單片機控制論文

A. 單片機的畢業論文怎麼寫

一、畢業設計題目及要求 （2個） 1、基於單片機控制的電動機Y-△啟動的設計 要求：1）控制器為單片機，電動機為三相非同步電動機；2）啟動時間為3秒；3）由按鍵設置電動機Y-△運行、停止。 2、基於單片機控制的可調直流穩壓電源的設計 要求：1）控制器為單片機，電壓輸出范圍為0-10V，電壓精度為0.1V；2）通過數碼管顯示電壓值；3）由按鍵設置電壓值。 二、畢業設計用到的主要軟體(及功能) 畢業設計用到的主要軟體(及功能)：Keil 51(源程序編譯),Proteus(電路模擬),AutoCAD(繪圖), Visio(繪流程圖), Protel 99SE(原理圖電路設計,PCB板製作) 三、單片機方面畢業設計要求 1、學會編寫程序（用C語言或匯編語言），用Keil 51軟體對源程序進行編譯。 2、學會用Proteus電路模擬軟體對所設計的硬體電路進行模擬。 3、在寫畢業論文時，學會用Word、AutoCAD, Visio，Protel 99SE等軟體對程序流程圖、電路原理圖等進行繪制。 相關答案 ↓位朋友，以51單片機為例。51現在很多都是用模擬器來進行在線調試的，而每個公司的模擬器都會有自帶的編程軟體，當然，跟keil是差不了多少的。 步驟大體如下： 1.新建，進行程序的編寫 2.連上模擬器或燒寫器，這一步有可能要對模擬器或燒寫器進行設置，具體可看它們的使用說明 3.對程序進行編譯，這一步會自動檢測你的程序有沒錯，如果有錯，是不能進入下一步的.如果你用的是模擬器，這一步編譯成功後就可以直接運行進行在線調試了。 4.如果用的是燒寫器，那就進行燒寫 各個軟體和調試方法會有些不同，但大體就是這樣，一些調試工具的說明書也有很詳細的說明。 學參數測量技術涉及范圍廣，特別是微電壓、微電流、高電壓以及待測信號強弱相差極大的情況下，既要保證弱信號的測量精度又要兼顧強信號的測量范圍，在技術上有一定的難度。傳統的低成本儀表在測量電壓、電阻時都採用手動選擇檔位的方法來轉換量程。在使用中，當忘記轉換檔位時，會造成儀表測量精度下降或損壞。 現代電子測量對系統的精度要求越來越高且智能化程度也越來越高。全量程無檔自動量程轉換電壓表和電阻表是在保證測量精度不下降的前提條件下省去手動轉換量程的工作，得到了廣泛應用。 本文介紹了一種基於AT89S52 單片機 的智能多用表。該表能在單片機的控制下完成直流電壓、電阻和直流電流的測量。測量電流部分採用了簡單的I/V轉換電路完成測試；測量電壓部分結合模擬開關CD4051和運算放大器OP07構成程式控制放大器，實現了自動量程轉換；測量電阻部分也由模擬開關CD4051和運算放大器OP07相結合，在單片機控制下完成了自動量程轉換。電流、電壓和電阻的最終測量信號都在單片機的控制下由12位A/D轉換器TLC2543進行採集，採集的信號經單片機數據處理後通過LCD（12864）顯示出來，測量結果還可以由帶有串列EEPROM的CPU存儲器和監控器的X25045進行多個數據保存。 關鍵詞：TLC2543 自動量程轉換 程式控制增益放大器 電壓 電阻 電流 目錄 摘要1 Abstract 2 第一章 緒論 5 1. 1 概述 5 1. 2 智能儀器/儀表國內外發展概況 5 1. 3 課題研究目的及意義 6 第二章 系統結構及功能介紹 8 2. 1 系統功能和性能指標 8 2. 1. 1 儀表功能 8 2. 1. 2 性能指標 8 2. 1. 3 本機特色 8 2. 1. 4 系統使用說明 9 2. 2 系統工作原理概述 9 第三章 方案設計與論證 11 3. 1 量程選擇的設計與論證 11

B. 單片機溫度控制系統論文 誰告訴我前言和摘要要怎麼寫,要中英版的.還要總結和感謝,誰發個給偶啊#53

基於51單片機的溫度測量系統
摘要: 單片機在檢測和控制系統中得到廣泛的應用, 溫度則是系統常需要測量、控制和保持的一個量。 本文從硬體和軟體兩方面介紹了AT89C2051單片機溫度控制系統的設計，對硬體原理圖和程序框圖作了簡潔的描述。
關鍵詞: 單片機AT89C2051;溫度感測器DS18B20;溫度;測量

引言
單片機在電子產品中的應用已經越來越廣泛,並且在很多電子產品中也將其用到溫度檢測和溫度控制。為此在本文中作者設計了基於atmel公司的AT89C2051的溫度測量系統。這是一種低成本的利用單片機多餘I/O口實現的溫度檢測電路, 該電路非常簡單, 易於實現, 並且適用於幾乎所有類型的單片機。

一.系統硬體設計
系統的硬體結構如圖1所示。

1.1數據採集
數據採集電路如圖2所示, 由溫度感測器DS18B20採集被控對象的實時溫度, 提供給AT89C2051的P3.2口作為數據輸入。在本次設計中我們所控的對象為所處室溫。當然作為改進我們可以把感測器與電路板分離，由數據線相連進行通訊，便於測量多種對象。

DS18B20是DALLAS公司生產的一線式數字溫度感測器，具有3引腳TO－92小體積封裝形式；溫度測量范圍為－55℃～＋125℃,可編程為9位～12位A/D轉換精度，測溫解析度可達0.0625℃，被測溫度用符號擴展的16位數字量方式串列輸出，支持3V～5.5V的電壓范圍，使系統設計更靈活、方便；其工作電源既可在遠端引入，也可採用寄生電源方式產生；多個DS18B20可以並聯到3根或2根線上，CPU只需一根埠線就能與諸多DS18B20通信，佔用微處理器的埠較少，可節省大量的引線和邏輯電路。以上特點使DS18B20非常適用於遠距離多點溫度檢測系統。解析度設定，及用戶設定的報警溫度存儲在EEPROM中，掉電後依然保存。DS18B20使電壓、特性有更多的選擇，讓我們可以構建適合自己的經濟的測溫系統。如圖2所示DS18B20的2腳DQ為數字信號輸入/輸出端；1腳GND為電源地；3腳VDD為外接供電電源輸入端。

AT89C2051（以下簡稱2051）是一枚8051兼容的單片機微控器，與Intel的MCS-51完全兼容，內藏2K的可程序化Flash存儲體，內部有128B位元組的數據存儲器空間，可直接推動LED，與8051完全相同，有15個可程序化的I/O點，分別是P1埠與P3埠（少了P3.6）。

1.2介面電路

圖2 單片機2051與溫度感測器DS18B20的連接圖

介面電路由ATMEL公司的2051單片機、ULN2003達林頓晶元、4511BCD解碼器、串列EEPROM24C16（保存系統參數）、MAX232、數碼管及外圍電路構成, 單片機以並行通信方式從P1.0～P1.7口輸出控制信號,通過4511BCD解碼器解碼，用2個共陰極LED靜態顯示溫度的十位、個位。

