单片机技术论文范文

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第1篇

和模拟电路比较，其数字电路特点比较突出，从以下几个方面来说：第一、结构简单，能够进行集成化、系列化生产，比较方便，而且成本低，使用方便。第二、具有抗干扰性强、可靠性高、精确度高、稳定性好等优点。第三、在处理功能方面较强，除了能实现数值的运算，还实现逻辑运算和判断。第四、能够进行编程数字电路，很好地实现在各种运算方面的灵活性。第五、通过数字信号的应用，更方便进行存储、加密、压缩、传输。

2单片机技术

2.1单片机的定义对于单片机的定义，往往是指把计算机的一个个部件都汇集到一块芯片之中，这就组成的一个微型的系统。而单片机的设计，是为了控制其应用而设计的、以及制造其固有的构造，在国际上，也叫微控制器。

2.2基本结构及特点在单片机芯片内，往往包括以下几部分：CPU部分、ROM部分、RAM并行I/O部分、串行I/O部分、定时器计数器部分、中断控制系统时钟部分、A/D即模数转换器部分和D/A即数模转换器部分、以及WDT监视定时器等部分。对于单片机，其特点为：1、功能多。2、品种多。3、占用空间少。4、系统所需器件少。对于单片机的应用，包括4大类：第一类：智能仪器仪表；第二类：在工业方面进行测控的；第三类：在民用方面的是一个具有智能型的电子品；第四类：在设备方面是属于计算机的一个外设及通信的设备。

3结合数字电子技术与单片机的应用实例

3.1数字电子钟20世纪末，随着电子技术的发展，现代电子产品已经出现在社会的各个地方，这样就带动了社会的发展，即社会变得信息化，以及提高了现代电子产品的性能化。目前，随着单片机的发展，使其变得高性能化、多品种化，这就逐渐转化为CMOS，最终实现了“功率比较低、体积比较小，容量特别大，性能特别高，价格特别低的设备，在电路方面，其具有了内装片的设备。这种技术属于微控的一个技术。而在单片机模块中，最普边的是数字钟的使用。对于数字钟，是利用数字电子技术而实现的，即能进行分秒来计时的装置，这与机械式时钟不同，其准确性和直观性较高。对于电子钟，往往按照数字电路来进行的，用时、分、秒的数字来显示，属于一个计时的装置，其应用比较广泛，大部分是出现在每个家庭、车站，码头等地方。对于人们的日常生活来看，也是一个必须的、具备的产品。对于数字钟及其扩大应用的研究，这是具有很重要的意义。

3.2由数字电子钟组成的单片机的选择在电子时钟里，对于单片机的选择，往往是以AT89c52为核心的，即作为一个电子时钟的硬件部分。在AT89C52片内，往往利用的是FLASHROM，在3V的超低压下而运行的。其存储空间具有8KB的ROM，而在线编程中，随时可以进行擦除，也不会对芯片产生伤害。一旦把AT89C51作为核心部件，就会对芯片产生伤害。

第2篇

关键词：单片机、可靠性、电磁兼容性

随着半导体技术的飞速发展，单片机本身的设计中不断采用了一些新的抗干扰技术，使单片机的可靠性不断提高。除选择抗干扰能力强的单片机外，单片机系统中其它辅助元器件的可靠性也至关重要，一些抑制干扰的元器件的使用有助于提高系统的可靠性。此外，单片机系统在电路设计、印制电路板的设计、布线与制造工艺、系统安装时有无良好的接地等，都直接影响应用系统的可靠性。

单片机自身的抗干扰措施

为提高单片机本身的可靠性。近年来单片机的制造商在单片机设计上采取了一系列措施以期提高可靠性。这些技术主要体现在以下几方面。

1.降低外时钟频率

外时钟是高频的噪声源，除能引起对本应用系统的干扰之外，还可能产生对外界的干扰，使电磁兼容检测不能达标。在对系统可靠性要求很高的应用系统中，选用频率低的单片机是降低系统噪声的原则之一。以8051单片机为例，最短指令周期1μs时，外时钟是12MHz。而同样速度的Motorola单片机系统时钟只需4MHz，更适合用于工控系统。近年来，一些生产8051兼容单片机的厂商也采用了一些新技术，在不牺牲运算速度的前提下将对外时钟的需求降至原来的1/3。而Motorola单片机在新推出的68HC08系列以及其16/32位单片机中普遍采用了内部琐相环技术，将外部时钟频率降至32KHz，而内部总线速度却提高到8MHz乃至更高。

2.低噪声系列单片机

传统的集成电路设计中，在电源、地的引出上通常将其安排在对称的两边。如左下角是地，右下角是电源。这使得电源噪声穿过整个硅片。改进的技术将电源、地安排在两个相邻的引脚上，这样一方面降低了穿过整个硅片的电流，一方面使外部去耦电容在PCB设计上更容易安排，以降低系统噪声。另一个在集成电路设计上降低噪声的例子是驱动电路的设计。一些单片机提供若干个大电流的输出引脚，从几十毫安到数百毫安。这些大功率的驱动电路集成到单片机内部无疑增加了噪声源。而跳变沿的软化技术可消除这方面的影响，办法是将一个大功率管做成若干个小管子的并联，再为每个管子输出端串上不同等效阻值的电阻。以降低di/dt。

3.时钟监测电路、看门狗技术与低电压复位

监测系统时钟，当发现系统时钟停振时产生系统复位信号以恢复系统时钟，是单片机提高系统可靠性的措施之一。而时钟监控有效与省电指令STOP是一对矛盾。只能使用其中之一。

看门狗技术是监测应用程序中的一段定时中断服务程序的运行状况，当这段程序不工作时判断为系统故障，从而产生系统复位。

低电压复位技术是监测单片机电源电压，当电压低于某一值时产生复位信号。由于单片机技术的发展，单片机本身对电源电压范围的要求越来越宽。电源电压从当初的5V降至3.3V并继续下降到2.7V、2.2V、1.8V。在是否使用低电压复位功能时应根据具体应用情况权衡一下。

4.EFT技术

新近推出的MotorolaM68HC08系列单片机采用EFT(ElectricalFastTransient)技术进一步提高了单片机的抗干扰能力。当振荡电路的正弦波信号受到外界干扰时，其波形上会叠加一些毛刺。以施密特电路对其整形时，这种毛刺会成为触发信号干扰正常的时钟信号。交替使用施密特电路和RC滤波可以使这类毛刺不起作用，这就是EFT技术。随着VLSI技术的不断发展，电路内部的抗干扰技术也在不断发展之中。

5.软件方面的措施

单片机本身在指令设计上也有一些抗干扰的考虑。非法指令复位或非法指令中断是当运行程序时遇到非法指令或非法寻址空间能产生复位或中断。单片机应用系统程序是事先写好的，不可能有非法指令或寻址。一定是系统受到干扰，CPU读指令时出错了。

