⑴ 对于一个具体的单片机应用系统，选择单片机的原则是什么
从设计角度，计算速度、存储、通讯模块、AD/Time等外设，一要够用，二要有足够扩展或可升级单片机的余地；应用现场条件限制，抗干扰性、可靠性要求等。
从生产角度，厂家供货周期，生命周期，后续型号等
软件维护角度，越流行的芯片，越利于找到合适的人手
⑵ 单片机最小系统设计
1.晶振，至于大小由你单片机时钟周期要求而决定（用于计时，与两个电容并联使用，电容大小由你的晶振决定，一般用22pF）
2.复位电路（用于复位）
3.电源（用于供电，一般用电脑的USB口供电）
4.烧制程序的口（可用串口配合MAX232配合使用，也可以做个并口输入，这个要根据你使用单片机的种类决定，比如ATC可用并口，STC一般只用串口输入等等）
参考http://www.taoke.com/index.php/item/194 可以买个现成的方案！
⑶ 请简述单片机系统的设计过程是怎样的
单片机应用系统设计分为硬件设计与软件设计两部分及系统调试三个部分，大致过程如下：一、硬件电路设计1、根据任务需求规划确定单片机类型及外围接口电路方案；2、根据方案设计具体电路。二、软件设计1、根据目标任务的功能需求，结合硬件电路控制方式，规划设计软件功能模块；2、将功能模块细化成流程图；3、根据流程图编写程序代码；4、将编译后的目标代码下载到实物单片机或虚拟单片机进行软件仿真调试；三、系统调试1、将初调成功的目标的代码下载到单片机目标试验板进行软硬件联调及功能验证；2、验证成功符合设计要求，就可以进入小批量测试了。
⑷ 单片机课程设计的要求 交通灯系统设计
:利用单片机的定时器功能,令十字路口的红绿灯交替点亮和熄灭(用实验箱上的8只发光二极管分成南北、东西两组各4只表示),并且用LED数码管显示时间(实验箱上的8只数码管中，用两端的各2只表示南北、东西两组的计时)
我可以帮你做，提供电路图和源程序
⑸ 我们在进行单片机应用系统设计的过程中,如何制定中断事件的处理原则和方法。
咨询记录 · 回答于2021-09-25
⑹ 单片机控制系统设计有哪些基本要求
控制系统设计是一个很大的课题.从分类上来说有开环控制系统(如交通灯),闭环反馈控制系统(如温度控制),有模拟控制系统,也有数字控制系统.它们的具体设计要求各有不同.但总体来说,一般控制系统要求
1)满足控制精度和稳定性要求
2)满足响应时间要求
3)有足够的抗干扰和噪声的能力(鲁棒性)
4)容易实现,成本低
⑺ 基于单片机的温度数据采集系统设计
单片机课程设计任务书
题目：基于单片机的温度数据采集系统设计
一．设计要求
1．被测量温度范围：0~500℃，温度分辨率为0.5℃。
2．被测温度点：4个，每2秒测量一次。
3．显示器要求：通道号1位，温度4位（精度到小数点后一位）。
显示方式为定点显示和轮流显示。
4．键盘要求：
（1）定点显示设定；（2）轮流显示设定；（3）其他功能键。
二．设计内容
1．单片机及电源管理模块设计。
单片机可选用AT89S51及其兼容系列，电源管理模块要实
现高精密稳压输出，为单片机及A/D转换器供电。
2．传感器及放大器设计。
传感器可以选用镍铬—镍硅热电偶（分度号K），放大器要实现热电偶输出的mV级信号到A/D输入V级信号放大。
3．多路转换开关及A/D转换器设计。
多路开关可以选用CD4052，A/D可选用MC14433等。
4．显示器设计。
可以选用LED显示或LCD显示。
5．键盘电路设计。
实现定点显示按键；轮流显示按键；其他功能键。
6．系统软件设计。
系统初始化模块，键盘扫描模块，显示模块，数据采集模块，标度变换模块等。
引言：
在生产和日常生活中，温度的测量及控制十分重要，实时温度检测系统在各个方面应用十分广泛。消防电气的非破坏性温度检测，大型电力、通讯设备过热故障预知检测，各类机械组件的过热预警，医疗相关设备的温度测试等等都离不开温度数据采集控制系统。