串列EEPROM24C16是標准I2C規格且只要兩根引腳就能讀寫。由於單片機2051的P1是一個雙向的I/O埠，所以在我們在設計中將P1埠當成輸出埠用。由圖2可知，P1.7作為串性的時鍾輸出信號與24C16的第6腳相接，P1.6則作為串列數據輸出接到24C16的第5腳。P1. 4和P1.5則作為兩個數碼管的位選信號控制，在P1.4=1時，選中第一個數碼管（個位）；P1.5=1時，選中第二個數碼管（十位）。P1.0～P1.3的輸出信號接到解碼器4511上作為數碼管的顯示。此外，由於單片機2051的P3埠有特殊的功能，P3.0（RXD）串列輸入埠，P3.1（TXD）串列輸出埠，P3.2（INTO）外部中斷0，P3.3（INT1）外部中斷1P3.4，（T0） 外部定時/計數輸入點，P3.5（T1）外部定時/計數輸入點。由圖2可知，P3.0和P3.1作為與MAX232串列通信的介面；P3.2和P3.3作為中斷信號介面；P3.4和P3.5作為外部定時/記數輸入點。P3.7作為一個脈沖輸出，控制發光二極體的亮滅。

由於在電路中採用的共陰極的LED數碼管，所以在設計電路時加了一個達林頓電路ULN2003對信號進行放大，產生足夠大的電流驅動數碼管顯示。由於4511隻能進行BCD十進制解碼，只能譯到0至9，所以在這里我們利用4511解碼輸出我們所需要的溫度。

1.3報警電路簡介

圖3 溫度在七段數碼管上顯示連接圖

本文中所設計的報警電路較為簡單，由一個自我震盪型的蜂鳴器（只要在蜂鳴器兩端加上超過3V的電壓，蜂鳴器就會叫個不停）和一個發光二極體組成（如圖3所示）。在這次設計中蜂鳴器是通過ULN2003電流放大IC來控制。在我們所要求的溫度達到一定的上界或者下界時（在文中我們設置的上界溫度是45℃，下界溫度是5℃），報警電路開始工作，主要程序設計如下：

main()//主函數
{unsigned char i=0; <br/>unsigned int m,n; <br/>while(1) <br/>{i=ReadTemperature();//讀溫度}
if(i>0 && i<=10) //如果溫度在0到10度之間直接給七段數碼管賦值
{P1=designP1[i];}
else//如果溫度大於10度
{m=i%10;//先給第一個七段數碼管賦值 <br/>D1=1; <br/>D2=0; <br/>P1=designP1[m]; <br/>n=i/10;//再給第二個七段數碼管賦值 <br/>D1=0; <br/>D2=1; <br/>P1=designP1[n]; <br/>if(n>=4&&m>=5)%%(m<=5)//判斷溫度的取值范圍，如果大於45或小於5度，則蜂鳴器叫，發光二極體閃爍 <br/>{ int a,b; <br/>Q1=1;//蜂鳴器叫 <br/>for(a=0;a<1000;a++)//發光二極體閃爍 <br/>for(b=0;b<1000;b++) <br/>Q2=1; <br/>for(a=0;a<1000;a++) <br/>for(b=0;b<1000;b++) <br/>Q2=0;}}}

C. 單片機論文

單片機論文

在平時的學習、工作中，大家都經常接觸到論文吧，論文是指進行各個學術領域的研究和描述學術研究成果的文章。怎麼寫論文才能避免踩雷呢？以下是我為大家收集的單片機論文，僅供參考，歡迎大家閱讀。

單片機論文 篇1

摘要：

本文針對工科院校單片機課程中存在的問題進行探究，提出了以項目化教學作為主導的改革方案，以學生為本，充分調動學生的主觀能動性和學習興趣。

關鍵詞：

項目；單片機教學；改革探索

單片機課程將程序設計、通信技術、微機介面等多種專業知識綜合在一起，是一門工程性、實踐性以及技術性很強的課程。單片機課程是電子信息和自動化等專業的核心課程。

1、單片機課程教學現狀

1.1教師教學手段較為單一

單片機是大規模集成電路的發展產物，內部結構較為復雜。各大工科類院校對於單片機教學，仍舊採用教師在課堂上面講述相關的理論知識、單片機內部結構，然後講解單片機的程序設計以及匯編語言，教學方式較為單一，使學生沒能抓住學習的重點，喪失對單片機學習的熱情和興趣，導致教學質量越來越差[1]。

1.2學生沒有明確的學習目標

單片機課程的實踐性和應用性較強，在學習時要以應用為主要目標，然而有許多教師在教學的過程中忽略了這一點，導致學生沒有明確的學習目標，單純地跟著教師的思路，缺乏學習自主性和探究意識，學習目標不明確，影響教學效率。

1.3學生缺乏實踐機會

學生在做實驗時，主要的器材就是一本實驗指導書、一個集成實驗箱，學生按照指導書上面的流程機械式的進行實驗，盲目的觀察實驗結果，對於實驗中所應用到的一些原理模糊不清，導致學生在實驗結束後仍舊對所學的內容有疑惑，沒能掌握相關器材基本使用的方式，更沒有將之運用到實際工程中的能力。

1.4考核方式有著一定的局限性

各種工科類院校對於學生單片機課程考試仍舊採用筆試的方式，這種考試形式具有一定的局限性，不能真實客觀的反映出學生的學習水平，更不能考察出學生的實踐能力和動手能力，這種考試方式沒能很好的與實踐相結合，導致考核結果不具有客觀性。

2、應用項目教學方法

項目教學方法能夠很好的適用於技術教育，可以將學科體系的內容轉化成若干教學項目，然後圍繞著這些項目進行教學，教師要引導學生直接參與到項目教學整個過程中[2]。設計教學項目，著重強調讓學生參與其中，在模擬的生產場景中，完成規定的項目，這是理論與實踐的完美結合。

在項目教學整個過程中，學生要在規定的時間內，可以自由的進行討論，安排整個過程的進度，如此有助於激發學生的創新能力和積極性，培養了學生分析、解決問題的能力和團隊的協作能力。

3、項目教學法的實施步驟

如今許多單片機教科書中知識結構都是從簡單的數制到較為復雜的單機硬體，最後再到復雜的系統介面技術。但項目教學法改變了傳統的教學模式，教師能夠靈活掌握課程的教學順序，合理的安排教學任務，並結合自身多年教學經驗，總結出幾個步驟幫助學生對單片機進行有效的學習。首先應該對單片機有所感知，自己查找一些有關資料，進一步了解對單片機學習的必要性和應用性；其次教師要給學生布置一些項目具體的任務，例如製作秒錶、電子萬年歷等，給每個學生分配具體的任務，讓他們由淺及深的了解單片機課程；再次教師要對一些小模塊進行具體的講解和分析；最後以期末的實訓內容作為引導，將之貫穿於整個理論教學的過程中，模擬出一些生產場景，增強學生實際動手能力，完成最終的項目教學目標。

4、項目的選擇

項目化教學主要是以項目為主要載體，以任務作為動力，將實踐和理論緊密的結合起來，使學生在完成任務過程中就能夠充分掌握相關的技能和知識，進而不斷提高學生的實踐能力和學習效果。在設計教學時，要挑選合適的項目來保證改革效果。所選的項目既能包含單片機相關的知識，又不會過大的增加學生的學習負擔，給學生造成一定的心理壓力。

5、基於項目的單片機改革策略

5.1以項目為主要導向

傳統的教學方法主要是以教師講授知識為主，重視教師、教材以及課堂教學，這種傳統的教學模式主要強調理論知識的連續性和基礎知識的運用，但卻忽略了對學生興趣以及創造能力的培養。現階段，在課堂教學中要改變這種教學模式，變換傳統的教學結構，打破原有的教學框架，將教材中原有的知識順序分散成諸多小的知識點，運用一些經典的項目案例將這些小的知識點融入整個課堂教學，從而能夠實現以項目為導向教學模式。