以上提到的是当前广泛使用的单片机应该具有的内部抗干扰措施。在选用单片机时，要检查一下这些性能是否都有，以求设计出可靠性高的系统。

在应用软件设计方面，设计者都有各自的经验。这里要提醒的是最后对不用的ROM要做处理。原则是万一程序落到这里可以自恢复。

用于单片机系统的干扰抑制元件

1.去耦电容

每个集成电路的电源、地之间应配置一个去耦电容，它可以滤掉来自电源的高频噪声。作为储能元件，它吸收或提供该集成电路内部三极管导通、截止引起的电流变化(di/dt)，从而降低系统噪声。要选高频特性好的独石电容或瓷片电容作去耦电容。每块印制电路板电源引入的地方要安放一只大容量的储能电容。由于电解电容的缠绕式结构，其分布电感较大，对滤除高频干扰信号几乎不起作用。使用时要与去耦电容成对使用。钽电容则比电解电容效果更好。

2.抑制高频的电感

用粗漆包线穿入轴向有几个孔的铁氧体芯，就构成了高频扼制器件。将其串入电源线或地线中可阻止高频信号从电源/地线引入。这种元件特别适用于隔开一块印制电路板上的模拟电路区、数字电路区、以及大功率驱动区的供电。应该注意的是它必须放在该区储能电容与电源之间而不能放在储能电容与用电器件之间。

3.自恢复保险丝

这是用一种新型高分子聚合材料制成的器件，当电流低于其额定值时，它的直流电阻只有零点几欧。而电流大到一定程度，它的阻值迅速升高，引起发热，而越热电阻越大，从而阻断电源电流。当温度降下来以后能自动恢复正常。这种器件可防止CMOS器件在遇到强冲击型干扰时引起所谓“可控硅触发”现象。这种现象指集成电路硅片的基体变得导通，从而引起电流增大，导致CMOS集成电路发热乃至烧毁。4.防雷击器件

室外使用的单片机系统或电源线、信号线从室外架空引入室内的，要考虑系统的防雷击问题。常用的防雷击器件有：气体放电管，TVS(TransientVoltageSupervention)等，气体放电管是当电源电压大于某一值时，通常为数十伏或数百伏，气体击穿放电，将电源线上强冲击脉冲导入大地，TVS可以看成两个并联且方向相反的齐纳二极管，当电两端电压高于某一额定值时导通。其特点是可以瞬态通过数百乃至上千安培的电流。这类元器件要和抗共模和抗差模干扰的电感配合使用以提高抗干扰效果。

提高单片机系统抗干扰能力的主要手段

1.接地

这里的接地指接大地，也称作保护地。为单片机系统提供良好的地线，对提高系统的抗干扰能力极为有益。特别是对有防雷击要求的系统，良好的接地至关重要。上面提到的一系列抗干扰元件，意在将雷击、浪涌式干扰以及快脉冲群干扰去除，而去除的方法都是将干扰引入大地，如果系统不接地，或虽有地线但接地电阻过大，则这些元件都不能发挥作用。为单片机供电的电源的地俗称逻辑地，它们和大地的地的关系可以相通、浮空、或接一电阻，要视应用场合而定。不能把地线随便接在暖气管子上。绝对不能把接地线与动力线的火线、零线中的零线混淆。

2.隔离与屏蔽

典型的信号隔离是光电隔离。使用光电隔离器件将单片机的输入输出隔离开，一方面使干扰信号不得进入单片机系统，另一方面单片机系统本身的噪声也不会以传导的方式传播出去。屏蔽则是用来隔离空间辐射的，对噪声特别大的部件，如开关电源，用金属盒罩起来，可减少噪声源对单片机系统的干扰。对特别怕干扰的模拟电路，如高灵敏度的弱信号放大电路可屏蔽起来。而重要的是金属屏蔽本身必须接真正的地。

3.滤波

滤波指各类信号按频率特性分类并控制它们的方向。常用的有各种低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器。低通滤波器用在接入的交流电源线上，旨在让50周的交流电顺利通过，将其它高频噪声导入大地。低通滤波器的配置指标是插入损耗，选择的低通滤波器插入损耗过低起不到抑制噪声的作用，而过高的插入损耗会导致“漏电”，影响系统的人身安全性。高通、带通滤波器则应根据系统中对信号的处理要求选择使用。

印制电路板的布线与工艺

印制电路板的设计对单片机系统能否抗干扰非常重要。要本着尽量控制噪声源、尽量减小噪声的传播与耦合，尽量减小噪声的吸收这三大原则设计印制电路板和布线。当你设计单片机用印制电路板时，不仿对照下面的条条检查一下。

·印制电路板要合理区分，单片机系统通常可分三区，即模拟电路区(怕干扰)，数字电路区(即怕干扰、又产生干扰)，功率驱动区（干扰源）。

·印刷板按单点接电源、单点接地原则送电。三个区域的电源线、地线由该点分三路引出。噪声元件与非噪声元件要离得远一些。

·时钟振荡电路、特殊高速逻辑电路部分用地线圈起来。让周围电场趋近于零。

·I/O驱动器件、功率放大器件尽量靠近印刷板的边，靠近引出接插件。

·能用低速的就不用高速的,高速器件只用在关键的地方。

·使用满足系统要求的最低频率的时钟，时钟产生器要尽量靠近用到该时钟的器件。

·石英晶体振荡器外壳要接地，时钟线要尽量短，且不要引得到处都是。

·使用450的折线布线，不要使用900折线,以减小高频信号的发射。

·单面板、双面板，电源线、地线要尽量的粗。信号线的过孔要尽量少。

·4层板比双面板噪声低20dB。6层板比4层板噪声低10dB。经济条件允许时尽量用多层板。

·关键的线尽量短并要尽量粗，并在两边加上保护地。将敏感信号和噪声场带信号通过一条扁带电缆引出的话，要用地线-信号-地线......的方式引出。

·石英振荡器下面、噪声敏感器件下面要加大地的面积而不应该走其它信号线。

·任何信号线都不要形成环路，如不可避免，环路应尽量小。

·时钟线垂直于I/O线比平行于I/O线干扰小，时钟线要远离I/O线。

·对A/D类器件，数字部分与模拟部分宁可绕一下也不要交叉。噪声敏感线不要与高速线、大电流线平行。

·单片机及其它IC电路，如有多个电源、地端的话，每端都要加一个去耦电容。

·单片机不用的I/O端口要定义成输出。

·每个集成电路要加一个去耦电容，要选高频信号好的独石电容式瓷片电容作去耦电容。去耦电容焊在印制电路板上时，引脚要尽量短。

·从高噪声区来的信号要加滤波。继电器线圈处要加放电二极管。可以用串一个电阻的办法来软化I/O线的跳变沿或提供一定的阻尼。

·用大容量的钽电容或聚脂电容而不用电解电容作电路充电的储能电容。因为电解电容分布电感较大，对高频无效。使用电解电容时要与高特性好的去耦电容成对使用。

·需要时，电源线、地线上可加用铜线绕制铁氧体而成的高频扼流器件阻断高频噪声的传导。

·弱信号引出线、高频、大功率引出电缆要加屏蔽。引出线与地线要绞起来。

第3篇

原来使用的“单片机技术与应用”课程的教学大纲对知识点分解层层深入，便于学生由浅入深地学习相关知识。但是由于原有的教学大纲只对知识点作出了要求，没有对教学方法和教学过程作出要求；只强调了理论知识的学习，没有对学生职业行为能力培养作出要求，所以学生感觉学习过程枯燥乏味，内容深度大，学习难度大。

