單片機大學論文設計

『壹』 基於單片機防盜報警系統的設計的畢業論文

第1章 緒 論
隨著經濟的發展，人們對防盜、防劫、防火保安設備的需求量大大增加。針對偷盜、搶劫、火災、煤氣泄漏等事故進行檢測和報警的系統，其需求也越來越高。本設計運用單片機技術設計了一新穎紅外線防盜報警器。而本設計中的輸入部分主要是各種各樣的感測器。不同類型的探測器用不同的手段探測各種入侵行為；不同作用的感測器，也可檢測出不同類型的情況。
本章節主要介紹了本設計的選題背景、課題介紹、本文主要工作、方案論證。
1.1選題背景
單片機現在已越來越廣泛地應用於智能儀表、工業控制、日常生活等很多領域，可以說單片機的應用已滲透到人類的生活、工作的每一個角落，這說明它和我們每個人的工作、生活密切相關，也說明我們每個人都有可能和有機會利用單片機去改造你身邊的儀器、產品、工作與生活環境。
紅外技術已經成為先進科學技術的重要組成部分，他在各領域都得到廣泛的應用。由於他是不可見光，因此用他做防盜報警監控器，具有良好的隱蔽性，白天黑夜均可使用，而且抗干擾能力強。這種監控報警裝置廣泛應用與博物館、單位要害部門和家庭的防護[1]。
通常紅外線發射電路都是採用脈沖調制式。紅外接收電路首先將接收到的紅外光轉換為電信號，並進行放大和解調出用於無線發射電路的調制信號。當無人遮擋紅外光時，鎖相環輸出低電平，報警處於監控狀態；一旦有人闖入便遮擋了紅外光，則鎖相環失鎖，輸出高電平，驅動繼電器接通無線發射電路，監控室便可接收到無線報警信號，並可區分報警地點[2]。
當我們考慮的范圍廣一點：若是在小區每一住戶內安裝防盜報警裝置。當住戶家中無人時，可把家庭內的防盜報警系統設置為布防狀態，當竊賊闖入時，報警系統自動發出警報並向小區安保中心報警[3]。周界報警系統：在小區的圍牆上設置主動紅外對射式探測器，防止罪犯由圍牆翻入小區作案，保證小區內居民的生活安全[4]。

目 錄
第1章 緒 論 3
1.1選題背景 3
1.2課題介紹 4
1.3本文主要工作 5
1.4方案選擇論證 5
1.4.1單片機的選擇 5
1.4.2顯示器工作原理及其選擇 6
1.4.3液晶顯示和數碼顯示 6
1.4.4 防盜報警選擇感測器的選擇 7
2.1硬體系統總體設計 8
2.2 AT89C51晶元的介紹 9
2.2.1引腳功能 9
2.2.2 結構原理 11
2.2.3 AT89C51定時器/計數器相關的控制寄存器介紹 12
2.2.4 MAX708晶元介紹 13
2.3 單片機復位設置 14
2.4 8255A晶元介紹 14
2.4.1 8255A的引腳和結構 15
2.4.2 8255的工作方式 16
2.4.3 8255的控制字 18
2.5 AT89C51與8255的介面電路 19
2.6 顯示部分 20
2.6.1七段顯示解碼器 20
2.6.2 7448解碼驅動 21
2.6.3 單片機與7448解碼驅動器及LED的連接 23
2.6.4外部地址鎖存器 23
第3章 檢測信號放大電路設計 24
3.1 熱釋紅外線感測器典型電路 25
3.2 紅外光敏二極體警燈電路 26
3.2.1 光敏二極體控制電路 27
3.3紅外線探測信號放大電路設計 28
3.3.1光電耦合器驅動介面 30
3.3.2 集成電路運算放大器 31
3.3.3 精密多功能運算放大器INA105 31
3.3.4 低功耗、雙運算放大器LM358 34
第4章 電源設計 35
4.1 單片機系統電源 35
4.2檢測部分電源 35
5.1 主程序設計 37
5.2 核對子程序設計 38
5.3 中斷子程序設計 38
5.4 讀數子程序設計 39
5.5 程序設計說明 40
5.6 程序清單 41
第6章 調試 45
6.1安裝調試 45
6.2音響（和繼電器）驅動線路具體連接 45
6.3 程序修改 46
6.4 程序執行過程 47
結論 48
參考文獻 49
致謝 51
原理圖 52