5.2項目設置的方法

教師要對項目的實例進行選擇，認真撰寫項目的內容。所選的基礎項目能夠與學生自身的興趣相符合，給學生布置一些功能簡單易於實現的項目任務。選擇技能項目，鼓勵學生通過多種形式來實現項目的具體要求，對於學生獨立思考的能力有著較高的要求，在教學過程中教師可以指導學生進行分組討論，主要以學生互相討論以及師生互動的形式進行。綜合項目則是側重學生知識的提高，對於一些能力較強的學生應該充分發揮出他們的鑽研精神，能夠在鑽研的過程中提升自身專業技能。例如教師給學生布置一些製作秒錶的項目任務，讓學生自己動手，在製作的過程中將所學的知識運用到操作之中，使得學生們的理論知識與實踐能力有效的.結合在一起。

5.3測評環節

以項目為主要導向的教學過程中，考核的方式與傳承考試也有所不同，考量學生的學習效果主要是通過綜合評價實現的，主要評價有自我評價、教師評價、學生互評以及項目組長的評價等。

從項目框架的設計、需求的分析以及詳細的方案等各個環節對學生進行點評打分。教師在評價的過程中，主要以支持和鼓勵學生為主，可以增加學生自信心；在小組評價的過程中，應該著重了解學生在整個項目中所起到的作用，觀察學生是否屬於設計的主要人員，在設計的過程中是否配合等；在自我評價的過程中，要反映出自身在學習過程中所遇到的困難，在面對困難時是否能及時尋找到解決問題的方法，自我測評在今後的學習中有利於提升學生的學習效率。學生應該虛心接受別人的評價，在評價中才能夠更快、更好地改善自己的不足之處，不斷地完善自己。

6、結束語

項目教學法能夠充分調動學生學習的積極性，在整個教學過程中，既提升了學生的實踐能力，又促進了師生之間的情感交流。本文著重探討了工科類院校單片機課程教學的現狀，如教師教學手段較為單一、學生沒有明確的學習目標、學生缺乏實踐機會、考核方式具有一定的局限性。

本文也研究了應用項目教學方法、項目教學法的實施步驟、基於項目的改革策略等，主要是以項目為導向，設置項目方法優化測評環節。如此才能大幅度的提升學生們的實踐能力、創新能力以及思維能力。

參考文獻：

[1]李冰.單片機課程的項目化教學改革與實踐[J].實驗室科學.2014(1).

[2]郭毅飛,王華.項目教學法在單片機教學改革中的應用[J].湖南農機.2013(1).

單片機論文 篇2

摘要：

單片機是當前被運用到各個領域的一個技術產品，隨著當前社會生產活動的增多，單片機被運用到眾多的生產領域中，在一定程度上提升了人們的生活水平和質量。就當前單片機的使用情況看，單片機更多地被運用到電子技術領域中，提升電子領域的發展程度，例如在儀表儀器中使用單片機可以提升其智能程度；單片機在工業控制中通過自身功能的發揮，可使工業控制更加先進化。該文從單片機的概述入手，研究在電子技術發展中單片機運用的程度。

關鍵詞：

單片機；電子技術；應用研究

20個世紀70年代，單片機得到快速的發展，形成一個品種較為全面，功能更加強大的技術產品，開始在各生產領域中運用。隨著近半個世紀的發展，單片機取得更優質的成果，科技水平更加先進，在眾多領域中實現高效運用，提升這些領域的發展程度。單片機現在在電子技術領域中得到廣泛的使用，如在通信功能、儀表儀器等方面實現高效的運用，促進這些企業實現優質的發展。同時，隨著單片機運用程度的增加，應用領域的擴展，其技術呈現創新發展趨勢。

1、單片機的科學分析

1.1概述

單片機是嵌入式系統的一個組成部分，它採用規模較大的電路技術將CPU、RAM、ROM以及定時器等眾多功能集成在一個矽片上，繼而形成一個具有完善功能的，微型的計算機系統。單片式是1970年左右開始在生產中運用，隨著多年技術的革新和使用程度的加深，當前它在汽車電子，醫療器械，工業控制以及儀表儀器中得到運用。單片式發展速度較快，由最開始的4位單片機發展成8位單片機，到目前300M具有高速運轉和處理能力的單片機。

1.2主要特點

單片機是當前計算機發展的一個重要組成部分，隨著計算機水平的增長，單片機也呈現高效革新的態勢，且呈現不同用途的，不同型號的單片機產品。以AT89S52型號單片機為例，單片機目前重要的發展特點有6個方面。

第一，單片機具有使用方便的特點，單片機整體體積較小，系統構成較為簡單，整體呈現模塊化；

第二，對環境的要求較低，單片機具有較強的環境適應能力，可以在不同的環境得到運用；

第三，控制能力較強大，單片機有著較強的科技力量，通過眾多功能的集成，其具有很強的控制功能；

第四，功能消耗較低，單片機在運行的時候只需要較低的電壓，整體對功能的消耗低；

第五，速度快，單片機具有極強的處理功能，對各項數據和信息有著極快的處理速度；

第六，可靠性高，單片機可以實現長時間的工作，提升整體系統的運轉能力。

2、電子技術中單片機的應用情況分析

2.1手機通信中的運用

單片機在電子通訊中得到運用，主要體現在手機語音功能的建設中，單片機對手機語音信息進行識別，並開展相關操作。在手機的音頻入口安置單片機可以使其收集眾多的音頻信息，系統分辨工作開展之後，向各個部件下具體的指令和信息，實現語音信息中的手機操作。

2.2單片機提升醫療器械診斷正確性

人們在實現溫飽之後，更加關注自身的健康，對醫療水平有著越來越高的需求。但是，在醫療建設的過程中總會出現一些問題，檢測手段以及消毒水平存在一定的不足，影響整體醫療建設的質量。單片機在醫療器械中得到運用之後，大大減少了醫療問題的出現，使醫療工作得到一定程度的提升。單片機的使用增加了醫療設備的診療准確性，提升了診斷的精準性。同時，隨著單片機在醫療器械中的運用，整體醫療設備朝著更加智能化、自動化的發展方向前進，使醫療診斷的結果更加精準，更好地為人們的健康提供醫療保障。

2.3單片機使儀表儀器的使用更加智能化

單片機因其集成度高等特點被用於儀表儀器的生產，隨著單片機科研水平的不斷革新，儀表儀器的發展更加智能化，更加符合當前人們的使用需求。同時，隨著單片機使用程度的增加，儀表儀器設備朝著數字化方向發展，整體測試水平較高，儀表儀器控制和處理的功能建設更加優質。例如，在航天儀器製造的時候，使用單片機這種先進的技術可以使儀器的精準性和集成性更強，提升航天電子系統的數字化程度，大大降低航天事故發生的幾率。

2.4家電中普遍使用單片機

單片機不僅在高科技的領域中實現運用，如醫療器械、儀表儀器等領域，同時也在日常生活中得到運用，例如在家電行業中。隨著科研水平的發展，單片機越來越多地在生活中得到運用，提升人們生活的質量和幸福感。當前人們家庭生活中使用的洗衣機、微波爐以及電視機等家電都運用了單片機這項技術。在電視機的運用中，通過使用單片機使其系統控制技術更加先進，功能操作更加便捷。

例如，人們可以通過遙控器自由切換不同的電視頻道，選擇自己想看的電視節目。單片機在微波爐建造中，通過系統信息的處理，可以根據食材的不同進行科學的、自動的選擇工作，主要是選擇加熱時所需要的溫度和具體時間。單片機在洗衣機的系統控制中，可以根據衣物的材質以及臟污程度進行自動洗滌，對洗衣液的使用量、洗滌的強度控制以及詳細的洗滌時間有著科學的控制和選擇。

