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TMS1000：第一个商用微控制器



在这样的项目中，我们甚至不用考虑它就使用微控制器，在这些项目中，一旦不得不使用大量第74系列逻辑芯片。但是，我们当中有谁曾考虑过微控制器的发展？现在该倒退几十年，并回顾第一个商用微控制器Texas Instruments TMS1000。

想象一个没有微控制器的世界



德州仪器1978年的Speak＆Spell玩具是使用TMS1000的典型示例，毫不

夸张地说，如果没有微控制器，将无法完成在Hackaday等网站上展示的许多自制项目。我们当中那些记得微控制器可以被公众使用并易于编程的时间的人们将能够确认创建小型设备的项目中的计算机控制，虽然原则上是可行的，但您必须使用整个芯片系统才能代替使用单个芯片。我记得在基于Z80处理器的Veroboard原型开发板（来自Vero Precision Engineering Ltd）上组装的系统，并且除了Z80之外，板上还包含EPROM，RAM芯片，7400系列芯片以及外围芯片，例如6402 UART或端口8255 I / O。要使LED闪烁或跟随微动开关-这些任务需要大量的人工和成本费用，因此，我们仅在项目需要时才决定这样做。对我来说，一切都在1990年代初发生了变化，当时第一个带有EEPROM的微控制器进入市场，但是到那时，芯片本身已经存在了几十年。

今天，这似乎很奇怪，但是对于1970年代的工程师而言，台式计算机比台式计算机更有趣。尽管如此，许多第一批微型计算机的设计都着眼于计算器，例如英特尔4004。计算器制造商为硅芯片的开发做出了贡献，在德州仪器（TI）的帮助下，第一批全合一微控制器的创建于1971年开发出来。作为预编程的CPU，在此基础上可以在一个芯片上制造计算器。仅仅在几年后的1974年，该公司就发布了TMS1000，这是一种单芯片微控制器，可以执行多种任务，这将是第一个上市的此类芯片。

值得详细介绍所使用的术语，因为在1974年，并不是所有现代单词都在各处使用。 TI称TMS1000为微型计算机，因为在他们看来，它是不需要外部外围设备的多合一计算机。今天，我们将微型计算机称为您可能正在阅读本文的设备，源于同年出现的Altair 8800的遥远祖先，但后来术语（如技术）才刚刚起步。然后，“微控制器”一词用于指代具有内置I / O的计算机-1971年IBM技术公告的引文在《牛津英语词典》中给出-但显然，该定义尚未获得普遍性。与更现代的“片上系统” SoC定义相比，这意味着一台成熟的通用计算机可以访问其总线，而不仅仅是一组I / O线或外围设备（如微控制器）。

微控制器应该有多简单？



TMS1000的内部体系结构

TMS1000是最早的商用微控制器。但是那是什么芯片？在最初的生产线中，他有四个选择，全部具有哈佛架构的相同4位处理器，但具有不同数量的I / O行以及ROM和RAM大小。TMS1000和TMS1200系列在RM中具有8192个程序位，在RAM中具有256位，而TMS1100和1300具有两倍。有些版本支持用于控制真空荧光指示器的高输出电压，带有28和40触点的外壳。按照当今的标准，它们的内部架构非常简单-没有现代方案可以期望的寄存器组或流水线。他没有足够多的现代微控制器可用的外设，并且I / O继电器元件得到了简单的可编程逻辑矩阵的补充。它可以用作编码器或解码器，例如，在本规范中，它可以用作7段显示器的解码器。TMS1000的复杂软件开发过程




但是实验者不能单独购买这种芯片，因为其ROM掩模只能在生产时进行编程。所有编程都在大型机模拟器上进行，TI支持访问共享。作为模拟的结果，计算机产生了一堆打孔卡，经过非常复杂的调试和测试过程，这些打孔卡可用于创建用于编码ROM的掩码。根据要求，即使微码也可以更改，但已接收到43个设备指令的功能扩展。屏蔽编程还意味着您今天可以找到的所有TMS1000仍然包含您使用它们制作的程序；如果没有历史意义上的好奇心，这些东西将毫无用处，没有原始铁的形式。但是，这并不能阻止某些卖家给他们贴上令人心碎的价格标签，但是，如果您确实需要TMS1000进行收藏，则可以以不高的价格购买它。

1970- , ?



CMOS TMS1000

到1980年代，8位和16位的微处理器和微控制器已经占领了整个世界，因此，除了TI计算器的繁琐工作之外，TMS1000系列最终退役并悄悄驶入了电子技术的历史。有趣的是，她的一些同时代人今天仍在工作-尽管不再有4位TI处理器的直接后代，但您仍然可以购买PIC，8051，Z80甚至6502的衍生产品。原因之一是技术的飞速发展，但是为他们开发软件的困难也发挥了作用。列出的8位CPU仍然很受欢迎，因为每个人都可以带一个原型板，一个EPROM程序员并开始编写程序，这就是为什么他们创建了精通其体系结构的开发人员的骨干。TMS1000的开发人员必须下午着火，他们显然不足以要求开发4位芯片的后代。一次，开发了支持外部ROM的几种处理器版本，但是从那时起，进步就不断发展，并增长了4位。

今天，您可能会遇到TMS1000的主要原因是70年代的电子玩具，例如TI本身的Speak＆Spell或Milton Bradley的Simon。甚至这些游戏都幸存于自己的处理器中。今天，您可以从美泰（Mattel）购买现代版的西蒙（Simon）游戏，而TI的TI语言教育玩具系列一直持续到1990年代。但是，该处理器留下了难以置信的遗产，并且今天仍然可以在带有微控制器的电子设备中找到它。如果您有这样的设备，请知道-您只有一小段历史！

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