新制定的课程标准继承了原有教学大纲中知识点由浅入深的分解特点，对各个知识点进行重新整合，以项目为驱动带动全部知识的学习。把原来先学后练的教学方法改为了边做边学的学习方法，从而激发学生的学习兴趣，让学生参与到教学中。同时，在新课标中还强调了对学生职业行为能力培养的要求，将知识点的学习与实际工作流程相结合，学生掌握了该知识在实际工作中的应用方法。

原教学大纲和新课标中知识点分解图如图1：

2“单片机技术与应用”课程标准制定

2.1课程设计的基本理念

高等职业教育的根本任务是培养高级技术应用型人才。课程教学是实现高等职业教育人才培养目标的基本途径，课程教学的质量是直接影响人才培养质量的核心要素。新的课程体系要与经济建设、科技进步和社会发展要求相适应，与人的全面发展需求相适应，与高等教育大众化条件下多样化的学习需求相适应，与高等职业教育课程改革与建设相适应。本体系的构建，应根据先进的职业教育思想，改变学科本位的观念，加强实践教学，着眼课程群，培养学生综合运用相关现代化先进工具和知识，培养学生的创新精神和创新能力。

(1)面向全体学生，注重素质教育、能力与技能培养

本课程面向计算机应用技术专业的全体学生，注重专业基础素质教育，激发学生的学习兴趣，提高他们的抽象思维能力，增强他们理论联系实际的能力，培养他们的创新精神。重视知识与技能；过程与方法；情感态度与价值观课程目标的培养。

(2)突出学生主体，尊重个体差异

本实训在目标设定、教学过程、课程评价和教学资源的开发等方面都突出以学生为主体的思想，课程实施应成为学生在教师的指导下构建知识、活跃思维、展现个性和拓展视野的过程。

(3)注重过程评价，促进学生发展

建立能激励学生动手能力发展的评价方法。在课程学习过程中应注重培养和激发学生动手实践的积极性和自信心。

(4)开发课程资源，拓展学用渠道

本课程要力求合理利用和积极开发课程资源，给学生提供贴近现场实际，能反映新技术、新工艺、新设备的课程资源。

2.2课程总体目标

课程总目标是使学生具有单片机系统编程和设计的知识与技能、具备较高的职业素质，具有调试单片机系统程序和设计最小单片机系统的能力，能解决程序调试和系统设计中遇到的问题，能胜任单片机产品调试员、单片机产品技术支持、单片机软件开发师、单片机硬件开发师和单片机设计师等岗位工作。

(1)知识要求

会对所学知识进行整合，能够根据设计要求独立编写程序，并能在实践工作中熟练进行单片机程序和系统电路的调试；掌握各种接口电路的分析方法和理论知识。

(2)技能

能熟练进行单片机程序和系统电路的调试，并能独立设计单片机系统电路并能编写相应程序，同时还可以对以单片机为核心的设备进行维护。

(3)素质

通过项目实践，培养爱岗敬业、热情主动的工作态度；养成遵守操作规程，分析工作整洁、有序、爱护仪器设备的良好实验习惯；能认真负责、实事求是、坚持原则、一丝不苟地依据标准进行编程和设计，并在工作实践中能遵守劳动纪律，注意安全，具备良好的敬业精神和协作精神，坚持努力学习，不断提高自身可持续发展的基础理论水平和操作技能，形成良好的职业素养和勤奋工作的基本素质。

2.3内容目标

本课程标准通过对知识点的重新分解，将内容分成了六个主题。其中主题一是对单片机系统原理知识的学习，主题六是对知识的总结训练，而其他的四个主题分为学习情境和训练情景两部分。在主题二到主题四中每个学习情境都分为了若干个小项目，几个小项目又可以合为一个项目。内容目标详见附录，其中学习情境设计方案如图2所示：

2.4教学评价建议

(1)改革传统的学生评价手段和方法，采用阶段评价、目标评价、项目评价、理论与实践一体化的评价模式。

(2)关注评价的多元性，结合课堂讲解表现、课堂项目操作、项目训练、综合训练及考试情况，综合评价学生成绩。笔答考试可采用开卷考试形式。

(3)评价比例分配

课堂表现：8%；课堂项目操作：12%；项目训练20%；综合训练：20%；考试：40%。

以上为“单片机技术与应用”课程标准的主要设计内容。由于课程标准的提出时间不长，没有严格的设计要求，因此在新课标的设计过程中遇到一些问题。如内容目标中的格式如何进行设计，是否将教师的教学方法融入其中，学生目前所具有的学习能力是否能够与新课标中的要求相结合等等，这些都需要进一步的研究。

附录：内容目标

主题一理论学习

要对一个单片机系统进行分析设计和编写程序，就必须非常熟悉单片机芯片的组成原理，特别是要熟悉其各个外部引脚、内部寄存器和数据区的使用方法。

1学习目标

(1)了解MCS-51单片机的内部结构、主要功能部件和CPU微处理器的组成、任务分配。

注意：单片机上电后程序指针被赋予的初值。

(2)了解MCS-51单片机的程序存储器结构，掌握内部数据存储器的空间分配和SFR。

注意：程序存储器的编址规律；只访问外程序存储器时，外部引脚的连接要求；上电后堆栈指针被赋予的初值。

(3)掌握89C51芯片的外部引脚功能常见的几种复位电路和计算机器周期的方法。

注意：准双向并口和真正双向并口的区别和相应并口读数时的编程要求；89C51的复位时间是多少。

(4)开发工具的使用

介绍Keil(或MedWin)、ISP两个软件的使用方法，并各种指令的学习编写简单的子程序，将源程序文件编译并上载至实验仪中显示结果。

知识点：

掌握常用编程软件的使用。在程序运行期间观察相应存储区和寄存器中数据的变化。

掌握MCS-51单片机的寻址方式。

2教学建议

(1)教学时数10学时。

(2)实物教学，增强感性认识。

主题二学习情境1

1学习情境：信号灯控制

2学习目标

(1)熟练掌握MCS-51单片机的寻址方式和指令系统。

技能点：要会画出模块的流程图，建立学生的编程思维；分清各个寻址方式的功能。(DATAPDATAXDATACODE的访问方式，地址空间，针对89C52芯片多128BytesDATA区的应用，实际应用中256bytesData区的单片机更多)