3、單片機在未來電子技術領域中開發趨勢分析

隨著社會生產實力的增強，科研技術程度更加深入，單片機型號和技能革新的速度會越來越快，其在電子領域的應用開發主要從以下3個方面進行。

3.1對單片機程序開發

隨著單片機自身開發程度的加深，其在嵌入式系統的建設中得到越來越全面的運用，目前已經不在裸機的環境中實現開發和使用。單片機已經實現一定程度的自動執行，可以對數據進行較強的儲存，科學處理和傳輸數據。單片機具有較強的環境使用能力，可以保障計算機在不同的環境中實現正常的運轉和數據的處理，對外界的物理參數實現高質量的採集，並對其進行邏輯分析和正確的處理。

3.2優化C語言系統程序

C語言有著強大的數據處理能力，可以以簡易的方式對編程語言開展編譯、處理等工作，有著強大的編程能力。為了使單片機在復雜的計算數據和控制數據的環境中實現正常的使用，提升系統的集成和控制能力，一定要加強C語言在單片機中的運用程度。通過對C語言更深度的開發，可以加大單片機的開發程度和力度，進而拓展單片機使用和運用的范圍和領域。

3.3加強對計算機的研發

目前，單片機的製作中使用眾多的通信介面，通過介面的連接可以和計算機進行數據的交流和溝通。可以說，單片機通過通信介面可以讓通信設備和計算機形成一定的聯系，可以使雙方進行精準的數據支持，提升設備對數據的使用程度和運用程度。為此，要想對單片機進行深度的開發，應該對計算機進行系統的分析和運用，提升數據連接和傳輸的質量。

4、結語

單片機是當前計算機發展的一個重要組成部分，隨著計算機水平的增長，單片機也呈現高效革新的態勢，在電子領域實現高效的運用。突出表現在手機通信中和家庭電器的使用中，提升人們的生活建設質量。同時，單片機使儀表儀器的使用更加智能化，提升醫療器械的診斷正確性。在未來的發展中，可以通過對單片機程序進行開發、優化C語言系統程序以及加強對計算機的研發這3個方面提升單片機在電子領域的運用程度。

參考文獻

[1]鄭澤宏.單片機在電子技術中的應用和開發技術研究[J].科技信息，2013(25)：140，221.

[2]王紅紀，徐小亞.單片機在電子技術中的應用和開發[J].電子測試，2014(13)：44-46.

[3]王德權.研究單片機在電子技術中的應用[J].科技與企業，2013(3)：113.

[4]張力.單片機在電子技術中的應用和開發[J].電子技術與軟體工程，2016(5)：259.

[5]許文濤.單片機在電子技術中的應用[J].黑龍江科技信息，2016(19)：15.

單片機論文 篇3

摘要： 隨著電子科技的飛速發展，尤其是超大規模集成電路的出現，給我國的經濟帶來了實質性的改變。其中，對於單片機的使用已經在很多領域都有出現，比如說在工業自動化控制房間、在智能儀器儀表方面以及各種家用電器方面，單片機都起到了很大的作用。由於其極高的性能價格比，使其在電子時鍾方面的應用也是很常見的。本文通過對普通單片機電子時鍾的設計分析，從而達到對單片機進行更深入的學習與設計。

關鍵詞： 單片機；電子時鍾；設計分析

時鍾就是一個最典型的例子，由於人們的生活速度越來越快，人們的時間觀念也在不斷增強，生活中處處離不開時鍾，時鍾對人們可以說是不可或缺的東西。現如今，時鍾的樣式很功能也越來越多，人們對時鍾的精準度要求也越來越高。本文就是針對時鍾的精準度來設計一個普通單片機電子時鍾。

一、單片機的簡單介紹

（一）單片機的定義與分類

單片機是一種集成電路晶元，採用超大規模集成電路技術把具有數據處理能力的中央處理器、隨即存儲器、只讀存儲器等集成到一塊矽片上構成的一個小而完善的微型計算機系統。主要分類包括：STC系列單片機、AVR單片機、AT系列單片機等等 。

（二）單片機的應用與發展

目前，隨著電子自動化的廣泛應用，單片機以其自身的諸多優勢已經應用到了各個領域之中，這些領域主要包括智能儀器儀表、計算機網路、機器人控制、工業控制、家電管理等等。由於單片機的優勢很有多，在未來的生活中一定會被更多的領域所應用，有很好的發展趨勢。

二、單片機電子時鍾的設計方案

單片機電子時鍾的構成主要由：一個8位CPU；一個片內振盪器及時鍾電路；4K位元組ROM程序存儲器；256位元組RAM數據存儲器；兩個16位定時器/計數器；可定址64K外部數據存儲器和64K外部程序存儲器空間的控制電路；32條可編程的I/O線（四個8位並行I/O埠）和一個可編程全雙工串列口組成。

單片機電子時鍾的設計主要是對時鍾的內部工作和外部顯示進行設計，主要的設計方案則分為數字時鍾方案和數碼管顯示方案。通過數字時鍾和數碼管顯示的完美結合使電子時鍾的質量得到完善和保證。

（一）數字時鍾方案

這部分是單片機電子時鍾最主要的設計，也是時鍾內部工作部分。在單片機的內部存儲器中設置三個分別代表時、分、秒信息的位元組。在對內部的存儲器進行設置的時候，要根據時鍾的運作規律設定，時鍾的工作是由內部的定時器和軟體結合來實現的。對此設定1秒中斷，以此來推動秒針的運動，而當秒針中斷的次數達到60次的時候，則將其清零，同時分針的位元組開始運行，以此類推，當分鍾的中斷次數達到60次的時候，時鍾的位元組開始運行。當時鍾的位元組達到24的時候，便將時鍾的位元組清零，以上的操作反復進行，這就是單片機電子時鍾關於數字時鍾的設計方案。這部分的設計起來比較繁瑣，每個步驟都要做到很好的處理，設置時、分、秒的順序也不能打亂。

（二）數碼管顯示方案

數碼管顯示方案主要是對時鍾的外部顯示進行設計，主要分為靜態顯示和動態顯示兩個部分，在電子時鍾外部顯示中佔主導地位的就是動態顯示。所謂動態顯示就是根據內部設計中的秒針的運行情況，在出現的顯示器數字的輪流點亮，每隔一段時間都要點亮一次，這部分要求顯示器的掃描必須要有足夠快的速度，只有這樣，顯示出來的字元才不會出現閃爍的效果。同時，秒鍾和顯示器的運作應該是保持一致的，否則在電子時鍾運行的時候，就很容易出現時間上的誤差，這種動態顯示節省了I/O口，也會降低耗能。

（三）電子時鍾的硬體選擇

1、單片機的選擇，在單片機電子時鍾的設計中，通常都會選用AT89c52單片機，配備12MHz晶振，採用上電復位來對電路進行系統復位。

2、顯示電路選擇，在顯示電路的選擇上，採用軟體解碼動態顯示。

3、電源選擇，採用直流電源供電，電源基本選擇在4.5V左右。

4、選擇器的選擇，通常採用741s04.

