Arit hmetic and L ogic U nit ) , 用 来 对 数 据 进 行 算 术 运 算 或 逻 辑运 算 , 如 加 法 、 减 法 、 逻 辑 与 、 逻 辑 或 等 。(2 ) 工 作 寄 存 器 ( R egis ter ) , 用 来 存 放 操 作 数 及 运 算 过 程 中 的 中 间 结 果 等 。
29、(3 ) 控 制 部 件 ( Con troller U nit ) , 包 括 时 钟 电 路 和 控 制 电 路 等 , 用 来 产 生 时 钟 脉 冲 对 计 算机 各 部 分 电 路 进 行 同 步 定 时 , 同 时 还 产 生 各 种 控 制 信 号 以 完 成 计 算 机 的 操 作 运 行 。微 型 计 算 机 又 称 为 个 人 计 算 机 ( Per son al Compute r ) 或 个 人 电 脑 、 微 电 脑 、 家 用 电 脑 等 。 它 是 将 微 处 理 器 、 内 外 存 储 器 、 输 入 输 出 接 口 电 路 、 电 源 以 及 其 他 外 部
30、设 备 组 合 在 一 起 , 再 配 置 以 某 种 操 作 系 统 软 件 而 构 成 的 一 个 完 整 的 应 用 系 统 。 微 型 计 算 机 的 好 坏 在 很 大 程 度 上 取 决 于 微 处 理 器 芯 片 的 性 能 。自 从 微 处 理 器 发 明 20 多 年 以 来 , 微 处 理 器 芯 片 所 包 含 的 晶 体 管 数 量 越 来 越 庞 大 , 从 最 初的 几 千 个 发 展 到 现 今 的 几 千 万 个 , 如 表 1 .1 和 图 1 .1 所 示 。 与 此 同 时 , 微 处 理 器 芯 片 的 性 能 也 得 到 了 极 大 的 提 高 。 如
31、 果 以 微 型 计 算 机 每 秒 执 行 指 令 的 数 量 为 指 标 来 衡 量 计 算 机 系 统 性 能 的 话 , 那 么 现 在 很 普 通 的 奔 腾 500 型 计 算 机 的 运 算 速 度 就 能 达 到 每 秒 钟 50 亿 次 , 比 早 期 的 巨型 计 算 机 的 运 行 速 度 还 要 快 。2年 份微 处 理 器型 号晶 体 管 数 量( 万 )1971 年 In tel 4004 0 .221974 年 In tel 8080 0 .481982 年 In tel 286 13 .601985 年 In tel 386 27 .501989 年 In te
32、l 486 120 .001995 年 Pen tium 550 .001997 年 Pentium 750 .001999 年 Pentium 950 .002000 年 Pentium 4 200 .00表 1 .1 微 处 理 器 内 部 晶 体 管 数 量 的 发 展图 1 .1 微 处 理 器 内 部 晶 体 管 数 量 的 发 展1 .1 .2 微 型 计 算 机 发 展 史 上 的 “四 个 第 一 ”1946 年 2 月 14 日 , 世 界 上 第 一 台 电 子 计 算 机 埃 尼 阿 克 ( EN IA C) 研 制 成 功 了 。 然 而 , 真 正 使 人 类 社 会
33、 大 步 跨 入 电 脑 信 息 时 代 的 重 大 事 件 , 应 该 说 是 我 们 现 在 正 在 广 泛 使 用 的 数 以千 万 计 的 微 型 计 算 机 的 诞 生 。 自 电 子 计 算 机 诞 生 后 的 数 十 年 来 , 一 批 敢 想 敢 干 的 年 轻 科 学 工作 者 用 他 们 创 造 性 的 智 慧 和 辛 勤 劳 动 , 为 微 型 计 算 机 的 发 明 和 创 新 做 出 了 卓 越 的 贡 献 。 以 下通 过 叙 述 世 界 上 第 一 枚 微 处 理 器 芯 片 、 第 一 部 电 脑 游 戏 机 、 第 一 台 微 型 计 算 机 和 第 一 个