(2)能编写完整的程序。

技能点：会进行地址分配，整个程序的起始地址要正确；掌握各种程序结构，能够画出系统的流程图。

(3)会应用常见的调试软件进行程序调试。

(4)理解机器周期和指令周期。

3学习情境内容

功能一：信号灯的控制1

利用P1口控制8个发光二极管，通过编写并上载不同的程序，观察发光二极管的状态。

点亮8个发光二极管后单片机空运行。

给片内RAM中40H-4FH单元赋值后，将其数据传送给片外50H-5FH单元，最后将56H中的数据由P1口输出给发光二极管显示。

在数据区建立一个数据表，编写程序将表中的第3个数由P1口输出给发光二极管显示。

知识点：

掌握数据传送指令。

掌握MCS-51单片机并口传送和读取数据时得技术要求。

MOVX与MOVC的区别

功能二：信号灯的控制2

利用并口控制发光二极管，通过编写并上载不同的程序，观察发光二极管的状态。

将累加器中的数据(十六进制)转换为BCD码，个位存入30H，十位存入31H，百位存入32H，最后由P0口输出个位数据，P1口输出十位数据，P2口输出百位数据。

将DPH和DPL中放入两个小于10的数据a和b，编写程序实现c=a2+b2-a，并把c通过P0口输出。

将累加器A中数据得高4位和寄存器B中数据的低4位相乘后取反，并将其结果通过P0口输出。

采用移位指令，实现累加器A中数据乘4，寄存器B中数据除以2。

知识点：

掌握算术操作指令和逻辑运算指令。

会画简单的流程图。

会使用软件正确调试程序。

功能三：信号灯的控制3

设计一个延时程序，使与P2.0相连的发光二极管每隔1秒亮一次。

采用循环控制，使8个发光二极管呈跑马灯方式闪烁，其中发光二极管点亮时长为1秒，熄灭时长为2秒。

知识点：

掌握程序转移类指令和位操作指令。

会画简单的流程图。

会使用软件正确调试程序。

理解指令延时的用法，NOP指令的使用。

4教学建议

(1)教学时数12学时。

(2)学习过程中，教师通过讲解和演示，指导学生完成项目学习。

(3)采用多做多练加强学生对所学知识的掌握程度。

(4)安排项目训练，巩固所学内容。

5实践活动建议

(1)训练情境1：交通灯控制

(2)教学建议：6学时

(3)采用每组两人的分组方式，锻炼学生独立设计和调试程序的能力

(4)集中安排实验

主题三学习情境2

1学习情境

跑马灯设计与实现

2学习目标

(1)掌握TMOD和TCON专用寄存器各位的定义与设置。会计算和设置定时/计数器的初值。

(2)掌握IE和IP专用寄存器各位的定义与设置。理解中断的工作过程，熟记中断入口地址。

技能点：能够正确使用中断方式对定时/计数器进行编程；能够使用中断方式对外部事件中断进行处理；会画流程图，并编写完整的具有中断程序；理解电平触发中断、边沿触发中断的区别及应用；中断的优先级和中断嵌套的应用，中断现场的保护和恢复。

3学习情境内容

设计一个个性跑马灯，能够完成以下功能：

功能一：利用P2口，用单片机内部的定时器采用查询方式，使8个发光二极管呈跑马灯方式闪烁(亮1秒、灭2秒)。

功能二：用计数器中断对按键按下的次数计数，作为跑马灯闪烁次数。

功能三：用外部中断对正常显示和闪烁次数设定功能进行转换。

知识点：

掌握定时/计数器的初始化方法；定时器初值与计数器初值的计算与设定。

掌握中断源与中断服务程序的入口地址；中断相关寄存器的使用方法；中断工作过程。

4教学建议

(1)教学时数8学时。

(2)学习过程中，教师通过讲解和演示，指导学生完成项目学习。

(3)采用项目教学，多做多练加强学生对所学知识的掌握程度。

(4)安排项目训练，巩固所学内容。

5实践活动建议

(1)训练情境2：秒表设计与实现

(2)教学建议：6学时

(3)采用每组两人的分组方式，锻炼学生独立设计和调试程序的能力

(4)集中安排实验

主题四学习情境3

1学习情境

单片机点对点串口通信

2学习目标

(1)了解SCON专用寄存器各位的定义与设置，掌握串口初始化的内容与步骤。

(2)会用查询和中断方式编写数据通信程序。

技能点：能够正确地编写数据通信程序。

3学习情境内容

设计一个单片机之间的点对点的通信系统。要求甲机发送，乙机接收。甲机中按加号键，乙机中显示数据加1；甲机中按减号键，乙机中显示数据减1

知识点：

掌握与串行口初始化方法。

掌握串行口通信波特率的计算方法。

掌握串行口通信编程的两种方法。

4教学建议

(1)教学时数6学时。

(2)学习过程中，教师通过讲解和演示，指导学生完成项目学习。

(3)采用项目教学，多做多练加强学生对所学知识的掌握程度。

(4)安排项目训练，巩固所学内容。

5实践活动建议

(1)训练情境3：单片机双机通信

(2)教学建议：6学时

(3)采用每组两人的分组方式，锻炼学生独立设计和调试程序的能力

(4)集中安排实验

主题五学习情境4

1学习情境

温度控制系统的设计与实现

2学习目标

(1)使用P0、P2口的第二功能，扩展片外数据存储器RAM和片外程序存储器。

技能点：能够正确对89C51进行片外RAM和ROM扩展；理解并记住MOVX指令的时序图。

(2)对89C51的并口进行扩展

技能点：能够正确对89C51的并口进行扩展。

(3)人机接口扩展

技能点：能够正确地在89C51外连接键盘和显示设备。

(4)8位A/D转换芯片与单片机的接口

技能点：能够正确选择A/D转换芯片，并实现其与单片机的正确连接。

(5)8位D/A转换芯片与单片机的接口

(6)掌握C51程序设计方法

技能点：能够正确运用单片机C51语言对单片机系统进行编程。

3学习情境内容

设计一个温度控制系统，要求用C51编写系统程序，并且该系统满足以下要求：

功能一：使用89C51扩展一个片外RAM。

知识点：

掌握P0、P2口的第二功能使用方法。

会扩展片外数据存储器和片外程序存储器。

功能二：用两位七段数码管显示其温度值。

知识点：

掌握LED的动态显示方法。

功能三：用4*4的矩阵键盘，设置其温度初值。

知识点：

掌握键盘设计方法。

掌握LED动态显示方法。

功能四：具有对环境温度进行实时测量，当外界温度于设定温度时，启动风扇降温；当外界温度低于设定最低温度时，发出报警声。

知识点：

掌握A/D转换的方法。

掌握D/A转换的方法。

掌握正确选择A/D和D/A芯片的方法。

4教学建议

(1)教学时数20学时。

(2)提高课堂质量，上课时要多启发学生，提高他们提出问题、分析问题、解决问题的能力，让学生学会理解记忆的技巧。

(3)采用项目教学，多做多练加强学生对所学知识的掌握程度。

(4)安排项目训练，巩固所学内容。

5实践活动建议

(1)训练情境：人机接口设计与实现

(2)教学建议：6学时

(3)采用每组两人的分组方式，锻炼学生独立设计和调试程序的能力

(4)集中安排实验

主题六综合训练

使用套件设计一个最小单片机系统，完成其设计、绘图、焊接、编程、调试工作并撰写实训报告。

1教学建议

(1)教学时数20学时。

(2)教师命题，学生独立完成。

第4篇

关键词：AT89C51串行口无线数字电台串行通信

一般的数字采集系统，是通过传感器将捕捉的现场信号转换为电信号，经模/数转换器ADC采样、量化、编码后，为成数字信号，存入数据存储器，或送给微处理器，或通过无线方式将数据发送给接收端进行处理。无线数据传输系统就是样一套利用无线手段，将采集的数据由测量站发送到主控站的设备。

1系统组成

系统组成如图1、图2所示。

系统由测量站和主控站两部分组成。测量站主要完成对现场信号的采集、存储，接收遥控指令并发送数据。主控站的主要工作是发送遥控指令、接收数据信息、进行数据处理和数据管理、随机显示打印等。

2AT89C51与数字电台的串行通信

Atmel公司的AT89C51单片机，是一种低功耗、高性能的、片内含有4KBFlashROM的8位CMOS单片机，工作电压范围为2.7～6V（实际使用+5V供电），8位数据总线。它有一个可编程的全双工串行通信接口，能同时进行串行发送和执着收。通过RXD引脚（串行数据接收端）和TXD引脚（串行数据发送端）与外界进行通信。