三、系統軟體設計

對系統軟體的設計主要包括軟體的設計思想、總體設計以及按鍵掃描子程序。

（一）軟體設計思想

根據人們對電子時鍾功能的需求，需要設計出來的電子時鍾程序必須具備動態掃描、時鍾信號產生以及按鍵掃描處理等功能。利用單片機來實現電子時鍾的這些功能，主要利用的方法就是分時復用，要協調好各個器件的佔用時間，這樣才能實現單片機電子時鍾以上的功能，使電子時鍾對人們的需求造成滿足。

（二）總體設計

1、系統說明及設計框圖

利用普通單片機製作的簡易時鍾，其主要的工作原理就是運用6個PNP管來分別控制6個LED數碼管來完成時鍾的運行工作。這里出現的6個數碼管主要負責顯示小時、分鍾以及秒針的十位位置和個位位置，還會設定一個按鍵用於對時間的調整。

2、模塊設計

普通單片機電子時鍾的設計主要包括電源部分、復位電路、顯示部分、控制部分、位選部分等幾個模塊。對於電源部分的技術，要從外部引入直流電，電流應該選擇4.5V，這樣就可謂電子時鍾提供電源，使其能夠正常運行。

位選電路、復位電路二極體、電解電容部位，在其運行的時候，相應的引腳也會出現不同。在開關按下時引腳RST為高電平1，斷開時引腳為低電平0。

（三）按鍵掃描子程序

普通單片機電子時鍾的運行，最好選用按鍵來切換各種不同的狀態，這樣不僅簡單，容易操作，而且在電子時鍾出現狀況而需要查詢按鍵信息的時候，電子時鍾所具有的按鍵掃描功能就可以提供以往的按鍵情況，這種按鍵程序中還嵌套了按鍵掃描程序用來處理在不同情況下的電子時鍾狀態切換。

四、對整體系統進行調試

在單片機電子時鍾設計完成之後，要對電子時鍾所應用的系統進行簡單的測試，仔細分析在測試的過程中所出現的問題，進行問題的統計與分析，從而找到合理、科學的解決方法。使單片機電子時鍾更加完善。

（一）系統調試方法

對於單片機電子時鍾各個系統的調試，首先要對每個單獨的程序進行調試，將出現的問題歸納整理，找到合理的解決方法後，針對出現問題的程序進行系統的調試。確保每個程序都沒有問題之後，再進行整體的調試工作。只有這樣，才調試的過程中才會使調試工作有理有序的進行。

（二）系統時鍾誤差分析

時間准確，長時間不容易出現誤差是一個時鍾被認可的標准之一。對於系統誤差，設計者應該及時進行誤差的分析和調試工作。

在單片機電子時鍾系統中，能夠出現誤差的地方有很多，比如說晶體頻率的誤差，定時器溢出誤差以及延遲誤差等等，設計者要結合不同的誤差進行不同的分析，找出其內在的原因，從而擬定出解決的方案，使電子時鍾的精準度提高。

（三）軟體調試問題及解決

在軟體調試的過程中，應該將調試的重點分別放在各個模塊上，對這些模塊的調試可以採取在線調試和離線調試兩種方法，在調試過程中出現的問題要及時分析及時解決。

結語：

隨著我國電子技術的迅速發展，單片機的應用也會越來越廣泛，對於電子時鍾系統的設計一定也會日趨完善，功能也會越來越全面，性能會更加穩定，可以預見，在未來的幾年裡，單片機的應用也會越來越廣泛。更好的造福人們。

參考文獻：

[1]何立民.MCS251單片機應用系統設計技術[M].北京:北京航天航空大學.1999

[2]程光璇.普通單片機電子時鍾的設計[J].電子世界.2011(8)

[3]華貴山.基於單片機微機測控系統中的數字濾波技術研究[J].安徽電子信息職業技術學院學報.2006(5)

D. 單片機科技論文

單片機是經歷長期開發與應用的嵌入式系統電子設備，與計算機相比，它具有許多顯著的特點。這是我為大家整理的單片機科技論文，僅供參考!

單片機科技論文篇一

單片機在現代科技中的應用與前景

[摘 要]單片機是經歷長期開發與應用的嵌入式系統電子設備，與計算機相比，它具有許多顯著的特點。當前，單片機在現代科技應用的領域越來越廣泛，並在家用電器、工業控制領域、醫療器械、儀器儀表等方面取得了良好的應用效果。在未來，單片機的更新換代仍然不會停止，它會向更加智能化，自動化，抗干擾能力強，集成度高，實用性好等方面的發展。

[關鍵詞]單片機;現代科技;應用與前景

中圖分類號：TP368.12 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X(2014)20-0054-02

隨著現代科技的不斷發展，嵌入式技術的開發及其應用在現代科技中的應用顯得越來越重要。在嵌入式技術發展的趨勢下，單片微型計算機(簡稱“單片機”)應運而生，並隨著時代要求的發展不斷地更新換代。到20世紀70年代前半期，單片機己經發展為嵌入式系統最為突出的典型代表之一，英特爾公司更將其命名為“嵌入式微控制器”。 單片機的產生極大程度上推動著整個現代科技應用及其功能的發展，並在許多實際應用領域都取得了顯著的成效，受到社會各界的關廣泛關注，其應用技術發展的越來越成熟，具體實踐應用到各個領域，開發技術也越來越智能化。本文以單片機的發展及其特點為邏輯起點，對單片機的應用性及其前景進行說明與分析。

一、單片機的發展及其特點

單片機又稱“單片微型計算機”，是典型的嵌入式微控制器(Microcontroller Unit)，“它並不是落實某一個具體的邏輯功能的晶元，而是把一個計算機系統集成到一個晶元上，其功能類似於一台最小系統的微型的計算機。具體來說，單片機由運算器、控制器、存儲器、輸入輸出設備構成”[1]。

單片機產生於20世紀70年代，經歷了三個發展階段(SCM、MCU、SOC)。初期的SCM單片機基本上都是4、8位的。其中，INTEL的8051是初期單片機最具典型意義的。此後在INTEL 8051的基礎上開發並應用了MCS51系列MCU系統。 由於MCS51系列MCU系統的單片機系統直到現在還在廣泛使用，單片機伴隨這科學技術的發展逐步開發出16位系統。但由於16位單片機的性價比不夠理想，因此並未得到很廣泛的應用。90年代後，隨著電子產品市場的進一步繁榮發展，單片機的開發與應用得到了顯著的提升。特別是INTEL i960系列與ARM系列在社會上的實踐應用，32位單片機逐步地取代16位單片機的在嵌入式技術中的領先地位，並且在市場上取得了兩好的效益。

與計算機相比，單片機的特點主要表現在如下幾個方面：首先，單片機使用簡單便捷，可實現體系布局的模塊化;其次，單片機耐用時間長，有較高的耐用性;再次，單片機的處理能力強，運行速度較快;此外，單片機還具備低電壓、低功耗、控制功能與環境適應能力強的特點;最後，單片機體系完備，集成了計數器、串列口、並行口、CPU、RAM與ROM等應用組件。

二、單片機在現代科技中的應用

單片機具備許多優良的特點，廣泛的應在諸多領域，例如家用電器、工業控制領域、醫療器械、儀器儀表等方面，當前單片機己經得到廣泛的使用，並產生了良好的應用效果。具體來說，單片機在現代科技中的應用主要體現在以下幾個方面：

(一)在家用電器領域中的應用?

隨著時代的發展，追求更高、更好的生活品質，對家用電器的功能需求也逐年提高，這就迫使家用電器的不斷升級與改造。單片機可以滿足這種需求，通過安裝單片機，實現整個家用電器的智能化控制，識別相關的信息，選擇合適的用戶滿意信息，使得家用電器在引入單片機後很好的提高了性能，更新換代的速度也得到了提升，提高了企業的競爭力，單片機應用的前景越來越廣泛。例如在電視機上採用單片機技術可以使得足不出戶的進行大型智能游戲的控制，選擇頻道方式更加便捷;微波爐可以實現食物的自動選擇加熱時間以及溫度;洗衣機自動根據衣服材質、贓物程度，自動選擇洗滌劑的用量、強度、時間等。

(二)在工業控制領域的應用

在工業領域，隨著自動化的發展，尤其是在特殊環境下的，例如核工業、粉塵工業、電力高壓行業等方面，對人的危害性比較大，危險性高的行業，大部分採用的是自動化操作。在此領域，單片機從此興起，並隨著應用的更加廣泛在工業化控制管理，通過單片機的數據採集與過程式控制制手段，實現了工業化有效的智能控制管理工作，例如報警系統、流水線作業系統、自動噴漆系統等，都得到了很好的應用，隨著時代的發展，其應用領域會更加廣泛。

