单片机分布式电路

A. 单片机有哪些主要应用

单片机从她诞生之日起，永葆青春，令我们电子工程师们一代接一代的时刻暗恋着她。以致单片机被广泛应用于仪器仪表、工业自动控制、家用电器、医用设备、办公自动化设备、安全监控等领域，涵盖了人类生活的方方面面。单片机的应用，使电路设计重心由硬件设计（传统电路设计）向软件设计（微控制技术）转移。传统电路设计的缺点在于，设计比较复杂的控制电路时，其硬件电路非常复杂，开发周期长，消耗较大的人力、物力和财力，有些智能控制电路用传统电路设计根本无法实现，特别是直观的人机交互界面。现在用单片机通过软件编程就能轻而易举实现了。电路简单、功能强大、质量可靠，这就是单片机被广泛是使用的根本原因。在我们的生活里，电器更新换代频繁、体积越来越小巧、控制越来越智能、功能越来越强大、质量越来越可靠，这都是单片机嵌入应用的结果。
一、在智能仪器仪表上的应用
单片机广泛应用于仪器仪表中，实现模拟量和数字量的转换和处理。通过传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、距离、硬度、元素、压力、重力、音量、光亮、波形、磁感应等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化、直观化，还能通过单片机串口通信实现远程测量和数据采集。
二、工业自动化领域的应用
在工业控制中，如工业过程自动控制、过程自动监测、过程数据采集、工业控制器、工业现场联网通信及机电一体化自动控制系统等，都离不开单片机。在比较复杂的大型工业控制系统中，用单片机可以实现智能控制、智能数据采集、远程自动控制，现场自动管理，真正实现工业自动化。如工业机器人的控制系统是由中央控制器、感觉系统、行走系统、擒拿系统等节点构成的多机网络系统，而其中每一个小系统都是由单片微机进行控制的。
三、在家用电器的应用
四、在计算机通信领域和安全监控系统中的应用
单片机普遍具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通信，为在计算机和设备的通信提供了技术条件。如电话机及其监控设备，楼宇自动通信呼叫系统、烟火报警系统和摄像监控系统，无线有线对讲系统等等。
五、在医用设备领域中的应用
单片机在医用设备中的用途亦相当广泛，例如医用呼吸机、分析仪、监护仪、诊断设备及病床呼叫系统等等。
六、在汽车电子产品中的应用
现代汽车的集中显示系统、动力、速度、压力监测控制系统、自动驾驶系统、导航系统、安全保护系统、通信系统和运行监视器（黑匣子）等都是单片机的功劳。
七、在办公自动化设备中的应用
现代办公室使用的大量通信和办公设备多数嵌入了单片机。如打印机、复印机、传真机、绘图机、考勤机、电话以及通用计算机中的键盘译码、磁盘驱动等。
八、在商业营销设备中的应用
在商业营销系统中已广泛使用的led信息显示屏、电子称、收款机、条形码阅读器、ic卡刷卡机、出租车计价器以及仓储安全监测系统、商场保安系统、空气调节系统、冷冻保险系统等都采用了单片机控制。
此外，单片机在工商、金融、科研、教育、国防、航空航天等领域也有着广泛的应用。
单片机的广泛应用不仅让我们享受到新型电子产品和新技术带来的贴心服务，也使我们的生活环境变得安全、舒适、便捷；有了单片机作主控，我们的生产生活工具更加先进和智能，减轻劳动强度的同时提高了工作效率和安全系数。
可见，我们的生活离不开单片机，单片机也正在改变我们的生活。

B. 单片机在机械上是如何实现控制的这个控制原理到底怎么样我们老师又给我们谈了很多的PLC。

单片机体积小，可靠性教高，灵活性较好，比较通用，它主要有两个应用方面一个是DDC（直接数字控制）这个最普遍，此时单片机作为一个系统的环节直接参与控制过程，例如单片机在前向通道的时候使用AD转换成数字量共单片机分析，然后再通过后向通道DA转换或者再连接一个放大电路控制机械进行动作；单片机另一个主要应用就是DCS（分布式控制 系统）单片机用于控制第一线，它的上一级是计算机，再上一级是大型处理器或者大型机，这种控制方式用与大型工厂自动化，像大型生产线什么的。
PLC和单片机差不多，但是PLC更加专业，它比单片机更加优秀，可靠性更高，I/O接口，功能更加丰富，主要用于工作环境特别恶劣，井下或者分吹日晒的地方，PLC在工业上用的要比单片机多的多。
呵呵，个人理解，有什么不明白的我们一起交流哈！