2.1通信协议与波特率

数字电台与单片机、终端主控机的通信协议为：

通信接口——标准串行RS232接口，9线制半双工方式；

通信帧格式——1位起始位，8位数据位，1位可编程数据位，1位停止位；

波特率——1200baud。

数字电台选用Motorola公司的GM系列车载电台，工作于VHF/UHF频段，可进行无线数传（9线制标准串行RS232接口），也可进行话音通信；采用二进制移频键控（2FSK）调制解调方式，符合国际电报电话咨询委员会CCITT.23标准。在话带内进行数字传输时，推荐在不高于1200b/s数据率时使用。实际使用时，电台工作于220～240MHz频率范围，采用半双工方式（执行收、发操作，但不能同时进行）即可满足系统要求。

2.2AT89C51串行口工作方式

AT89C51串行口可设置四种工作方式，可有8位、10位和11位帧格式。本系统中，AT89C51串行口工作于方式3，即鳘帧11位的异步通信格式：1位起始位，8位数据位（低位在前），1位可编程数据位，1位停止位。

发送前，由软件设置第9位数据（TB8）作奇偶校验位，将要发送的数据写入SBUF，启动发送过程。串行口能自动把TB8取出，装入到第9位数据的位置，再逐一发送出去。发送完毕，使TI=1。

接收时，置SCON中的REN为1，允许接收。当检测到RXD（P3.0端有“1”到“0”的跳变（起始位）时，开始接收9位数据，送入移位寄存器（9位）。当满足RI=0且SM2=0或接收到的9位数据为1时，前8位数据送入SBUF，第9位数据送入SCON中的RB8，置RI为1；否则，这次接收无效，不置位RI。

串口方式3的波特率由定时器T1的溢出率与SMOD值同时决定：

方式3波特率=T1溢出率/n

当SMOD=0时，n=32；SMOD=1时，n=16。T1溢出率取决于T1的计数速率（计数速率=fosc/12）和TI预置的初值。

定时器T1用作波特率发生器，工作于模式2（自动重装初值）。设TH1和TL1定时计数初值为X，则每过“28-X”个机器周期，T1就会发生一次溢出。初值X确定如下：

X=256-fosc×(SMOD+1)/384×BTL

本系统中，SMOD=0，波行率BTL=1200，晶振fosc=6MHz，所以初值X=F3H。

2.3AT89C51与数字电台的硬件连接

AT89C51与数字电台的硬件连接如图3所示。

系统采用异步串行通信方式传输测量数据。利用单片机串口与数字电台RS232数据口相连。电台常态为收状态（PPT=0，收状态；PPT=1，发状态），单片机P3.5脚输出高电平。单片机使用TTL电平，电台使用RS232电平，由MAX232完成TTL电平与RS232电平之间的转换。3片光电耦合器6N137实现单片机与电台之间的电源隔离，增强系统抗干扰性能。

单片机通过带控制端的三态缓冲门74HC125、非门74HC14控制电台的收发转换，以及指令的接收和数据发送。接收时，P3.5=1,c2=1，74HC125B截止；P3.5经74HC14反相、光电隔离，使电台PPT脚为低电平，将其置为接收状态；同时c1=0，74HC125A导通，接收的指令由电台的RXD端输入，经MAX232电平变换、光电隔离、74HC125A缓冲门，送入单片机RXD脚。发射时，P3.5=0，经74HC14反相、光电隔离，使电台PPT脚为高电平，将其置为发射状态；同时c1=1，74HC125A截止，c2=0，74HC125B导通，数据由单片机TXD脚输出，经74HC125B缓冲门、光电隔离、MAX232电平变换，通过电台TXD端口将数据发送出去。

3通信软件设计

通信软件至关重要，一旦出现问题，整个系统就会瘫痪。采取差错控制与容错技术是非常重要的。

*主控站发送的指令中包含一定数量的同步符55H和3字节的密码。测量站在连续收到5个同步符后进行密码验证，验证通过后正式接收指令字节；如未通过，则测量站发一信号让主控站重发，三次验证不过则停发该命令。测量站发/主控站收时，验证方式与此相同。验证通过后，测量站开始发送数据。

*一个指令由3字节构成，第二字节等于第一字节加上35H，第3字节等于第二字节加上36H。如果收到的指令不符合此规则，则重发该命令，连续三次错误时停发。

*主控站每发一个指令，测量站都回送一个应答信号。该应答信号中包含原指令样本。

下面给出单片机串行口与电台的基本通信程序。

初始化程序：

BTLEQU2FH；波特率放在内部RAM的2FH单元

MOVTMOD，#21H；T0方式1，16位计数器，T1方式2，串口用

SETBTR0；启动T0

MOVBTL，#0F3H；波特率设定为1200

MOVSCON，#0C0H；串口方式3，9位数据，禁止接收

接收及验证程序：

NUMEQU2BH；同步符个数值存放在内部RAM的2BH单元

TEMPEQU2CH

ROM-CH：DB55H，55H，55H，55H，55H，55H，55H，55H，55H，55H

DB55H，55H，55H，55H，55H，55H，55H，55H，55H，55H；20字节同步符

MIMDB''''WSC''''：3字节密码“WSC”

SETBP3.5；置电台收状态

SETBREN；允许串口接收

A1：MOVNUM，#0；记录连续到同步符55H的个数

A2：JBRI，A2；串口有数据转A3

A3：CLRRI；清接收中断标志

MOVA，SBUF；读串口数据

CJNEA，#55H，A1；不是同步符转A1

INCNUM；收到的同步符个数加1

MOVA，NUM；取收到的同步符个数

CJNEA，#5，A2；未收够连续5个55H转A2

A4:MOVNUM,#0;密码验证，记录收到密码字节数

A5：MOVDPTR，#MIM；密码字符首址

MOVA，NUM

MOVCA，@A+DPTR；查表取密码

MOVTEMP，A；保存密码

JBRI，A6；串口收完一个字节转A6

…

A6：CLRRI；清接收中断标志

MOVA，SBUF；读串口数据

CJNEA，TEMP，A4；与密码不符转A4

INCNUM；收到的密码个数加1

MOVA，NUM；取已收到的密码字节数

CJNEA，#3，A5；密码未收完转A5

发送程序：

CLRP3.5；置电台发状态

MOVB，#23

MOVDPTR，#ROM-CH

B1：CLRA

MOVCA，@A+DPTR；查表发送同步符和密码共24字节

INCDPTR

LCALLSEND-CH；调发送单字节子程序

DJNZB，B1

…

CLRA

MOVDPTR，#7000H；外部RAM数据首址，发送外部RAM中的数据到电台

B2：CJNER4，#0，B3

CJNER3，#0，B3；R4R3=发送字节数

B3：MOVXA，@DPTR；取数据

INCDPTR

LCALLSEND-CH

CJNER3，#0，B4

CJNER4，#0，B5

B4：DECR3

LJMPB2

DECR3

DECR4

LJMPB2

…

SEND-CH：SETBTB8

MOVSBUF，A

DB0，0，0，0，0，0，0，0

JNBTI，$；延时4μs

CLRTI

RET

第5篇

关键词：切削力，测量，单片机

 