(三)在醫療器械領域的應用

現代社會，醫療條件與技術不斷提升，自身的身體健康越來越受到關注然而在現有的條件下，消毒條件、住院條件，檢測手段、醫療手段等都存在著諸多問題，直接影響著看病的好壞，影響著每個人的身體健康。隨之而來的是現在單片機的應用在醫療器械領域，由於自身的特點與有時，可以進行多種疾病的分析，提高設備檢測的准確性與可靠性，提高了診斷下葯的准確性，保證了身體健康，醫療設備結構更加合理化、智能化、自動化，例如在超聲波檢測、呼吸系統、分析儀器等。

(四)在儀器儀表領域的應用

現在儀器儀表的生產的好壞，直接代表著一個國家的製造水平。在儀器儀表領域不斷的向著智能化方向發展，單片機的作用在此領域尤其體現到其優點，具有重要的意義單片機集成度高，可靠性高、小巧，應用在儀器儀表上使得整個行業得到了很大的改變，隨著單片機的集成到儀器儀表中，使得自身的設備向著數字化，智能化發展，其各方麵包括處理功能測試功能，控制功能等都得到了很大的提升。例如在航空的儀器儀表中採用單片機技術，保證了儀器的可靠性、准確性，集成性高，事故率降低，提升了航天航空電子系統的智能化與自動化樹皮，信息傳遞有效的進行。

三、單片機在現代科技中的發展前景

隨著科學技術的日新月異，單片機推陳出新的速度也愈來愈快。伴隨著新的CPU的加入，多位的單片機共同開發與發展是整個發展的方向。很長一段時間，單片集成電路技術在8位機發展的主要方向，隨著網路通信技術的發展，16位機、32位機、64位機成為未來的發展方向。單片機的運行也會愈來愈快，防磨損能力也隨之提升，具有很好的低雜訊、可靠性高的優點。現在單片機為了提高抗干擾性採用EFT技術，使得單片機受外界的干擾性小，系統的時鍾信號得到了很好的保證，可靠性得到了提高;布線及其驅動技術應用在單片機上降低了雜訊，不至於對單片機內部的電路信號進行干擾。單片機還應用OPT技能，較之掩膜技術有著生產周期短，風險小特點，採用裸片技術或者貼面技術，實現了OPT晶元的接觸不良的問題，使得得到了廣泛的應用。

隨著電子信息技術的發展與應用領域的逐步廣泛，單片機向更加智能化，自動化，抗干擾能力強，集成度高，實用性好等方面的發展。同時，晶元的設計也愈發復雜，單片機的功能更加齊全，保有良好的耐用性、可延伸性，單片機的設計與開發、應用的前景十分廣泛，領域更加寬廣，智能化程度更高。

單片機在目前的發展形勢下，還表現出以下趨勢：首先，可靠性及應用越來越水平高和互聯網連接已是一種明顯的走向。 其次，所集成的部件越來越多。最後，功耗越來越低和模擬電路結合越來越多。

結語

總之，在第二十一世紀，計算機技術、智能電子技術的發展，在現代社會中發揮著舉足輕重的作用，嵌入式系統是電子技術的重要組成部分，其中單片機又是嵌入式系統最具典型的代表，具有強大的發展潛力。單片機技術提高了控制領域的效率以及可靠性，實現了工業的自動化，智能化，未來的工業化發展中將隨著科技的不斷進步而發展。

[1] 李璞，郭敏. 單片機的應用與發展[J]. 中國校外教育 2010年S1期

單片機科技論文篇二

單片機應用技術探究

摘要：近幾年單片機得到了飛速的發展，單片機最明顯的優勢就是可以嵌入到各種儀器、設備中。目前大量的嵌入式系統均採用單片機，本文分析了單片機的形成及發展過程以及當前的技術進展，同時分析了影響單片機系統可靠性的原因，並論述提高單片機可靠性的措施。

關鍵詞：單片機;可靠性技術;發展趨勢

中圖分類號： C35 文獻標識碼： A

引言

單片機,亦稱單片微電腦或單片微型計算機。它是把中央處理器(CPU)、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、輸入/輸出埠(I/0)等主要計算機功能部件都集成在一塊集成電路晶元上的微型計算機。現在可以說單片機是百花齊放的時期,世界上各大晶元製造公司都推出了自己的單片機,從8位、16位到32位,數不勝數,應有盡有,它們各具特色,互成互補,為單片機的應用提供廣闊的天地。縱觀單片機的發展過程,可以預示單片機的發展趨勢 。

一 、單片機的應用場合

1.1智能儀器儀表。單片機用於各種儀器儀表，一方面提高了儀器儀表的使用功能和精度，使儀器儀表智能化，同時還簡化了儀器儀表的硬體結構，從而可以方便地完成儀器儀表產品的升級換代。如各種智能電氣測量儀表、智能感測器等。

1.2機電一體化產品。機電一體化產品是集機械技術、微電子技術、自動化技術和計算機技術於一體，具有智能化特徵的各種機電產品。單片機在機電一體化產品的開發中可以發揮巨大的作用。典型產品如機器人、數控機床、自動包裝機、點鈔機、醫療設備、列印機、傳真機、復印機等。

1.3實時工業控制。單片機還可以用於各種物理量的採集與控制。電流、電壓、溫度、液位、流量等物理參數的採集和控制均可以利用單片機方便地實現。在這類系統中，利用單片機作為系統控制器，可以根據被控對象的不同特徵採用不同的智能演算法，實現期望的控制指標，從而提高生產效率和產品質量。典型應用如電機轉速控制、溫度控制、自動生產線等。

1.4家用電器。家用電器是單片機的又一重要應用領域，前景十分廣闊。如空調器、電冰箱、洗衣機、電飯煲、高檔洗浴設備、高檔玩具等。另外，在交通領域中，汽車、火車、飛機、航天器等均有單片機的廣泛應用。如汽車自動駕駛系統、航天測控系統、黑匣子還有分布式系統的前端模塊等等。

二、分析單片機可靠性限制原因及應對措施

目前，大量的嵌入式系統均採用了單片機，並且這樣的應用正在更進一步擴展;但是多年以來人們一直為單片機系統的可靠性問題所困惑。在一些要求高可靠性的控制系統中，這往往成為限制其應用的主要原因。

1.單片機系統的失效分析

一個單片機系統的可靠性是其自身軟硬體與其所處工作環境綜合作用的結果，因此系統的可靠性也應從這兩個方面去分析與設計。對於系統自身而言，能不能在保證系統各項功能實現的同時，對系統自身運行過程中出現的各種干擾信號及直接來自於系統外部的干擾信號進行有效的抑制，是決定系統可靠性的關鍵。有缺陷的系統往往只從邏輯上去保證系統功能的實現，而對於系統運行過程中可能出現的潛在的問題考慮欠缺，採取的措施不足，在干擾信號真正襲來的時候，系統就可能會陷入困境。

2. 提高可靠性的措施

2.1減少引起系統不可靠或影響系統可靠的外界因素：

1) EFT (Electrical Fast Transient)技術。EFT技術是一種抗干擾技術，它是指在振盪電路的正弦信號受到外界干擾時，其波形上會迭加各種毛刺信號，如果使用施密特電路對其整形，則毛刺會成為觸發信號干擾正常的時鍾，在交替使用施密特電路和RC濾波電路時， 就可以消除這些毛否則令其作用失效，從而保證系統的時鍾信號正常工作。

2) 低雜訊布線技術及驅動技術。在傳統的單片機中，電源及地線是在集成電路外殼的對稱引腳上，一般是在左上、右下或右上、左下的兩對對稱點上。這樣，就使電源雜訊穿過整塊晶元，對單片機的內部電路造成干擾。現在，很多單片機都把地和電源引腳安排在兩條相鄰的引腳上。這樣，不僅降低了穿過整個晶元的電流，而且在印製電路板上容易布置去耦電容，從而降低系統的雜訊。現在為了適應各種應用的需要，很多單片機採用"跳變沿軟化技術"，從而消除大電流瞬變時產生的雜訊。