随着科学技术的发展，电子学技术也随之迅猛发展，同时带动了大批相关产业的发展，其应用范围也越来越广泛。近年来单片机发展也同样十分迅速，单片机已经渗透到工业、农业、国防等各个领域，单片机以其体积小，可靠性高，造价低，开发周期短的特点被广泛推广与应用。传统的温度采集不仅耗时而且精度低，远不能满足各行业对温度数据高精度，高可靠性的要求。温度的控制及测量对保证产品质量、提高生产效率、节约能源、生产安全、促进国民经济的发展起到重要作用。在单片机温度测量系统中关键是测量温度，控制温度和保持温度。温度测量是工业对象的主要被控参数之一。本此题目的总体功能就是利用单片机和热敏原件实现温度的采集与读数，利用五位LED显示温度读数和所选通道号，实现热电转化，实现温度的精确测量。本设计是以Atmel公司的AT89S51单片机为控制核心，通过MC14433模数转换对所测的温度进行数字量变化，且通过数码管进行相应的温度显示。采用微机进行温度检测，数字显示，信息存储及实时控制，对于提高生产效率和产品质量、节约能源等都有重要作用。
目录：
一、系统总体功能及技术指标的描述........................................ 5
二、各模块电路原理描述............................................................. 5
2.1单片机及电源模块设计...................................................... 5
2.2、AT89S51引脚说明.......................................................... 7
2.3、数据采集模块设计........................................................ 11
2.4、多路开关......................................................................... 12
2.5、放大器............................................................................. 15
2.6、A/D转换器..................................................................... 16
2.7、显示器设计..................................................................... 21
2.8、键盘电路设计................................................................. 22
2.9、电路总体设计图........................................................... 22
三、软件流程图 ...................................................................... 24
四、程序清单.............................................................................. 25
五、设计总结及体会.................................................................... 31
六、参考资料................................................................................ 32
一、系统总体功能及技术指标的描述
1. 系统的总体功能：
温度数据采集系统，实现温度的采集与读书，利用五位LED显示温度读数和所选通道号，实现热电转化的原理过程。
被测量温度范围：0~500℃，温度分辨率为0.5℃。被测温度点4个，每2秒测量一次。显示器要求：通道号1位，温度4位（精度到小数点后一位）。显示方式为定点显示和轮流显示，可以通过按键改变显示方式。