前言

切削力的测量不仅可以研究切削机理、计算功率消耗、优化切削用量和刀具几何参数、校核切削力和切削温度理论计算的准确性，更重要的是，可以通过切削力的变化来监控切削过程，反映刀具磨损或破损、切削用量合理性、机床故障、颤振等切削状态。

1 计算机向单片机传输命令和数据

通过对单片机的编程来控制USB接口芯片，接收和响应主机对设备发出的命令。在测力系统中，单片机的编程设计程序通常由三部分组成：

第一、初始化单片机和所有的外围电路。

第二、主循环部分，其任务是可以中断的。

第三、中断服务程序，其任务是对时间敏感的，必须马上执行。

当应用程序中的“数据采集”按钮按下后，USB进入主循环函数，将从端点缓冲区中提取命令，并按照命令的要求，调用相应的函数，如采集数据，桥路调零，设置频率等。关键的几个函数如下：

(1) AfxBeginThread( WriteCommand, &mMainWrite)；//启动一个线程，调用传输命令函数

(2) open_ file(threadParam->pipe-name)；//创建文件句柄

(3) open_dev()；//创建设备句柄

(4) DeviceIoControl(hDevice，IOCTL_ WRITE_REGISTERS,

(PVOID)&ioBlock,sizeof(IOBLOCK)，NULL,O,&nBytes,NULL);

//DeviceIoControl函数发送控制代码到指定的设备驱动上，使得相应的设备完成数据输出的功能。论文格式。

(5) WriteFile(hFile,threadParam->pcIoBuffer，threadParam->uiLength,&nBytes，NULL)；

//写文件函数将数据传送到单片机的缓冲区中。论文格式。

2 单片机向计算机传输数据其流程

单片机向计算机传输流程

经过模数转换后的数据首先保存在单片机的数据缓冲区中，当单片机接收到主机发来的IN命令时，调用如下函数将数据传送到计算机的内存中。论文格式。

1) AfxBeginThread( ReadData, &m一ainRead)；//启动一个线程，调用读取数据函数

2) open_ file(threadParm一>pipe name);； //创建文件句柄，准备读取数据

3) open dev ()；//创建设备句柄

4) DeviceIoControl (hDevice，IOCTLesWRITE REGISTERS,

(PVOID)&ioBlock，sizeof(IO_BLOCK)，NULL,O,&nBytes,NULL)；

//DeviceIoControl函数发送控制代码到指定的设备驱动上，使得相应的设备完成数据输入的功能。

5) ReadFile(hFile，threadParam->pcIoBuffer， threadParam->uiLength,&nBytes, NULL)；

//读文件函数将数据从单片机的缓冲区读入到threadParam->pcIoBuffer内存中。

3结论

利用单片机实现切削力测量中USB数据传输功能，以达到对切削力的测量的监控。实现了生产过程中连续自动采样、实时显示、过载报警。

参考文献：

[1]师汉民.金属切削过程中的分叉与突变现象兼论切削过程的可控性问题[J].应用力学学报,1999,16(1):15～20.

[2]丛力,丛贵梁等.功率监控在机床中的应用[J].组合机床与自动化加工技术,10:29～31,1999.

[3]李熙亚，王卫平.车削切削力不确定性的模糊-灰色预测[J].工具技术，2002,36(8):26-29.

[4]陶永兰，等.切削力数据采集和处理系统[J].试验技术与试验机，1997,37(2):49-50.

[5]X.Li,P.K. Venuvinod and M.K. Chen. Feed Cutting Force Estimationfrom the Current Measurement with Hybrid Learning[J]. Advanced ManufacturingTechnology,2000,(16):859-869

第6篇

关键词：单片机，遥控系统抗干扰分析，实现

 

前言

单片机控制系统在实验室反复实验都可以得到很好的预期效果,然而把系统放到实际现场运行时却不能工作。论文大全，遥控系统抗干扰分析。原因是工作现场比实验室环境恶劣,系统受到了各种各样的干扰,加之构成系统的元器件本身方面存在的可靠性，以及系统本身各部分之间的相互耦合因素等原因，系统必须增加一些有效的抗干扰措施才能正常运行。论文大全，遥控系统抗干扰分析。据工作经验之谈，有时存在后期的抗干扰工作往往会比前期的设计工作还要艰巨,花费的时间也需要得更多,所以说抗干扰技术是非常重要,关于在抗干扰措施是否能够运用得恰当方面，其直接关系到系统的稳定性和可靠性。

一、单片机遥控系统系统工作原理

单片机以其体积小、价格廉、面向控制等方面的独特优点，使得单片机在各种工业控制、仪器仪表、产品的自动化、智能化方面获得了广泛的应用。单片机的遥控系统以单片机系统为基本控制单元,能够构成无线传输系统、速度调节系统等等,而且其优点是，能够在三公里外控制运动目标的启动、速度快慢、停止、往返。而且最特别的是在运动目标的运行过程中，可根据需要随机调节速度快慢,调速一般是在7~25km/h范围。单片机实现控制了所有这些状态,开始通过键盘输入控制参数,然后经过单片机运算和处理行为,并且通过无线数传模块完成对参数的无线传输、运行状态以及调速设备的控制方式,达到遥控运行的目的要求。

二、单片机遥控系统系统受干扰原因及危害

在电磁干扰较弱时，其可靠性和稳定性往往是容易达到应用要求，这方面尤其是在室内体现出来，然而对在室外，会遇到各种各样的环境条件，尤其是那种在工作环境较恶劣的情况下，就会导致仪器仪表工作不正常或失灵。而单片机的遥控系统一般都安装在工业现场，而在工业现成环境中的干扰大多是以窄脉冲的形式出现，而这样的形式其最终造成微机系统故障的多数现象都是“死机”现象。究其原因是计算机中的CPU在执行某条指令时，受周围环境干扰的冲击，影响到它的操作码或地址码发生改变，最终致使该条指令出现错误。这时，CPU就会执行随机拼写的指令，并将其操作数作为操作码执行，从而导致有关程序“跑飞”或进入“死循环”。对于在工业现场中由于诸多大型用电设备的投入或者是撤出电网运行，经常都会造成系统的电源电压不稳，如果当电源电压降低或掉电时，这样就会造成重要的数据丢失的可能性，以至于系统不能正常运行，而且干扰也会导致单片机内部程序指针错乱现象，从而使得中断程序运行超出定时时间。关于RAM中计时数据被冲乱，导致程序计算出错误的结果。论文大全，遥控系统抗干扰分析。假设设法在电源电压降到一定的限量值之前，单片机进行快速地保存重要数据，将会最大限度地减少损失，对于干扰源的影响会使系统的可靠性和稳定性大大降低，严重的情况还会导致系统的运行紊乱，造成生产事故。

三 如何实现单片机的遥控系统的抗干扰

关于高频干扰噪声和有用信号的频带是不同的,其解决方法是在导线上增加滤波器的方法来切断高频干扰噪声的传播,或者也可加隔离光耦来解决这个问题。关于电源噪声的危害最大。需要把电源做得好,其整个电路的抗干扰能力就解决了一大半问题。对于在单片机系统中还可借助于一定的外部附加电路来监测电源电压，当在电源发生故障时能够及时通知单片机快速保存重要数据，同时断开单片机外围设备用电电源，从而使整个应用系统的功耗降到最低点。目前市场上许多单片机对电源噪声都是十分敏感的,那么就要给单片机电源加滤波电路或稳压器,达到减小电源噪声对单片机的干扰。比如,可以利用磁珠和电容组成π形滤波电路,当然条件要求不高时也可用100Ω电阻代替磁珠。当电源恢复正常时，取消掉电工作方式，通过复位单片机，使系统重新正常工作。