基於單片機控制的紅外防盜報警器的設計

[摘要]：隨著社會的不斷進步和科學技術、經濟的不斷發展，人們生活水
平得到很大的提高，對私有財產的保護意識在不斷的增強，因而對防盜措施提
出了新的要求。 本設計就是為了滿足現代住宅防盜的需要而設計的家庭式電子
防盜系統。
目前市面上裝備主要有壓力觸發式防盜報警器、開關電子防盜報警器和壓力遮光觸發式防盜報警器等各種報警器，但這幾種比較常見的報警器都存在一些缺點。本系統採用了熱釋電紅外感測器，它的製作簡單、成本低，安裝比較方便，而且防盜性能比較穩定，抗干擾能力強、靈敏度高、安全可靠。這種防盜器安裝隱蔽，不易被盜賊發現。同時它的信號經過單片機系統處理後方便和PC機通信，便於多用戶統一管理。
本設計包括硬體和軟體設計兩個部分。硬體部分包括單片機控制電路、紅外探頭電路、驅動執行報警電路、LED控制電路等部分組成。處理器採用51系列單片機AT89S51。整個系統是在系統軟體控制下工作的。系統程序可以劃分為以下幾個模塊： 數據採集、鍵盤控制、報警和顯示等子函數。

[關鍵詞]：單片機、紅外感測器、數據採集、報警電路。

Infrared burglar alarm design controls which based
on the monolithicintegrated circuit
Abstract :Along with society's unceasing progress and science and technology,economical unceasing development, the people living standard obtainsthe very big enhancement, to private property protection consciousnessin unceasing enhancement, thus set the new request to the securitymeasure. This design is for satisfy the family type electron securitysystem which the modern housing security needs to design.
At present in the market condition equips mainly has the pressure totouch the hair style burglar alarm, the switch electron burglar alarmand the pressure shields light the hair style burglar alarmand so on each kind of alarm apparatus, but these kind of quite commonalarm apparatuses all have some shortcomings. This system used hashotly released the electricity infrared sensor, its manufacturesimple, cost low, installm the antijamming ability strong, thesensitivity high, safe was reliable. This kind of security installmenthiding, was not easily discovered by the bandits and thieves.Simultaneously its signal after monolithic integrated circuit systemprocessing the convenience and P the C machine correspondence, isadvantageous for the multiuser unification management.
This design designs two parts including the hardware and software. Thehardware partially including the monolithic integrated circuit controlcircuit, infrared pokes head in the electric circuit, the actuationexecution alarm circuit, the LED control circuit and so on the partialcompositions. The processor uses 51 series monolithic integratedcircuits AT89S51, the overall system is works under the systemsoftware control. The system program may divide into following severalmoles: The data acquisition, the keyboard control, reports to thepolice with the demonstration small steelyard function.

Key words: AT89S51 monolithic integrated circuit, infrared sensor,data acquisition, alarm circuit.

目 錄
1. 緒論 1 1.1 前言 1

1.2 設計任務與要求 1
2. 熱釋電紅外感測器概述 2
2.1 PIR感測器簡單介紹 2
2.2 PIR 的原理特性 2
2.3 PIR 結構特性 3
3. AT89S51單片機概述 6
3.1 AT89S51單片機的結構 6
3.1.1管腳說明 8
3.1.2 主要特性 11
3.1.3 振盪器特性 11
3.2 AT89S51單片機的工作周期 12
3.3 AT89S51單片機的工作過程和工作方式 13
3.4 AT89S51的指令系統 16
4. 方案設計 18
4.1 系統概述 18
4.2 總體設計 19
4.3 系統硬體選擇 19
4.4 硬體電路實現 20
4.5 軟體的程序實現 21
5. 結論概述 27
5.1 主要結論 27
5.2 結束語 27
致謝 28
參考文獻 29

『貳』 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

『叄』 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

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[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)