2. 技术指标要求：
1．被测量温度范围：0~500℃，温度分辨率为0.5℃。
2．被测温度点：4个，每2秒测量一次。
3．显示器要求：通道号1位，温度4位（精度到小数点后一位）。
显示方式为定点显示和轮流显示。
4．键盘要求：
（1）定点显示设定；（2）轮流显示设定；（3）其他功能键。
二、各模块电路原理描述
2.1单片机及电源模块设计
如图所示为AT89S51芯片的引脚图。兼容标准MCS-51指令系统的AT89S51单片机是一个低功耗、高性能CHMOS的单片机，片内含4KB在线可编程Flash存储器的单片机。它与通用80C51系列单片机的指令系统和引脚兼容。
AT89S51单片机片内的Flash可允许在线重新编程，也可用通用非易失性存储编程器编程；片内数据存储器内含128字节的RAM；有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口;具有两个16位可编程定时器；中断系统是具有6个中断源、5个中断矢量、2级中断优先级的中断结构；震荡器频率0到33MHZ，因此我们在此选用12MHZ的晶振是比较合理的；具有片内看门狗定时器；具有断电标志POF等等。AT89S51具有PDIP、TQFP和PLCC三种封装形式[8]。
图5.1-1 AT89S51引脚图
上图就是PDIP封装的引脚排列，下面介绍各引脚的功能。
2.2、AT89S51引脚说明
P0口：8位、开漏级、双向I/O口。P0口可作为通用I/O口，但须外接上拉电阻；作为输出口，每各引脚可吸收8各TTL的灌电流。作为输入时，首先应将引脚置1。P0也可用做访问外部程序存储器和数据存储器时的低8位地址/数据总线的复用线。在该模式下，P0口含有内部上拉电阻。在FLASH编程时，P0口接收代码字节数据；在编程效验时，P0口输出代码字节数据(需要外接上拉电阻)。
P1口：8位、双向I/0口，内部含有上拉电阻。P1口可作普通I/O口。输出缓冲器可驱动四个TTL负载；用作输入时，先将引脚置1，由片内上拉电阻将其抬到高电平。P1口的引脚可由外部负载拉到低电平，通过上拉电阻提供电流。在FLASH并行编程和校验时，P1口可输入低字节地址。在串行编程和效验时，P1.5/MO-SI，P1.6/MISO和P1.7/SCK分别是串行数据输入、输出和移位脉冲引脚。
P2口：具有内部上拉电阻的8位双向I/O口。P2口用做输出口时，可驱动4各TTL负载；用做输入口时，先将引脚置1，由内部上拉电阻将其提高到高电平。若负载为低电平，则通过内部上拉电阻向外部输出电流。CPU访问外部16位地址的存储器时，P2口提供高8位地址。当CPU用8位地址寻址外部存储时，P2口为P2特殊功能寄存器的内容。在FLASH并行编程和校验时，P2口可输入高字节地址和某些控制信号。
P3口：具有内部上拉电阻的8位双向口。P3口用做输出口时，输出缓冲器可吸收4各TTL的灌电流；用做输入口时，首先将引脚置1，由内部上拉电阻抬位高电平。若外部的负载是低电平，则通过内部上拉电阻向输出电流。在与FLASH并行编程和校验时，P3口可输入某些控制信号。P3口除了通用I/O口功能外，还有替代功能，如表5.3-1所示。
表5.3-1 P3口的替代功能
引脚
符号
说明
P3.0
RXD
串行口输入
P3.1
TXD
串行口输出
P3.2
/INT0
外部中断0
P3.3
/INT1
外部中断1
P3.4
T0
T0定时器的外部的计数输入
P3.5
T1
T1定时器的外部的计数输入
P3.6
/WR
外部数据存储器的写选通
P3.7
/RD
外部数据存储器的读选通
RST：复位端。当振荡器工作时，此引脚上出现两个机器周期的高电平将系统复位。
ALE/ ：当访问外部存储器时，ALE（允许地址锁存）是一个用于锁存地址的低8位字节的书粗脉冲。在Flash 编程期间，此引脚也可用于输入编程脉冲（）。在正常操作情况下，ALE以振荡器频率的1/6的固定速率发出脉冲，它是用作对外输出的时钟，需要注意的是，每当访问外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如果希望禁止ALE操作，可通过将特殊功能寄存器中位地址为8EH那位置的“0”来实现。该位置的“1”后。ALE仅在MOVE或MOVC指令期间激活，否则ALE引脚将被略微拉高。若微控制器在外部执行方式，ALE禁止位无效。