34、微 型 计 算 机 “协 会” 成 立 的 四 个 小 故 事 , 来 回 顾 微 型 计 算 机 的 发 展 历 史 , 学 习 他 们 勇 于 开 拓 创 新 和 不 畏 艰 难 的 奋 斗 精 神 。1 . 第 一 枚 微 处 理 器 芯 片1968 年 , 英 特 尔 公 司 创 始 人 诺 依 斯 ( N . N oyce ) 在 硅 谷 竖 起 IN T EL 的 大 旗 。 创 业 伊 始 , 急 需 招 聘 员 工 , 斯 坦 福 大 学 电 机 系 的 教 授 向 他 推 荐 本 校 毕 业 的 特 德 霍 夫 ( T . H off ) 博 士 。 他 赶 紧 抓 起 电
35、话 筒 , 直 接 向 霍 夫 发 出 最 诚 挚 的 邀 请 。 幸 好 , 霍 夫 博 士 毫 不 犹 豫 , 应 邀 如 期 来 到英 特 尔 公 司 。 以 英 特 尔 公 司 挑 选 将 才 的 眼 光 看 , 真 正 能 称 上 “ 优 秀” 二 字 的 人 , 不 仅 应 该 学 识 渊 博 , 更 重 要 的 必 须 具 有 非 凡 的 创 造 才 能 。 无 论 从 哪 方 面 看 , 霍 夫 都 属 于 最 杰 出 的 人 才 , 是 诺 依斯 “收 罗” 到 的 一 块 价 值 连 城 的 “瑰 宝” 。 讲 发 明 创 造 吧 , 中 学 刚 刚 毕 业 , 他 利 用
36、 暑 假 打 工 机 会 , 挑 起 大 梁 , 搞 出 了 一 项 专 利 。 那 一 年 夏 天 , 这 个 中 学 生 在 罗 彻 斯 特 市 的 铁 路 信 号 公 司 为 几 个 工 程 师 打 下 手 。 那 些 工 程 师 们 正 在 研 制 一 种 信 号 装 置 , 想 利 用 铁 轨 传 导 的 声 音 探 测 火 车 是 否 到来 。 工 程 师 根 据 电 子 学 理 论 , 试 验 过 各 种 电 子 线 路 , 效 果 均 不 理 想 。 正 当 一 筹 莫 展 的 时 候 , 一3旁 观 看 的 中 学 生 道 出 绝 妙 的 点 子 。 他 提 出 的 电 路
37、一 反 常 规 , 不 用 放 大 元 件 , 能 大 大 减 少 误 报 的 可 能 性 。 中 学 生 于 是 摇 身 一 变 成 了 课 题 负 责 人 , 领 导 工 程 师 继 续 试 验 。 试 验 的 成 功 , 让 他 获 得 第 一 个 专 利 。 第 二 年 , 在 大 学 念 书 的 课 余 , 他 又 获 得 另 一 项 避 雷 器 的 发 明 专 利 。“天 将 降 大 任 于 斯 人 也” , 霍 夫 立 即 被 指 派 为 英 特 尔 公 司 应 用 研 究 部 的 经 理 。 第 一 次 被 委以 的 重 任 , 是 代 表 英 特 尔 公 司 与 日 本 的
38、商 业 通 讯 公 司 合 作 研 制 一 套 用 于 台 式 计 算 器 的 集 成 电 路 。 霍 夫 的 实 验 室 小 得 可 以 , 由 于 他 对 日 本 这 种 计 算 器 的 原 理 还 不 太 明 白 , 只 得 猫 在 狭 窄 的 房 间 里 面 , 静 下 心 来 独 自 琢 磨 。 这 一 琢 磨 就 是 三 个 月 。 每 个 白 天 , 人 们 都 看 到 霍 夫 实 验 室 大 门 紧 闭 着 ; 每 个 夜 晚 , 人 们 都 看 到 霍 夫 实 验 室 窗 口 的 灯 光 彻 夜 长 明 。 周 末 , 夜 深 人 静 , 霍 夫 还 在 苦 苦 思 索 。
39、他 把 目 光 从 图 纸 上 移 开 , 然 后 , 久 久 停 留 在 对 面 的 墙 壁 上 。 墙 的 上 方 端 正 地 挂 着 一 幅 贝 尔 的 肖 像 。 “电 话 之 父” 微 笑 着 , 似 乎 要 开 口 对 霍 夫 说 话 。 他 的 耳 边 顿 时 听 到 了 贝 尔 的 名 言 : “有 时 需 要 离 开 常 走 的 大 道 , 潜 入 森 林 , 你 就 肯 定 会 发 现 前 所 未 有 的 东 西 。 ”一 语 提 醒 梦 中 人 , 霍夫 的 心 扉 豁 然 开 朗 。 让 思 维 “潜 入” 无 人 踏 勘 的 “硅 森 林” , 他 猛 地 打 开 笔