C. 51单片机最小系统具备哪几个电路每个电路作用

你好，很高兴回答你的问题：
51单片机最小系统包括以下几个电路：
1、电源电路：为系统提供所需要的电源能量；
2、晶振电路：为系统的工作提供时钟节拍，也就是时钟周期，像人的心脏一样。
3、复位电路：复位系统。
注意：如果是一个更加完整的最小系统，应该再加上下载电路，为系统提供下载程序的接口。
希望能够帮助到你。

D. 单片机的基本电路包括什么

电源电路，输入电路，输出电路 。其它的都有自带的如（晶振电路，复位电路）。没电源没法工作，没输入没法操作（输入并不一定是按键，也可能是电信号），没输出没有什么效果（输出可以是显示，也可以是输出控制信号)

E. 单片机主要用途是什么

单片机的应用

1、单片机在智能仪表中的应用单片机广泛地用于各种仪器仪表，使仪器仪表智能化，并可以提高测量的自动化程度和精度，简化仪器仪表的硬件结构，提高其性能价格比。

2、单片机在机电一体化中的应用机电一体化是械工业发展的方向。机电一体化产品是指集成机械技术、微电子技术、计算机技术于一体，具有智能化特征的机电产品。

例如微机控制的车床、钻床等。单片机作为产品中的控制器，能充分发挥它的体积小、可靠性高、功能强等优点，可大大提高机器的自动化、智能化程度。

3、单片机在实时控制中的应用单片机广泛地用于各种实时控制系统中。例如，在工业测控、航空航天、尖端武器、机器人等各种实时控制系统中，都可以用单片机作为控制器。单片机的实时数据处理能力和控制功能，可使系统保持在最佳工作状态，提高系统的工作效率和产品质量。

4、单片机在分布式多机系统中的应用在比较复杂的系统中，常采用分布式多机系统。多机系统一般由若干台功能各异的单片机组成，各自完成特定的任务，它们通过串行通信相互联系、协调工作。

单片机在这种系统中往往作为一个终端机，安装在系统的某些节点上，对现场信息进行实时的测量和控制。单片机的高可靠性和强抗干扰能力，使它可以置于恶劣环境的前端工作。

5、单片机在人类生活中的应用自从单片机诞生以后，它就步入了人类生活，如洗衣机、电冰箱、电子玩具、收录机等家用电器配上单片机后，提高了智能化程度，增加了功能，倍受人们喜爱。单片机将使人类生活更加方便、舒适、丰富多彩。

综合所述，单片机已成为计算机发展和应用的一个重要方面。另一方面，单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。

从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。

(5)单片机分布式电路扩展阅读

单片机的组成：

它通过内部总线把计算机的各主要部件接为一体，其内部总线包括地址总线、数据总线和控制总线。其中，地址总线的作用是在进行数据交换时提供地址，CPU通过它们将地址输出到存储器或I/O接口；数据总线的作用是在CPU与存储器或I/O接口之间。