单片机系统设备的抗干扰与系统的接地方式也存在很大的影响，接地技术有能够抑制噪音的效果。所以说一个良好的接地能在很大程度上抑制系统内部噪音耦合的现象，而且还能够防止外部干扰的侵入，能够真正提高系统的抗干扰能力。在这里需要注意的是，如果要求设备的金属外壳等需要安全接地，其屏蔽用的导体的必须能够很好的接地，这样才能为单片机系统提供良好的地线，并且对提高系统的抗干扰能力极为有效果。论文大全，遥控系统抗干扰分析。尤其是对于有防雷击要求的系统，其良好的接地是至关重要的。假设系统不能接地，或者是虽有地线现象，但是接地电阻过大，就会抗干扰元件就不能正常发挥其应有的作用了。

关于单片机供电的电源的地俗称逻辑地，并且和大地的地的关系具有相通性、浮空性、或接电阻性。但是不能把地线随便接在暖气管子上。坚决不能把接地线与动力线的火线、零线中的零线相混淆。因为单片机系统通常存在模拟电路和数字电路两种，并且关于数字地与模拟地是要分开，只是在一点相连，假设两者不分，就会存在互相干扰现象，那么可以把控制条件中的关于一次采样和处理控制输出更改为循环采样和处理控制输出，这样能够对惯性较大的控制系统具有良好的抗偶然因素干扰作用效果。

设置输出状态寄存单元来抗干扰。其程序是根据单片机系统对数据处理后的输出结果为依据，设置出相应的输出状态寄存单元形式，假设其中干扰侵入输出通道将输出状态破坏时，系统就会在定时查询寄存单元的输出状态信息时，并发现错误，及时纠正输出状态。论文大全，遥控系统抗干扰分析。

设置自检程序来抗干扰。论文大全，遥控系统抗干扰分析。通常是在计算机内的特定位置或某些内存单元中来设置状态标志，并且在开机后或有自检中断请求要求时，计算机系统首先将运行自检测试程序，如对整个系统或关键环节进行模拟方面的测试，对测试结果再通过某种方式显示出来，目的是保证系统中信息存储、传输、运算的高可靠性。设计单片机的遥控系统过程中，要求电路的元器件或线路布局合理以消除元器件之间的电磁耦合相互干扰，如去耦电路或者是平衡电路等。还有种方法是采用冗余结构，也称容错技术或故障掩盖技术，该方法是通过增加完成同一功能的并联或备用单元数目来提高系统可靠性的一种设计方法。当某些元器件发生故障时也不影响整个系统的运行。对于消减外部电磁干扰，可采用电磁兼容设计，目的是提高单片机系统在电磁环境中的适应性，即能保持完成规定功能的能力。

参考文献：

[1]麦山.基于单片机的协议红外遥控系统.电子技术.1998

[2]孟庆建张恭孝.单片机系统的电磁兼容问题[J].自动化仪表,2004

[3]周慧.单片机控制系统杭干扰技术研究[J].石油矿场机械，2007

第7篇

防潮是粮食储存过程中一项重要内容，对粮食的储存质量有很重要的作用。它直接影响到储备物资的使用寿命和工作可靠性。为保证日常工作的顺利进行，首要问题是加强仓库内温度与湿度的监测工作。但传统的方法是用扦样式玻璃温度计，人工判读等最原始的测温方法，工作量大，难以控制，滞后严重，做好日常的粮情检查工作，可以发现问题，及时处理，以保证储粮的安全。本论文侧重介绍“单片机温度检测系统”的软、硬件设计及相关内容。论文的主要内容包括：采样、LED显示，单片机89C51的开发以及系统应用软件开发等。作为控制系统中的一个典型实验设计，单片机温度检测系统综合运用了单片机技术、模拟电子技术、通信技术、数码显示技术等诸多方面的知识。

2粮仓湿度检测系统硬件设计

粮情测控系统是计算机硬件与软件的结合体，实现了计算机对储粮的检测与预警。系统硬件由控制部分和信号检测部分组成，其中，控制部分包含五个模块：控制器模块、手动按键、显示模块、通信模块和报警模块；信号检测部分包含一个模块：湿度检测模块。

2.1核心单元电路

综合考虑系统的方便性，可靠性，性价比等因素，系统主机芯片采用AT89C51。AT89C51是控制系统常用的单片机，应用在很多领域，利用它完成的报警系统很多。使用AT89C51单片机构成的计算机系统能够实现准确的采样煤气浓度，能够达到题目的设计要求，而且AT89C51单片机相对于其它型号的单片机，更加易于学习和掌握，性能也相对比较好。

2.2检测传感器和检测电路

湿度检测采用的是湿度传感器HS1101。在粮情测控系统中主要是检测室内与室外的湿度，一般一个粮仓有两个湿度检测点，且精度要求不高。

2.3显示电路设计

系统显示模块采用数码管动态显示原理，清晰的显示实时湿度值

3软件设计

整个系统软件设计分为两个部分，作为主控的上位机的软件设计及作为数据采样的单片机终端节点的软件设计。系统采用模块化编程，将各部分功能分别实现，主要的功能子程序有：数据采集、标度变换、线性校正、数制转换、数值显示、发送、接收和部分中断子程序。

4系统调试

本次设计采用的是模块化电路和模块化程序，因此在联调时只需要把各模块进行正确的连接就可以实现仿真，其模块与电路图在前面已经介绍这里只是给出总体调试的效果，把软件调试的.HEX文件烧入其中的AT89C51中就可以运行了。

5结语

第8篇

论文关键词：Proteus，简单制作，教学与实践

 

1 Proteus 简介

Proteus是英国Labcenter公司研发的多功能EDA（电子设计自动化），它实现了从电路设计到测试、仿真、调试的整个过程。仿真运行通过后再制作实际电路的话，就大大缩短了开发周期，并且降低了开发成本。所以说它为电子电路、单片机应用系统的开发设计以及教师的教学、学生的学习提供了非常有效的方法。

2 单片机应用系统设计与仿真实例

下面通过制作一个简单的单灯闪烁，说明如何使用Proteus实现单片机应用系统的设计与仿真。要求发光二极管一亮一灭的不停闪烁。

2.1 设计电路

利用Proteus绘制电路原理图的步骤如下：

⑴运行Proteus ISIS程序；

⑵单击P命令进入元件选择对话框，选择电路设计中所需的元件；

⑶放置元件到绘图区简单制作，布好局；

⑷设置好元件的参数；

⑸连接导线。

绘制完成的单灯闪烁硬件电路图如图1所示。

图1 单灯闪烁硬件电路图

2.2 编写程序

ORG0030H

LOOP: SETB P1.0

LCALL DELAY

CLR P1.0

LCALL DELAY

LJMP LOOP

DELAY: MOVR3, #250

L:MOV R4, #250

LL:DJNZ R4, LL

DJNZ R3, L

RET

END

编辑好程序保存时，文件的扩展名必须是ASM格式。

编译程序，若编译通过，便得到HEX格式的文件论文开题报告范例。

2.3 加载程序文件

双击原理图中的单片机元件AT89C51，便出现单片机的属性编辑窗口，在“Program File”栏指出HEX格式的程序文件所在的位置，就可将该程序文件加载到单片机中。