：外部程序存储器读选取通信号。当AT89S51在读取外部程序时， 每个机器周期 将PSEN激活两次。在此期间内，每当访问外部数据存储器时，将跳过两个信号。
/Vpp：访问外部程序存储器允许端。为了能够从外部程序存储器的0000H至FFFFH单元中取指令，必须接地，然而要注意的是，若对加密位1进行编程，则在复位时，的状态在内部被锁存。
执行内部程序应接VCC。不当选择12V编程电源时，在Flash编程期间，这个引脚可接12V编程电压。
XTAL1：振荡器反向放大器输入端和内部时钟发生器的输入端。
XTAL2：振荡器反相放大器输出端[9]。
电源模块设计
在影响单片机系统可靠性的诸多因素中，电源干扰可谓首屈一指，据统计，计算机应用系统的运行故障有90％以上是由电源噪声引起的。为了提高系统供电可靠性，交流供电应采用交流稳压器，防止电源的过压和欠压，直流电源抗干扰措施有采用高质量集成稳压电路单独供电，采用直流开关电源，采用DC-DC变换器。本次设计决定采用MAXim公司的高电压低功耗线性变换器MAX 1616作为电压变换，采用该器件将输入的24V电压变换为5V电压，给外围5V的器件供电。MAX1616具有如下特点：
1.4~28V电压输入范围。
2.最大80uA的静态工作电流。
3.3V/5V电压可选输出。
4.30mA输出电流。
5.2％的电压输出精度。
电源管理模块电路图如下：
本电路采用该器件将输入的24V电压变成5V电压，给外围5V的器件供电，其中二极管D1是保护二极管，防止输入电压接反可能带来的对电路的影响和破坏。
⑻ 单片机控制系统的硬件设计包括哪些
单片机硬件设计，是针对设计需求，以单片机为核心来设计外围电路的。首先要有电源部分，因为单片机供电电压大多是5V或者3.3V，还要有时钟电路、复位电路，这是最基本的。然后就是根据实际项目需求，加入通讯电路、输入输出电路等等。
⑼ 单片机开发中应掌握的几个技巧
一、 如何提高C语言编程代码的效率
邓宏杰指出，用C语言进行单片机程序设计是单片机开发与应用的必然趋势。他强调：“如果使用C编程时，要达到最高的效率，最好熟悉所使用的C编译器。
先试验一下每条C语言编译以后对应的汇编语言的语句行数，这样就可以很明确的知道效率。在今后编程的时候，使用编译效率最高的语句。”
他指出，各家的C编译器都会有一定的差异，故编译效率也会有所不同，优秀的嵌入式系统C编译器代码长度和执行时间仅比以汇编语言编写的同样功能程度长
5-20%。他说：“对于复杂而开发时间紧的项目时，可以采用C语言，但前提是要求你对该MCU系统的C语言和C编译器非常熟悉，特别要注意该C编译系统
所能支持的数据类型和算法。虽然C语言是最普遍的一种高级语言，但由于不同的MCU厂家其C语言编译系统是有所差别的，特别是在一些特殊功能模块的操作
上。所以如果对这些特性不了解，那么调试起来问题就会很多，反而导致执行效率低于汇编语言。”
二、 如何减少程序中的bug?
对于如何减少程序的bug，邓宏杰给出了一些建议，他指出系统运行中应考虑的超范围管理参数有：
1.物理参数。这些参数主要是系统的输入参数，它包括激励参数、采集处理中的运行参数和处理结束的结果参数。合理设定这些边界，将超出边界的参数都视为非正常激励或非正常回应进行出错处理。
2.资源参数。这些参数主要是系统中的电路、器件、功能单元的资源，如记忆体容量、存储单元长度、堆叠深度。在程式设计中，对资源参数不允许超范围使用。
3.应用参数。这些应用参数常表现为一些单片机、功能单元的应用条件。如E2PROM的擦写次数与资料存储时间等应用参数界限。
4.过程参数。指系统运行中的有序变化的参数。
三、如何解决单片机的抗干扰性问题
邓宏杰指出：防止干扰最有效的方法是去除干扰源、隔断干扰路径，但往往很难做到，所以只能看单片机抗干扰能力够不够强了。单片机干扰最常见的现象就是