3) 採用低頻時鍾。高頻外時鍾是雜訊源之一，不僅能對單片機應用系統產生干擾，而且還會對外界電路產生干擾，令電磁兼容性不能滿足要求。對於要求可靠性較高的系統，低頻外時鍾有利於降低系統的雜訊。在一些單片機中採用內部鎖相環技術，則在外部時鍾較低時，也能產生較高的內部匯流排速度，從而保證了速度又降低了雜訊。

三、單片機的發展趨勢

1單片機技術的發展前景及趨勢

由於通用型IC的仿冒現象比較嚴重，因此定製化IC將是未來單片機發展的主要方向。此外，盡管16位、32位單片機市場有所增加，但8位在未來三五年內仍將佔主流，只是成長幅度會趨緩。從應用角度講，盛揚看好消費類電子和家電產品，尤其是中小型家電產品，它屬於比較成熟的單片機應用領域;其次是高端領域的車用產品。目前，盛揚已針對汽車周邊領域推出系列產品，主要用於汽車防盜、車載電子、信息娛樂、胎壓監測、里程錶的面板等。

單片機擁有良好的應用前景，但廠商之間的競爭愈演愈烈。因此，對本土企業而言，要想脫穎而出，質量一定要好，同時還要注重產品的環保和可靠性，因為家電和汽車等產品對安全性的要求越來越高;其次，充分發揮本土廠商在特定應用領域的性價比優勢。不過，這種性價比必須建立在性能過關、可靠度過關的基礎上。

製作工藝CMO化。更小的光刻工藝提高了集成度，從而使晶元更小、成本更低、工作電壓更低、功耗更低。CPU的改進。同時，採用雙CPU結構，增加數據匯流排的寬度，提高數據處理的速度和能力;採用流水線結構，提高處理和運算速度，以適應實時控制和處理的需要。增大存儲容量，片內EPROM的E2PROM化，程序的保密化，提高並行口驅動能力，以減少外圍驅動晶元，增加外圍?I/O?口的邏輯功能和控制的靈活性。最後，以串列方式為主的外圍擴展;外圍電路的內裝化;和互聯網連接已是一種明顯的走向，可靠性及應用水平越來越高。

2微型單片化

現在常規的單片機普遍都是將中央處理器(CPU)、隨機存取數據存儲(RAM)、只讀程序存儲器(ROM)、並行和串列通信介面,中斷系統、定時電路、時鍾電路集成在一塊單一的晶元上,增強型的單片機集成了如A/D轉換器、PMW(脈寬調制電路)、WDT(看門狗)、有些單片機將LCD(液晶)驅動電路都集成在單一的晶元上,這樣單片機包含的單元電路就更多,功能就越強大。甚至單片機廠商還可以根據用戶的要求量身定做,製造出具有自己特色的單片機晶元。 此外,現在的產品普遍要求體積小、重量輕,這就要求單片機除了功能強和功耗低外,還要求其體積要小。現在的許多單片機都具有多種封裝形式,其中SMD(表面封裝)越來越受歡迎,使得由單片機構成的系統正朝微型化方向發展。

3串列擴展技術

在很長一段時間里,通用型單片機通過三匯流排結構擴展外圍器件成為單片機應用的主流結構。隨著低價位OTP(One-Time Password)及各種特殊類型片內程序存儲器的發展,加之處圍介面不斷進入片內,推動了單片機“單片”應用結構的發展。特別是I2C、SPI 等串列匯流排的引入,可以使單片機的引腳設計得更少,單片機系統結構更加簡化及規范化。

4、結語

單片機改變了我們生活,縱觀我們現在生活的各個領域,從導彈的導航裝置,到飛機上各種儀表的控制,從計算機的網路通訊與數據傳輸,到工業自動化過程的實時控制和數據處理,以及我們生活中廣泛使用的各種智能IC卡、電子寵物等,這些都離不開單片機, 單片機有著廣闊的應用前景。

參考文獻

[1] 張志良; 單片機原理與控制技術; 北京,機械工業出版社,2008

[2] 李廣第，朱月秀，王秀山.單片機基礎.北京：北京航空航天大學出版社，2002.

[3] 胡漢才.單片機原理及系統設計.北京：清華大學出版社，2002.