或存储器与外设之间交换数据；控制总线包括CPU发出的控制信号线和外部送入CPU的应答信号线等。

单片机的特点由于单片机的这种结构形式及它所采取的半导体工艺，使其具有很多显着的特点，因而在各个领域都得到了迅猛的发展。

F. 求单片机高手帮忙！

基于单片机交通灯智能控制系统研究

随着经济发展，汽车数量急剧增加，城市道路日渐拥挤，交通拥塞已成为一个国际性的问题。因此，设计可靠、安全、便捷的多功能交通灯控制系统有极大的现实必要性。通常情况下，交通信号灯控制主要有两个缺陷：1、车道放行车辆时，时间设定相同且固定，十字路口经常出现主车道车辆多，放行时间短，车流无法在规定时间内通过，而副车道车辆少，放行时间明显过长；2、未考虑急车强通（譬如，消防车执行紧急任务时，两车道都应等待消防车通过）。由于交通信号灯控制系统缺乏有效的应急措施，导致十字路口交通受阻，造成不必要的经济损失。
本系统利用单片机AT89C51，借助CAN总线作为现场通信总线实现智能交通信号灯控制系统设计，实现了根据区域车流、红外遥控以及PC机进行十字路口交通信号灯智能控制，并在软、硬件方面采取一些改进措施，实现了根据十字路口车流、红外遥控进行交通信号灯智能控制，使交通信号灯现场控制灵活、有效。从一定程度上解决了交通路口堵塞、车辆停车等待时间不合理、急车强通等问题。系统具有结构简单、可靠性高、成本低、实时性好、安装维护方便等优点，有广泛的应用前景。
2 设计方案与系统结构
本智能交通信号灯控制系统硬件主要由车流信息检测电路、键盘时间设置电路、红外遥控发射/接收电路、单片机控制器、CAN总线控制器、CAN总线收发器、光电隔离芯片、单片机并行接口、看门狗电路等电路组成。本系统设置与上位PC机相连的上位节点为主节点，各路口信号灯控制装置为底层节点，共同构成区域交通信号灯控制系统。系统原理框图如图1所示。

系统利用红外遥控装置实现各十字路口现场信号灯控制，红外发射器发射出的编码信号经接收器接收后送入单片机控制器，控制信号灯红绿变换、等待时间、急车强通。另外，车流检测装置安放在各十字路口东西、南北道路方向实时检测车道车流信息。并将检测到的信息输至单片机进行处理，通过单片机编程技术实现信号灯绿、红切换及等待时间设定。此外，PC机通过通讯串口与节点上的单片机控制器进行通信，实现数据信息在CAN总线上的发送与接收。PC机负责网络上所有信号灯控制装置的集中管理功能；同时向各信号灯控制器下传工作模式控制信息。3 系统设计
3.1 红外遥控发射电路
由于系统需实现十字路口不同方向信号灯变化。假设两方向为东西、南北方向。则需实现东西、南北两个方向信号灯的选定、时间增减、急车强通等功能。红外遥控发射电路原理框图如图2所示。

红外遥控发射器与外接陶瓷谐振器、电容器组成振荡电路，分频产生一定脉冲宽度的载频信号。输出编码信号，经达林顿管放大后，驱动红外线发射二极管向外发射。
3.2 红外遥控接收电路
红外接收、解调模块接收来自发射器的红外信号，经内部集成电路放大、解调后，由输出端输出编码脉冲信号，经三极管反相放大后，送至接收器，由接收器解调模块进行译码。当发射器相应键按下时，接收器输出高电平信号，通过或非门接入单片机控制器的外中断，申请中断，由中断服务程序检测键按下状态，从而完成相应的中断服务。红外接收器与单片机控制器接口电路如图3所示。

3.3 CAN总线节点接口电路
各路口交通信号灯控制器与上位机的通讯都通过各自的CAN总线接口模块完成。总线系统节点硬件电路原理框图如图4所示。

单片机控制器负责CAN总线控制器初始化，控制实现数据的接收和发送等通信任务。CAN总线收发器与CAN总线接口部分采用了一定的安全和抗干扰措施。为增强CAN总线节点的抗干扰能力，CAN控制器不直接与CAN收发器相连，而是通过加接高速光电隔离器芯片，实现总线上各节点间的电气隔离。但是，光耦电路所采用的VCC和VDD电源必须完全隔离，否则采用光耦电路就失去了意义，可采用小功率电源隔离模块或不大于5V隔离输出开关电源模块实现。
3.4 看门狗电路
由于单片机控制器自身抗干扰能力较差，尤其在一些条件比较恶劣、噪声大的场合，常会出现单片机因受外界干扰轻者导致系统内部数据出错，重者将严重影响程序的运行而死机，造成系统不能正常工作。设置看门狗是为了防止单片机死机、提高单片机系统抗干扰性的一种重要途径。考虑系统可靠性设计，满足苛刻环境下的正常运行，本设计中采用硬件看门狗电路。电路原理框图如图5所示。