复位;至于程序跑飞，其实也可以用软件陷阱和看门狗将程序拉回到复位状态;所以单片机软件抗干扰最重要的是处理好复位状态。一般单片机都会有一些标志寄存
器，可以用来判断复位原因;另外你也可以自己在RAM中埋一些标志。在每次程序复位时，通过判断这些标志，可以判断出不同的复位原因;还可以根据不同的标
志直接跳到相应的程序。这样可以使程序运行有连续性，用户在使用时也不会察觉到程序被重新复位过。
四、 如何测试单片机系统的可靠性
有读者希望了解用用什么方法来测试单片机系统的可靠性，邓宏杰指出：“当一个单片机系统设计完成，对于不同的单片机系统产品会有不同的测试项目和方法，但是有一些是必须测试的：
1.测试单片机软件功能的完善性。这是针对所有单片机系统功能的测试，测试软件是否写的正确完整。
2.上电、掉电测试。在使用中用户必然会遇到上电和掉电的情况，可以进行多次开关电源，测试单片机系统的可靠性。
3.老化测试。测试长时间工作情况下，单片机系统的可靠性。必要的话可以放置在高温，高压以及强电磁干扰的环境下测试。
4、ESD和EFT等测试。可以使用各种干扰模拟器来测试单片机系统的可靠性。例如使用静电模拟器测试单片机系统的抗静电ESD能力;使用突波杂讯模拟器进行快速脉冲抗干扰EFT测试等等。
邓宏杰强调：“还可以模拟人为使用中，可能发生的破坏情况。例如用人体或者衣服织物故意摩擦单片机系统的接触端口，由此测试抗静电的能力。用大功率电钻靠近单片机系统工作，由此测试抗电磁干扰能力等。
⑽ 嵌入式系统在硬件设计，操作系统的选择，以及软件的设计要遵循哪些原则
要把软件做得非常灵活又要便于维护是一个很困难的事情。灵活的软件他的结构就复杂，维护起来就困难。有得必有失，关键就在于如何处理这两者，使得大于失。软件的设计开发应遵循以下六大原则：1. OCP全称：“Open-Closed Principle” 开放－封闭原则说明：对扩展开放，对修改关闭。优点：按照OCP原则设计出来的系统，降低了程序各部分之间的耦合性，其适应性、灵活性、稳定性都比较好。当已有软件系统需要增加新的功能时，不需要对作为系统基础的抽象层进行修改，只需要在原有基础上附加新的模块就能实现所需要添加的功能。增加的新模块对原有的模块完全没有影响或影响很小，这样就无须为原有模块进行重新测试。如何实现“开-闭”原则在面向对象设计中，不允许更改的是系统的抽象层，而允许扩展的是系统的实现层。换言之，定义一个一劳永逸的抽象设计层，允许尽可能多的行为在实现层被实现。解决问题关键在于抽象化，抽象化是面向对象设计的第一个核心本质。 对一个事物抽象化，实质上是在概括归纳总结它的本质。抽象让我们抓住最最重要的东西，从更高一层去思考。这降低了思考的复杂度，我们不用同时考虑那么多的东西。换言之，我们封装了事物的本质，看不到任何细节。在面向对象编程中，通过抽象类及接口，规定了具体类的特征作为抽象层，相对稳定，不需更改，从而满足“对修改关闭”；而从抽象类导出的具体类可以改变系统的行为，从而满足“对扩展开放”。对实体进行扩展时，不必改动软件的源代码或者二进制代码。关键在于抽象。2. LSP全称：“Liskov Substitution Principle” 里氏代换原则说明：子类型必须能够替换它们的基类型。一个软件实体如果使用的是一个基类，那么当把这个基类替换成继承该基类的子类，程序的行为不会发生任何变化。软件实体察觉不出基类对象和子类对象的区别。优点：可以很容易的实现同一父类下各个子类的互换，而客户端可以毫不察觉。3. DIP全称：“Dependence Inversion Principle”依赖倒置原则说明：要依赖于抽象，不要依赖于具体。客户端依赖于抽象耦合。抽象不应当依赖于细节；细节应当依赖于抽象；要针对接口编程，不针对实现编程。优点：使用传统过程化程序设计所创建的依赖关系，策略依赖于细节，这是糟糕的，因为策略受到细节改变的影响。依赖倒置原则使细节和策略都依赖于抽象，抽象的稳定性决定了系统的稳定性。怎样做到依赖倒置？以抽象方式耦合是依赖倒转原则的关键。