40、 记 本 , 奋 笔 疾 书 。 完 全 可 以 把 日 本 人 设 计 的 计 算 器 压 缩 成 三 块 集 成 电 路 芯 片 , 其 中 最 关 键 的 是 中 央 处 理 芯 片 , 另 外 两 片 分 别 用 作 储 存 程 序 和 数 据 。 当 日 历 刚 刚 翻 到 1971 年 元 月 , 以 霍 夫 为 首 的 英 特 尔 研 制 小 组 , 完 成 了 世 界 上 第 一 个 “芯 片 上 的 计 算 机” 微 处 理 器 。 霍 夫 在 第 一 块 微 处 理 器 上 , 总 共 集 成 了 2 200 个 晶 体 管 。 英 特 尔 公 司 命 名 它 为 4004
41、 , 是 现 代 所 谓 “ 386”“、 486”等 计 算 机 俗 称 的 最 早 源 头 。1972 年 4 月 , 英 特 尔 推 出 有 史 以 来 最 成 功 的 8080 型 微 处 理 器 。 8080 型 微 处 理 器 是 8 位机 , 它 集 成 了 约 4 800 个 晶 体 管 , 运 算 速 度 比 4004 型 快 20 倍 。 霍 夫 博 士 开 创 了 微 处 理 器 的 辉煌 业 绩 , 由 于 他 的 杰 出 贡 献 , 著 名 的 英 国 经 济 学 家 杂 志 , 把 他 称 为 “ 第 二 次 世 界 大 战 以 来 最 有 影 响 的 七 位 科
42、学 家 之 一” 。 透 过 微 处 理 器 芯 片 , 霍 夫 博 士 看 到 了 更 加 辉 煌 的 前 景 。 他 气 势 恢 宏 地 预 测 说 : 我 们 正 处 于 一 场 大 革 命 的 前 夜 , 天 下 大 势 , 浩 浩 荡 荡 , 顺 之 者 昌 , 逆 之 者 亡 。 这 场 革命 将 要 持 续 50 至 100 年2 . 第 一 部 电 脑 游 戏 机和 煦 的 春 风 吹 来 英 特 尔 公 司 发 明 4004 微 处 理 器 的 信 息 , 霍 夫 博 士 预 测 的 电 脑 革 命 尚 未 来 临 , 先 声 夺 人 抢 尽 风 头 的 却 不 是 电 脑
43、。 “ 春 江 水 暖 鸭 先 知 ”, 谁 也 没 有 料 到 , 知 暖 知 寒 的 “ 鸭” 这 个 角 色 , 居 然 会 由 游 戏 机 来 扮 演 。 1971 年 , 25 岁 的 布 什 内 尔 , 美 国 盐 湖 城 犹 他 大 学 工 程 系 学 生 。 耳 闻 目 睹 惠 普 、 英 特 尔 创 业 硅 谷 , 着 实 让 他 眼 馋 , 该 是 自 己 打 天 下 的 时 候 了 。 脑 子 里 闪 现的 念 头 , 头 一 个 就 是 “ 争 霸 太 空” 。 从 此 夜 以 继 日 通 宵 达 旦 地 工 作 。 在 一 张 张 画 满 图 的 纸 上 , 他渐 渐
44、 把 “争 霸 太 空” 和 头 脑 里 新 的 构 思 融 合 起 来 , 并 购 回 一 些 集 成 块 , 试 验 着 组 装 一 种 专 门 玩 游 戏 的 机 器 。 布 什 内 尔 记 得 非 常 清 楚 , 他 在 1971 年 一 天 清 晨 4 点 钟 , 试 制 成 功 第 一 台 电 子 游 戏机 “计 算 机 宇 宙” 。 布 什 内 尔 先 生 已 经 囊 空 如 洗 , 他 只 得 找 朋 友 借 了 一 点 钱 , 把 “计 算 机 宇 宙” 三 下 五 除 二 地 改 头 换 面 , 改 造 成 一 架 最 简 单 的 乒 乓 球 游 戏 机 。 乒 乓 球 游