『肆』 要寫關於單片機的論文，請求幫助

相關範文：

基於單片機監控系統的研究

【摘要】文章所設計的基於單片機監控系統汽車行駛記錄儀所實現的主要功能：記錄汽車停車前2秒內的行駛速度，並能實時地顯示汽車行駛的狀態信息，同時還對汽車的超速行駛進行報警並記錄一天之內的超速次數。

【關鍵詞】單片機；模塊；監控

本文所設計的汽車行駛記錄儀是基於兩片8051單片機作為控制系統的核心來進行設計的，整個系統分為六大模塊分別是：電源模塊、速度信號採集模塊、時鍾模塊、單片機模塊、存儲器模塊、顯示模塊。

一、電源模塊的設計
記錄儀作為車載設備，使用汽車電源。汽車上的電源有兩個：汽車發電機和蓄電池。記錄儀的電源直接取自蓄電池，在發電機轉速和用電負載發生較大變化時，可保持汽車電網電壓的相對穩定，同時，還可吸收電路中隨時出現的瞬時過電壓，以保護電子元件不受損害。車輛使用的車載蓄電池標稱值有兩種 12V的和 24V的，因此為了得到需要的 5V的電壓，我選用了 DC-DC 電源轉換晶元。

二、速度信號採集模塊的設計
速度信號檢測模塊的原理是：汽車行駛過程中，車輪經過感測器，單位時間內輸出一定的脈沖，感測器輸出的脈沖通過差動放大電路的放大與整形，然後送到單片機 8051 的 T0埠進行脈沖計數，與此同時 8051 的 T1 進行計時開始待到定時器產生中斷請求後，由計數器得到的脈沖數經過速度計算的公式和里程的計算後得到汽車行駛的速度和里程。從而得到汽車的行駛速度和里程，存儲與 8051 的 RAM數據存儲區。
本系統採用霍爾感測器將速度信號轉換為脈沖信號，考慮到感測器的體積要小，便於安裝，誤差要盡量減小等要求，設計採用車輪旋轉一周速度感測器要輸出若干個脈沖的方法。本系統採用的是在變速器上安裝 3個小磁鋼，霍爾感測器可相應的輸出 3 個脈沖用於速度信號的採集。速度信號採集模塊採用 THS118 型霍爾元件作為速度信號採集部分的速度感測器。

三、時鍾模塊的設計
時鍾模塊主要是用於對時、分、秒、年、月、日和星期的計時。該模塊採用的晶元為DS12C887 時鍾晶元。此晶元集成度高，其外圍的電路設計非常的簡單，且其性能非常好，計時的准確性高。
DS12C887為雙列直插式封裝。其具體與單片機的連接如下所述：AD0~AD7雙向地址/數據復用線與單片機的P0口相聯，用於向單片機交換數據；AS 地址選通輸入腳與單片機的 ALE 相聯用於對地址鎖存，實現地址數據的復用；CS 片選線與單片機的 P2.6 相聯，用於選通時鍾晶元；DS 數據選通讀輸入引腳與單片機的讀選通引腳相聯，用於實現對晶元數據的讀控制；R/W 讀/寫輸入與單片機的寫選通引腳相聯，用於實現對時鍾晶元的寫控制；MOT 直接接地，選用 INTEL 時序。IRQ引腳與 8051 的 INT1 相連，用於為時間的採集提供時間基準。

四、單片機模塊的設計
本系統採用兩片單片機，兩個單片機之間採用串列通訊，用於兩者之間的數據交換。其工作時序是由外部晶振電路提供的，本系統採用的晶振頻率是 12 兆 HZ。其復位電路為自動上電復位。設計中所採用的單片機為 8051。
單片機在系統中主要是用來對其他模塊進行控制，是整個系統的核心部件。主單片機主要是用於對速度信號採集模塊、時鍾模塊和存儲模塊進行控制，同時還要與從單片機進行數據的交換。其外圍的 I/O口主要與這些模塊的中心晶元的數據匯流排或地址匯流排相連，其控制匯流排與這些模塊的控制線相連。從單片機主要是用於對顯示和校時的控制，因此其 I/O口主要與 LCD顯示器的 I/O口相連，其控制線與 LCD顯示器的控制線相連。由於從單片機的外部中斷源只有兩個，而我所設計的對時鍾的校時主要是通過外部中斷完成的，所以要對從單片機的外部中斷源進行擴展。本系統採用了 8259A 進行中斷源的擴展，從而實現對時鍾的校時。