E. 單片機自動門控制系統論文

1.1 課題背景
1.1.1 單片機的介紹和發展概況
什麼是單片機?單片機有什麼用?單片機又稱單片微控制器或單片微型計算機,它自20世紀70年代問世以來，以其高的性能價格比受到人們的重視和歡迎。所以應用很廣，發展很快。它不是完成某一個邏輯功能的晶元,而是把一個計算機系統集成到一個晶元上。它集成了微處理器（CPU）存儲器（RAM、ROM、EPROM）和各種輸入輸出介面（定時器/計數器，並行I/O口，A/D轉換器以及脈沖調制器PWM等），概括的講：一塊晶元就成了一台計算機。它的體積小、質量輕、價格便宜、為學習、應用和開發提供了便利條件。同時，學習使用單片機是了解計算機原理與結構的最佳選擇。
單片機根據其基本操作處理的位數可分為：1位、4位、8位、16位和32位單片機。
單片機的發展歷史可以分為四個階段：
第一階段（1974年-1976年）單片機初級階段。
可以說，二十世紀跨越了三個「電」的時代，即電氣時代、電子時代和現已進入的電腦時代。不過，這種電腦，通常是指個人計算機，簡稱PC機。它由主機、鍵盤、顯示器等組成（如圖1所示）。還有一類計算機，大多數人卻不怎麼熟悉。這種計算機就是把智能賦予各種機械的單片機（亦稱微控制器）。顧名思義，這種計算機的最小系統只用了一片集成電路，即可進行簡單運算和控制。因為它體積小，通常都藏在被控機械的「肚子」里。它在整個裝置中，起著有如人類頭腦的作用，它出了毛病，整個裝置就癱瘓了。現在，這種單片機的使用領域已十分廣泛，如智能儀表、實時工控、通訊設備、導航系統、家用電器等。各種產品一旦用上了單片機，就能起到使產品升級換代的功效，常在產品名稱前冠以形容詞——「智能型」，如智能型洗衣機等。現在有些工廠的技術人員或其它業余電子開發者搞出來的某些產品，不是電路太復雜，就是功能太簡單且極易被仿製。究其原因，可能就卡在產品未使用單片機或其它可編程邏輯器件上。
單片機的應用領域 ：
1.單片機在智能儀器儀表中的應用；
2.單片機在工業測控中的應用；
3.單片機在計算機網路和通訊技術中的應用；
4.單片機在日常生活及家電中的應用；
5.單片機在辦公自動化方面。
目前單片機滲透到我們生活的各個領域，幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。導彈的導航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網路通訊與數據傳輸，工業自動化過程的實時控制和數據處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統，錄相機、攝相機、全自動洗衣機，自動門的控制，以及程式控制玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。更不用說自動控制領域的機器人、智能儀表、醫療器械了。因此，單片機的學習、開發與應用將造就一批計算機應用與智能化控制的科學家、工程師。
單片機是一種在線式實時控制計算機，在線式就是現場控制，需要的是有較強的抗干擾能力，較低的成本，這也是和離線式計算機的（比如家用PC）的主要區別。
單片機是靠程序的，並且可以修改。通過不同的程序實現不同的功能，尤其是特殊的獨特的一些功能，這是別的器件需要費很大力氣才能做到的，有些則是花大力氣也很難做到的。一個不是很復雜的功能要是用美國50年代開發的74系列，或者60年代的CD4000系列這些純硬體來實現的話，電路一定是一塊大PCB板！但是如果要是用美國70年代成功投放市場的系列單片機，結果就會有天壤之別！只因為單片機的通過你編寫的程序可以實現高智能，高效率，以及高可靠性！
由於單片機對成本是敏感的，所以目前占統治地位的軟體還是最低級匯編語言，它是除了二進制機器碼以上最低級的語言了，既然這么低級為什麼還要用呢？很多高級的語言已經達到了可視化編程的水平為什麼不用呢？原因很簡單，就是單片機沒有家用計算機那樣的CPU，也沒有像硬碟那樣的海量存儲設備。一個可視化高級語言編寫的小程序裡面即使只有一個按鈕，也會達到幾十K的尺寸！對於家用PC的硬碟來講沒什麼，可是對於單片機來講是不能接受的。 單片機在硬體資源方面的利用率必須很高才行，所以匯編雖然原始卻還是在大量使用。一樣的道理，如果把巨型計算機上的操作系統和應用軟體拿到家用PC上來運行，家用PC的也是承受不了的。
單片機的發展趨勢將是向著大容量、高性能化，外圍電路內裝化等方面發展。為滿足不同的用戶要求，各公司競相推出能滿足不同需要的產品。包括以下幾個方面：
（1） CPU的改進，是指採用雙CPU結構，以提高處理能力；增加數據匯流排的寬度，指單片機內部都採用16位數據匯流排，其數據處理能力明顯優於一般8位單片機；採用流水線結構，意思是指令以隊列形式出現在CPU中，且具有很快的運算速度；串列匯流排結構，即用三條數據線代替現行的8位數據匯流排，從而大大的減少了單片機引線降低了單片機的成本。目前許多公司都在積極地開發此類產品。
（2） 存儲器的發展包括加大存儲容量，片內EPROM採用 PROM或閃爍(Flash)存儲器。閃速存儲器（Flash Memory）是一類非易失性存儲器NVM（Non-Volatile Memory）即使在供電電源關閉後仍能保持片內信息；而諸如DRAM、SRAM這類易失性存儲器，當供電電源關閉時片內信息隨即丟失。 Flash Memory集其它類非易失性存儲器的特點：與EPROM相比較，閃速存儲器具有明顯的優勢——在系統電可擦除和可重復編程，而不需要特殊的高電壓（某些第一代閃速存儲器也要求高電壓來完成擦除和/或編程操作）；與EEPROM相比較，閃速存儲器具有成本低、密度大的特點。其獨特的性能使其廣泛地運用於各個領域，包括嵌入式系統，如PC及外設、電信交換機、蜂窩電話、網路互聯設備、儀器儀表和汽車器件，同時還包括新興的語音、圖像、數據存儲類產品，如數字相機、數字錄音機和個人數字助理（PDA）。
（3）有程序的保密化，即對EPROM或EEPROM採用加鎖方式。
1.1.2 電機微機控制系統的應用和發展
隨著大規模及超大規模集成電路製造工藝的迅速發展，微型計算機的性能越來越高，價格也越來越便宜。此外電力電子技術的發展，使得大功率電子器件的性能迅速提高。因此就有可能比較普遍地應用微機來控制各類電機，完成各種新穎的、高性能的控制策略，是電機的各種潛在能力得到充分發揮，是電機的性能更符合使用要求，還可以製造出便於控制的新型電機，使電機出現新的面貌。
比較簡單的電機微機控制，例如在適當的時刻讓電機啟動、制動或反轉之類，只要讓微機控制繼電器或電子開關元件使電路開通或關斷就可以了。在各種機床設備及生產流水線中，現在已普遍採用危機的可編程式控制制器，按一定的規律控制各類電機的動作。
至於復雜的控制，則要用微機控制電機的電壓、電流、轉矩、轉速、轉角等等，使電機按給定的指令准確工作。
通過微機控制，電機的性能有很大的提高。例如傳統的直流電集合交流電機各有優缺點，直流電動機的調速性能好，但帶有機械換向器，有機械磨損及換向火花等問題；交流電動機，不論是非同步電動機還是同步電動機，結構都比直流電動機簡單，工作也比直流電動機可靠，但在頻率恆定的電網上運行時，他們的速度不能方便而又經濟的調節。交流電動機採用正弦脈寬調制方式進行變頻調速是比較理想的，但若要用普通的模擬電路或數字電路完成這一任務，電路相當復雜，用微機控制就簡單多了。若要進一步調速精度及動態性能，可採用矢量控制方案，它的調速性能將與直流電動機相當。但矢量控制比較復雜，用傳統的模擬電路或數字電路很難做到，而應用微機控制，則能方便的實現。目前，廣泛應用於數控機床等自動化設備的數控位置伺服系統，其中電動機都是由微機控制的。為了提高性能，在先進的數控交流伺服系統中，已採用高速數字信號處理晶元（Digital Signal Processor簡稱DSP），指令執行速度達到每秒數百兆以上，且具有適合於矩陣運算的指令。
復雜的電機微機控制主要用於以下兩個方面：
（1）發電機勵磁系統的控制。用以保證正常工作時發電機電壓穩定，發生故障後盡可能保持穩定，達到優化控制的目的。
（2）電動機調速及其位置伺服控制。用於鼓風機或水泵的調速節能、數控機床、微型計算機磁碟驅動器、機器人等控制系統。
在電機微機控制系統中，微機主要完成下列工作：
(1)實時控制。根據給定的要求及控制規律，對發電機的典雅，電動機的轉速等物理量實現在線實時控制。
(2)監控。完成事故報警、事故處理、系統診斷及管理等。
（3）數據處理 完成必要的數據採集、分析處理、計算、顯示、記錄等。
1.2 課題研究的意義和目的
畢業設計是獲得本科畢業證書及學位證書的必要的一環。畢業設計是課堂知識轉化為實踐技術的手段，是理論結合實際、 提高綜合能力的必經之路同時畢業設計論文是對完成畢業設計的實現過程的總結，通過撰寫論文我們可以學會分析，獲得將技術上升到理論認識的能力。
而且既然單片機的應用越來越廣泛，而且我們所學的既是本學科，將來既有可能就是從事這方面的工作，為了讓自己在走向工作崗位之前得到充分的鍛煉，畢業設計必須認真完成。
通過本次設計，復習並進一步掌握單片機的原理與應用及模擬數字電路的有關知識，復習匯編指令的應用，更深層地了解匯編言的思想，鍛煉自己的實際操作及創新設計能力。
培養我們綜合運用有關的基礎理論課、專業基礎課和專業課的知識和技能去分析和解決實際應用問題的能力。
對我們進行系統開發基本能力的初步訓練，使我們能掌握解決一個實際問題，開發一個軟體的一般程序和基本方法。
畢業設計和畢業論文是本科生培養方案中的重要環節。我們通過畢業論文，綜合性地運用幾年內所學知識去分析、解決一個問題，在作畢業論文的過程中，所學知識得到疏理和運用，它既是一次檢閱，又是一次鍛煉。使我們在作完畢業設計後，能夠感到自己的實踐動手、動筆能力得到了鍛煉，增強了即將跨入社會去競爭、去創造的自信心。
1.3 課題的功能概述
本次設計的自動門單片機控制系統必須實現的功能主要有三個：
（1） 無論門當前處於何狀態，一旦有人進出門時，門必須打開。
（2） 在門運行的時候為了同時考慮速度和安全問題，關門過程前一半快速，後一半慢速；開門的過程是前一半快速後一半慢速。這樣既可以保證有人來時立即開門沒人時立即關門，又可以避免關門時兩門相沖撞或開門時各個門的碰撞。
（3） 由轉速測量系統，當自動門遇到障礙是電機速度變慢時，轉為開門，以免使電流過大燒毀電機。