45、 戏 机 是 一 种 由 电 脑 程 序 控 制 的 小 小 玩 具 , 两 道 竖 杠 代 表 球 拍 , 一 个 小 光 点 代 表 球 在 屏 幕 上 蹦 蹦 跳 跳 , 由 两 个 操 纵4按 钮 控 制 反 弹 , 打 不 中 就 失 去 一 分 。 布 什 内 尔 无 意 之 中 让 他 的 “ 乒 乓 球” 大 获 成 功 , 电 子 游 戏 机 的 时 代 就 这 样 糊 里 糊 涂 地 拉 开 序 幕 。1975 年 , 布 什 内 尔 的 阿 塔 里 公 司 又 下 出 一 着 “将 军 ”的 妙 棋 。 他 们 把 投 币 式 的 “街 机 ”改 造 成 家 庭 游 戏
46、机 , 显 示 屏 幕 用 电 视 替 代 , 程 序 录 在 盒 式 磁 带 里 , 第 一 次 销 售 数 量 就 有 10 万 之 巨 。 基 尔 比 和 诺 斯 发 明 的 集 成 电 路 , 霍 夫 首 创 的 微 处 理 器 , 甚 至 还 没 有 来 得 及 改 变 电 脑 的 模 样 , 却 首 先 把 “乒 乓 球” 游 戏 机 抬 举 得 大 红 大 紫 , 实 在 是 蹊 跷 的 一 桩 怪 事 。 这 一 时 期 阿 塔 里 的 电 视 游戏 机 , 有 专 用 的 微 处 理 器 控 制 游 戏 规 则 , 储 存 在 集 成 电 路 卡 里 的 节 目 越 来 越
47、丰 富 , 可 随 意 插 拔更 换 , 并 且 添 加 了 色 彩 和 简 单 的 音 乐 , 几 乎 成 了 美 国 所 有 家 庭 在 圣 诞 节 送 给 孩 子 的 最 佳 礼 品电 子 游 戏 , 或 者 更 准 确 地 称 为 电 脑 游 戏 , 人 们 至 今 仍 对 它 毁 誉 参 半 。 它 对 青 少 年 的 影 响 , 有 人 拍 手 称 快 赞 为 “开 发 智 力” , 有 人 咬 牙 切 齿 骂 作 “ 洪 水 猛 兽” 。 有 关 电 脑 游 戏 的 论 战 , 一 直 延 续 至 今 , 见 仁 见 智 , 争 论 不 休 , 这 恐 怕 是 布 什 内 尔 先
48、 生 始 料 不 及 的 。3 . 第 一 台 微 型 电 脑游 戏 机 只 能 跑 跑 龙 套 , 一 阵 紧 锣 密 鼓 敲 击 后 , 大 腕 主 角 粉 墨 登 台 。1968 年 年 初 , 美 国 新 墨 西 哥 州 阿 尔 伯 克 基 市 的 一 家 小 小 公 司 , 其 创 办 人 爱 德 华 罗 伯 茨( E . Rober t s) 为 它 起 了 个 很 长 的 名 字 , 叫 作 “ 微 型 仪 器 与 自 动 测 量 系 统 公 司 ”, 英 文 缩 写 为 M I T S 公 司 。 他 开 办 公 司 的 本 意 是 制 造 台 式 计 算 器 , 不 料 到
49、了 1974 年 , 拥 有 集 成 电 路 发 明 权的 德 州 仪 器 公 司 ( T I 公 司 ) , 以 雄 厚 的 实 力 大 举 “进 犯” 计 算 器 市 场 。 面 对 即 将 临 头 的 灭 顶 之 灾 , 罗 伯 茨 郁 郁 不 乐 , 毫 无 目 的 地 漫 步 街 头 。 突 然 , 他 眼 睛 一 亮 , 瞅 见 柜 台 里 面 的 一 堆 芯 片 , 正 是 英 特 尔 寄 售 的 8080 微 处 理 器 。 罗 伯 茨 用 MI TS 公 司 最 后 剩 余 的 资 金 , 倾 囊 购 买 微 处 理 器 和 其 他 元 件 , 一 面 突 击 组 装 , 一 面 派 员 与 新 闻 媒 介 联 络 。 大 众 电 子 特 别 “恩 准” 提 前 半 月 在 封 面 上 大 作 广 告 。 反 应 出 人 意 外 地 好 。 订 货 单 立 即 像 雪 片 般 纷 飞 而 来 , MI T S 公 司 得 救 了 , 救 星 正是 “牛 郎 星” 阿 尔 泰 世 界 上 第 一 套 用 微 处 理 器 装 配 的 微 型 计 算 器 。 阿 尔 泰 勉 勉 强 强 算 是 一 台 电脑 。 在 金 属 制 成 的 小 盒