五、儲模塊的設計
汽車行駛記錄儀對系統存儲數據的實時性及長久性要求很高，因此本系統我採用了ATMEL 生產的 AT29C010A Flash 性存儲器。其存儲空間為 16K，能夠滿足設計的要求。
AT29C010A是一種 5V在線閃速可電擦除的存儲器，具有掉電保護功能；方便的在線編程能力不需要高的輸入電壓，指令系統在 5V 電壓下即可控制對 AT29C010A 的讀取數據，這與對 EEPROM 的操作相似。再編程能力是以每一分區為單位的，128 位元組的數據裝入AT29C010A 的同時完成編程。在一個再編程周期里，存儲單元的定址和 128 位元組的數據通過內部鎖存器可釋放地址和數據匯流排，這樣可為其它操作提供地址和數據匯流排。編程周期開始後，AT29C010A會自動擦除分區的內容，然後對鎖存的數據在定時器作用下進行編程。

六、示模塊的設計
顯示器主要是為人機交互提供即時的信息，能讓人們與機器進行很好的交流。在眾多種類的顯示器中，越來越多的儀器儀表及人機交互界面採用液晶顯示器。LCD 可分為段位式LCD、字元式 LCD和點陣式 LCD。其中段位式和字元式只能用於數字和字元的簡單的顯示，不能滿足圖形曲線和漢字顯示的要求；而點陣式不僅能夠顯示字元和數字，還可以顯示各種圖形、曲線及漢字，可以實現屏幕的上下左右滾動等功能。

七、鍵的設計
本系統的按鍵主要是用於對時鍾的校對，現對按鍵的功能簡述如下：按鍵 1～7是用於對秒分時日月年星期校時的中斷申請；按鍵 8 是用於對校時進行加一的操作，鍵 9 是用於對校時進行減一的操作；按鍵 10 是用於實現對超速報警監控功能的復位。
八、系統軟體流程圖的設計
由於本設計主要是完成系統的硬體電路設計，因此我對系統的軟體設計只進行了系統部分軟體流程圖的繪制。設計的流程圖有：記錄儀總體軟體設計流程圖、速度信號採集模塊軟體設計流程圖、時鍾模塊軟體設計流程圖、外部中斷軟體設計流程圖和 LCD 顯示實現的軟體設計流程圖。

【參考文獻】
[1]戴佳，苗龍，陳斌．51單片機應用系統開發典型實例[M]．中國電力出版社．
[2]周航慈．單片機應用程序設計技術[M]．北京航空航天大學出版社．
[3]胡漢才．單片機原理及其介面技術[M]．清華大學出版社．
[4]余發山．單片機原理及應用技術[M]．中國礦業大學出版社．

僅供參考，請自借鑒

希望對您有幫助

『伍』 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.

『陸』 畢業設計做單片機應該怎麼做

在心中建立一個基本模型，知道應該需要些什麼知識，而自己又掌握了多少，並根據一定的靈感開始搜索資料，上面的資料基本上能滿足初學者的需求了。

選擇完成單片機論文後，基於這個方向進行相關資料查找，一般來寫作是有自己的基本方法的。先寫序論序列部分的話，主要是闡述一下，你的單片機領域之前人幹了什麼情況，然後存在什麼缺點。

基於這些缺點你要做什麼改進，然後把你目前這個行業內要改進的東西進行寫一下，分別通過下述4個章節進行闡述，一般來說主要是把你的硬體選型和為什麼這么選型的部分給講清楚。第3章就是基本的硬體設計這塊的話需要畫電路圖。