抽象耦合关系总要涉及具体类从抽象类继承，并且需要保证在任何引用到基类的地方都可以改换成其子类，因此，里氏代换原则是依赖倒转原则的基础。在抽象层次上的耦合虽然有灵活性，但也带来了额外的复杂性，如果一个具体类发生变化的可能性非常小，那么抽象耦合能发挥的好处便十分有限，这时可以用具体耦合反而会更好。层次化：所有结构良好的面向对象构架都具有清晰的层次定义，每个层次通过一个定义良好的、受控的接口向外提供一组内聚的服务。依赖于抽象：建议不依赖于具体类，即程序中所有的依赖关系都应该终止于抽象类或者接口。尽量做到：1、任何变量都不应该持有一个指向具体类的指针或者引用。2、任何类都不应该从具体类派生。3、任何方法都不应该覆写它的任何基类中的已经实现的方法。4. ISP全称：“Interface Segregation Principle” 接口隔离原则说明：使用多个专一功能的接口比使用一个的总接口总要好。从一个客户类的角度来讲：一个类对另外一个类的依赖性应当是建立在最小接口上的。过于臃肿的接口是对接口的污染，不应该强迫客户依赖于它们不用的方法。优点：会使一个软件系统功能扩展时，修改的压力不会传到别的对象那里。如何实现接口隔离原则不应该强迫用户依赖于他们不用的方法。1、利用委托分离接口。2、利用多继承分离接口。5. CARP or CRP全称：“Composite/Aggregate Reuse Principle” 合成/聚合复用原则 or “Composite Reuse Principle” 合成复用原则说明：如果新对象的某些功能在别的已经创建好的对象里面已经实现，那么尽量使用别的对象提供的功能，使之成为新对象的一部分，而不要自己再重新创建。新对象通过向这些对象的委派达到复用已有功能的。简而言之，要尽量使用合成/聚合，尽量不要使用继承。优点：1) 新对象存取成分对象的唯一方法是通过成分对象的接口。2) 这种复用是黑箱复用，因为成分对象的内部细节是新对象所看不见的。3) 这种复用支持包装。4) 这种复用所需的依赖较少。5) 每一个新的类可以将焦点集中在一个任务上。6) 这种复用可以在运行时间内动态进行，新对象可以动态的引用与成分对象类型相同的对象。7) 作为复用手段可以应用到几乎任何环境中去。缺点:就是系统中会有较多的对象需要管理。6. LOD or LKP全称：“Law of Demeter” 迪米特原则 or “Least Knowledge Principle” 最少知识原则说明：对象与对象之间应该使用尽可能少的方法来关联，避免千丝万缕的关系。如何实现迪米特法则迪米特法则的主要用意是控制信息的过载，在将其运用到系统设计中应注意以下几点：1) 在类的划分上，应当创建有弱耦合的类。类之间的耦合越弱，就越有利于复用。2) 在类的结构设计上，每一个类都应当尽量降低成员的访问权限。一个类不应当public自己的属性，而应当提供取值和赋值的方法让外界间接访问自己的属性。3) 在类的设计上，只要有可能，一个类应当设计成不变类。4) 在对其它对象的引用上，一个类对其它对象的引用应该降到最低。
还有个单一职责原则：
SRP简介（SRP--Single-Responsibility Principle）： 就一个类而言，应该只专注于做一件事和仅有一个引起它变化的原因。所谓职责，我们可以理解他为功能，就是设计的这个类功能应该只有一个，而不是两个或更多。也可以理解为引用变化的原因，当你发现有两个变化会要求我们修改这个类，那么你就要考虑撤分这个类了。因为职责是变化的一个轴线，当需求变化时，该变化会反映类的职责的变化。 使用SRP注意点： 1、一个合理的类，应该仅有一个引起它变化的原因，即单一职责；
2、在没有变化征兆的情况下应用SRP或其他原则是不明智的；
3、在需求实际发生变化时就应该应用SRP等原则来重构代码；
4、使用测试驱动开发会迫使我们在设计出现臭味之前分离不合理代码；
5、如果测试不能迫使职责分离，僵化性和脆弱性的臭味会变得很强烈，那就应该用Facade或Proxy模式对代码重构； SRP优点： 消除耦合，减小因需求变化引起代码僵化性臭味