通过硬件看门狗电路设计，可有效防止运行程序进入“死循环”。保证系统不受恶劣天气及环境条件造成的干扰。
3.5 分布式检测控制系统由于CAN总线具有较强的抗干扰能力，通讯中没有地址的概念及节点数不受限制等优点，已经被广泛应用于汽车、数控机床、仪器仪表、现场总线控制等领域[1]。本设计将若干智能交通信号灯控制器、上位节点接口和PC机组成CAN总线通信系统方便实现智能分布式区域信号灯实时监控、高速数据采集等。单片机控制器与PC机实现串行通信，设置CAN总线控制器工作在Intel模式，由PC机发送数据写入单片机控制器，再通过控制信号由单片机将数据写入CAN总线控制器并通过CAN总线收发器发送。接收数据通过中断进行，CAN BUS数据经CAN总线收发器接收并写入CAN总线控制器。然后通过中断提请单片机读取数据上传PC机。
4 实验分析
本系统单片机控制器选用MSC-51系列IntelAT89C51芯片，红外遥控发射/接收器使用BA5104/BA5302设计。利用MAX692设计看门狗监控电路。总线通信接口中选取PHILIPS公司的SJA1000 CAN总线控制器及82C250总线收发器[2] [3]。光耦合器采用6N137芯片。系统硬件电路利用Protel DXP设计并制板。
通过实验测试，按下红外遥控发射器按键K1-K6有效地控制了东西、南北方向时间设定、急车强通，时间增、减。持续使WDI低电平时间>1.6s后，看门狗RESET端产生200ms负溢出脉冲信号使AT89C51复位，均有效地达到了系统设计要求。
为了提高系统通讯抗干扰性及可靠性，在总线收发器82C250的CANH和CANL引脚通过5Ω电阻与CAN总线相连，保护其免受过流冲击的影响；82C250的CANH和CANL与地之间分别并联30pF电容，滤除总线高频干扰并起到防电磁辐射的作用；总线两端接入120Ω终端电阻[4]，匹配总线阻抗。此外，在CAN总线输入端与地之间接防雷击管，当两输入端与地之间出现瞬变干扰时，通过防雷击管放电起到保护总线的作用，避免了雷电天气对系统通讯的影响。这些部分虽然增加了节点的复杂度，但却有效保证了数据通信的稳定性和安全性。
5 结语
交通信号灯智能控制系统为改善城市交通拥堵，提高道路的交通运输能力发挥了积极作用。本系统设计实现了十字路口信号灯自动化、智能化、人性化实时控制。通过系统功能扩展，系统亦可应用于其他控制领域，应用前景广阔。

G. 单片机内部由哪几部分电路组成各部分电路的主要功能是什么

单片机，全称单片微型计算机（英语：Single-Chip Microcomputer），又称微控制器（Microcontroller），是把中央处理器、存储器、定时/计数器（Timer/Counter）、各种输入输出接口等都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。与应用在个人电脑中的通用型微处理器相比，它更强调自供应（不用外接硬件）和节约成本。它的最大优点是体积小，可放在仪表内部，但存储量小，输入输出接口简单，功能较低。由于其发展非常迅速，旧的单片机的定义已不能满足，所以在很多应用场合被称为范围更广的微控制器；从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的32位300M的高速单片机。

单片机内部也用和电脑功能类似的模块，比如CPU，内存，并行总线，还有和硬盘作用相同的存储器件，不同的是它的这些部件性能都相对我们的家用电脑弱很多，不过价钱也是低的，一般不超过10元即可......用它来做一些控制电器一类不是很复杂的工作足矣了。我们现在用的全自动滚筒洗衣机、排烟罩、VCD等等的家电里面都可以看到它的身影！......它主要是作为控制部分的核心部件。
它是一种在线式实时控制计算机，在线式就是现场控制，需要的是有较强的抗干扰能力，较低的成本，这也是和离线式计算机的（比如家用PC）的主要区别。
单片机是靠程序运行的，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能，这是别的器件需要费很大力气才能做到的，有些则是花大力气也很难做到的。一个不是很复杂的功能要是用美国50年代开发的74系列，或者60年代的CD4000系列这些纯硬件来搞定的话，电路一定是一块大PCB板！但是如果要是用美国70年代成功投放市场的系列单片机，结果就会有天壤之别！只因为单片机的通过你编写的程序可以实现高智能，高效率，以及高可靠性！