『柒』 跪求大專單片機的畢業論文

智能化多路串列數據採集/傳輸模塊的設計
廣州市光機電工程研究中心 行聯合
廣州市方統生物科技有限公司 關 強
引言

隨著電子技術的不斷發展，目前對各種物理量的檢測和控制都可得以實現。微機檢測控制系統不僅運用到航天航空、機器人技術、紡織機械、食品加工等工業過程式控制制，而且已經成為日常各種家用電器當中的主要組成部分。其中，A/D（模擬數字轉換）設備起著十分重要的作用。這樣，一個系統中就會需要更多的A/D設備。一般是用擴展一塊或多塊A/D採集卡的方法去實現。當模擬量較少或是溫度、壓力等緩變信號場合，採用匯流排型A/D卡並不是最合適、最經濟的方案。這里介紹一種以AT89C2051單片機為核心，採用TLC2543L 12位串列A/D轉換器構成的采樣模塊，該模塊的采樣數據由單片機串口經電平轉換後送到上位機（PC機）的串口COM1或COM2，形成一種串列數據採集串列數據傳輸的方式。

主要元件功能介紹
AT89C2051單片機
AT89C2051是ATMEL公司推出的一種性能價格比極高的 8位單片機，其指令系統與MCS-51系列完全兼容。引腳排列如圖1所示。

TLC2543L串列A/D轉換器
TLC2543L 採用SPI串列介面匯流排，SPI串列介面匯流排由Motorola公司提出，它是一種三線同步介面，分別為同步信號、輸入信號和輸出信號。另外晶元還有一根片選線，單片機通過片選線選通TLC2543L。其中，CLK為同步時鍾脈沖，CS為片選線，DIN為單片機的數據輸出和TLC2543L的數據輸入線，DOUT為單片機的數據輸入線和TLC2543L的數據輸出線。圖2為TLC2543L時序圖。TLC2543L 是全雙工的，即數據的發送和接收可同時進行。如果只是對TLC2543L寫數據，單片機可以丟棄同時讀入的數據；反之，如果只讀數據，可以在命令位元組後，寫入任意數據。數據傳送以位元組為單位，並採用高位在前的格式。

模塊採用TI公司的TLC2543L 12位串列A/D轉換器，使用開關電容逐次逼近法完成A/D轉換過程。串列輸入結構，能夠大大節省51系列單片機I/O資源，且價格適中。其特點有：
(1) 11個模擬輸入通道；
(2) 轉換時間10 s；
(3) 12位解析度A/D轉換器；
(4) 3路內置自測試方式；
(5) 采樣率為66kbps；
(6) 線性誤差+1LSB（max）
(7) 有轉換結束（EOC）輸出；
(8) 具有單、雙極性輸出；
(9) 可編程的MSB或LSB前導；
(10)可編程的輸出數據長度。 TLC2543L的引腳排列如圖3所示。圖3中AIN0～AIN10為模擬輸入端； 為片選端；DIN 為串列數據輸入端；DOUT為A/D轉換結果的三態串列輸出端；EOC為轉換結束端；CLK為I/O時鍾；REF+為正基準電壓端；REF-為負基準電壓端；VCC為電源；GND為地。

電平轉換器MAX232C
MAX232C為RS-232收發器，簡單易用，單+5V電源供電，僅需外接幾個電容即可完成從TTL電平到RS-232電平的轉換，引腳排列如圖4所示。

硬體設計
硬體電路如圖5所示。

單片機AT89C2051是整個系統的核心，TLC2543L對輸入的模擬信號進行採集，轉換結果由單片機通過P3.5（9腳）接收，AD晶元的通道選擇和方式數據通過P3.4（8腳）輸入到其內部的一個8位地址和控制寄存器，單片機採集的數據通過串口（3、2腳）經MAX232C轉換成RS232電平向上位機傳輸。

單片機軟體設計
單片機程序主要包括串列數據採集/傳輸模塊的系統信息、通道數、採集周期和通訊協議定義，以及數據採集和傳輸的標准子程序。
TLC2543L的通道選擇和方式數據為8位，其功能為：D7、D6、D5和D4用來選擇要求轉換的通道，D7D6D5D4=0000時選擇0通道，D7D6D5D4=0001時選擇1通道，依次類推；D3和D2用來選擇輸出數據長度，本程序選擇輸出數據長度為12位，即D3D2=00或D3D2=10；D1，D0選擇輸入數據的導前位，D1D0=00選擇高位導前。
TLC2543L在每次I/O周期讀取的數據都是上次轉換的結果，當前的轉換結果在下一個I/O周期中被串列移出。第一次讀數由於內部調整，讀取的轉換結果可能不準確，應丟棄。
數據採集程序如下：
sbit DATAIN=P1^1;
sbit CLOCK=P1^0;
sbit DATAOUT=P1^2;
sbit CS=P1^3;
bit datain_a_bit0()
{ bit m=0;
DATAOUT=1;
m=DATAOUT;
DATAIN=0;
Nop();
CLOCK=1;
Nop();
CLOCK=0;
Return(m);
}
bit datain_a_bit1()
{ bit m=0;
DATAOUT=1;
m=DATAOUT;
DATAIN=1;
Nop();
CLOCK=1;
Nop();
CLOCK=0;
Return(m);
}
單片機通過編程產生串列時鍾，並按時序發送與接收數據位，完成通道方式/通道數據的寫入和轉換結果的讀出，程序如下：
unsigned int Tlc2543L(unsigned char ch)
{unsigned char i,chch=0;<br>unsigned int xdata xxx=0;<br>unsigned int xdata y=0;<br>CS=0;<br>Chch=ch<<4;<br>Y=chch;<br>Y<<=8;<br>I=0;<br>While(I<12)<br>{if((y&0x8000)==0)<br>{if(datain_a_bit0()==0) xxx&=0xfffe;<br>else xxx|=0x0001;<br>if(I!=11) xxx<<=1;<br>}
else
{if(datain_a_bit1()==0) xxx&=0xfffe;<br>else xxx|=0x0001;<br>if(I!=11) xxx<<=1;<br>}
y<<=1;
I+=1;
}
CS=1;
Return(xxx);
}
串列數據傳輸模塊包括串列口初始化子程序和數據傳輸子程序，各子程序分別如下。其中數據傳輸採用查詢方式，也可以方便地改為中斷方式。
Void rs232init()
{TMOD=0x20;<br>TH1=0xfd;<br>TR1=1;<br>SCON=0x50;<br>}
void receandtran()
{unsigned char da;<br>while(!RI)<br>RI=0;<br>Da=SBUF;<br>SBUF==da;<br>While(!TI);<br>TI=0;<br>}
上位機接收數據所用C語言程序包括初始化子程序和接收子程序。各子程序分別如下：
void cominit(void)
{
outportb(0x3fb,0x80);
outportb(0x3f8,0x18); /與單片機波特率一致為9600bps*/
outportb(0x3f9,0x00);
outportb(0x3fb,0x03); /8位數據位，1位停止位,無奇偶校驗*/
outportb(0x3fc,0x03); /*Modem控制寄存器設置,使DTR和RTS輸出有效*/
outportb(0x3f9,0x00); /*設置中斷允許寄存器，禁止一切中斷*/
}
void data_rece(void) /*查詢方式接收數據子程序*/
{
while(!kbhit())
{
while(!(inportb(0x3fd)&0x01));/*若接收寄存器為空，則等待*/
printf("%x ",inportb(0x3f8)); /*讀取結果並顯示*/
}
getch();
}

智能化串列採集/傳輸模塊在PCR儀中的應用
在PCR儀的電路設計中，因需要檢測的信號很多，包括熱蓋的溫度檢測，散熱器的溫度檢測，腔體內部的溫度檢測，氣流的溫度檢測，光信號的檢測等等，為了簡化電路，節約成本，減小體積，在選擇A/D轉換電路時選用了SPI匯流排的TLC2543，該晶元有多達11路的模擬信號輸入端，完全滿足PCR儀電路設計的需要，一個晶元既能完成檢測多個信號的功能，又能節約單片機的資源，圖6是其硬體原理圖。

結論
本文所述的智能化串列數據模塊，可直接用於任何微機控制和檢測系統中以取代原來的模數轉換設計。經過實踐檢驗，該模塊功耗低、采樣精度高、可靠性好、介面簡便，有很高的實用價值。該智能模塊的軟體和硬體成功應用於生命科學儀器「熱循環儀」的設計和實踐中，使用方便，簡單可行，節約成本，能夠滿足大多數數據采樣的應用場合。資料來源：www.lw3721.com