2.4 启动仿真，看电路运行效果

单击仿真控制按钮，观察电路的运行状况。

Proteus可以总体仿真运行，也可单步或设置断点仿真。

启动仿真后，能清楚地观察到单片机系统在运行时，各硬件所处的实时状态。

若电路设计合理、程序编写正确，就会看到发光二极管不停地闪烁。

2.5 调试简单制作，修正电路、程序代码

若未出现想要实现的功能，就需进行软硬件调试。

对于硬件电路，可用Proteus中提供的测量仪器仪表对电路进行测试、观察；至于程序，可采取单步或设置断点进行仿真调试。

不断修正电路及程序代码，直到能实现相应功能，并改变元件参数使电路的性能达最优。

注：每次修改完程序后，都必须再编译一次，然后装载到单片机中。

2.6 仿真运行通过，制作实际电路

仿真运行通过后，根据设计的原理图，购买元器件、制板、焊接、测试调试，直至产品制作成功。

Proteus仿真模型是根据生产厂家提供的技术参数文件来建立的，仿真极接近实际简单制作，所以仿真运行通过后制作的实际电路的成功率相当高。

3 引入Proteus的好处

3.1 教学中

1. 教学内容生动形象化

利用Proteus仿真软件和多媒体教学设备，在课堂中通过实例仿真，演示从单片机硬件设计到软件调试的全过程，并演示运行结果，使教学内容生动形象化。

2. 激发学生的学习兴趣，提高教学质量

教学中对实例用Proteus进行仿真，这种结合实际讲解知识点的方法，大大激发了学生的学习兴趣，使知识点变得容易理解、接受，从而提高了教学质量。

3. 拓展学生思维

讲解完知识点后，针对实例，向学生提出相关拓展性问题。比如上例中：

⑴P1.0口线上能否多并联几个发光二极管？改变R2阻值大小的话会出现什么现象？

⑵能不能将P1.0换为32根I/O口线中的其他线呢？若能的话，改为P0的某一口线时需注意什么？

⑶P1.1~P1.7能否像P1.0一样都接发光二极管以及电阻呢？

⑷硬件电路改了简单制作，程序相应地要如何修改呢？。。。论文开题报告范例。。。

通过提问，并适当演示，这样不仅拓展了学生的思维，同时加强、深化了学生对知识点的理解。

3.2 实践中

1. 提高开发速度，降低开发成本

从上例可看出，利用Proteus软件，在绘图区绘制好电路原理图，并将编译后的程序文件加载到单片机中，进行仿真就能观察整个电路的运行情况，验证设计是否达到要求，未达到，即可修整设计方案、修改程序、测试电路，直至成功。这样就无须多次购买元器件板、制板、焊接测试调试等简单制作，省时、省力、省钱，同时也提高了设计效果和质量。

2. 敢于尝试，勇于创新

根据仿真通过后的电路原理图来制作产品，学生就不用担心元器件损坏等问题，就敢于动手去尝试设计电路。通过自己动手，加深了对理论知识的理解，同时培养了学生勤思考、勇于创新的精神。

4 结语

教学与实践中引入Proteus，提高了学生的学习热情。产品制作成功，学生就会很有成就感、满足感，这是一个良性循环。通过不断的实践，学生的动手开发、创新能力就得到了较大的提高。

参考文献:

[1]彭勇.单片机技术.电子工业出版社,2009.8

[2]朱成志.Proteus仿真软件在单片机原理教学中应用. 科技创新导报, 2009

第9篇

论文格式写作要求：

1.论文题目为三号黑体加粗居中

2.一级标题应该设置为黑体三号加粗居中（即每一章节的标题如第一章）

3.二级标题应该设置为黑体四号加粗，对齐方式为左对齐（即每一章节的下一级标题如：1.1）

4.三级标题应该设置为黑体小四加粗，对齐方式为左对齐（二级标题下的小标题如1.1.1）

5.中文“摘要”两个字应该是三号黑体加粗居中，应该设置为一级标题。

6.中文摘要内容字体应该为宋体小四，两端对齐，行间距为1.5倍或是20磅。

7.英文摘要（abstract）应该是罗马（TimesNewRoman）三号加粗居中，应该设置为一级标题

8.英文摘要内容字体应该是罗马（TimesNewRoman）字号为小四，两端对齐，行间距为1.5倍或是20磅。

9.“关键词”三个字应该是黑体小四，其后为关键词（宋体小四），关键词数量为4~6个，每一个关键词之间要用逗号分开，最后一个关键词后不打标点符号

10.“目录”两个字应该设置为黑体三号加粗居中

11.文章正文应该是宋体小四

12.文章正文段落行间距应该是1.5倍行间距或是20磅，首行要空两格。

13.文章正文段落格式应该设置为两端对齐

14.文章中出现的图片，其位置应该是居中，且图片下方要有中英文对照的说明文字。其中中文说明文字应该为楷体五号，英文说明文字应该是罗马（TimesNewRoman）五号字体，中英文说明文字位置均为居中。图片及其中英文说明文字应该位于同一页。

15.文章中出现的表格，其位置应该是居中，且表格上方要有中英文对照的说明文字。其中中文说明文字应该为楷体五号，英文说明文字应该是罗马（TimesNewRoman）五号字体，中英文说明文字位置均为居中。且文中表格的风格要保持一致，表格内容的字体，字号设置要统一。表格的宽度不应该超过正文的宽度。表格如果转页的话，在随后的页面上应表明如：表一（续）

小学教育教学论文范例欣赏：

【摘要】随着社会中各行各业的竞争力度不断增加，大学生就业成为了社会重点难题。特别是计算机行业，近年来的计算机领域快速发展，各高校向社会输送的计算机人才也日渐提升，同时也加大了就业竞争力度。所以，学生掌握一种制约芯片的电路设计，并且熟练使用一种编程语言，不仅能够提高竞争实力，也可以增强自身的技术水平。本文中通过面向技能抽考的单片机教学进行探讨。

【关键词】技能抽考单片机教学多元化单片机

单片机是一种微型计算机的分支，以体积小、功能全、性价比高等特点著称，被运用到工业制约、通信设备、信息处理、电器等诸多领域。单片机技术在整个课程中处于核心位置，是电子信息、机电、自动化等专业学科必备技术，也是工科学生就业的一个基本保障。

一、单片机教学目前状况

单片机教学中，教师以汇编语言版本和C语言版本为编程工具的单片机为学习对象，这种学习策略可以使学生更加深入的了解单片机指令系统的操作，也可以对单片机软、硬结合的特点做深一步的单片机原理理解[1]。

“单片机”是一门专业课程，基于电工学、电子学、计算机组成原理学、接口原理及汇编语言学基础上的一门课程。以上课程是单片机课程的基础，对单片机的学习能够起到推动作用，加强学生对相关课程的理解。对于学生而言，单独的学习单片机课程，没有专业背景和知识结构的因素影响，将会很难入门[2]。

二、单片机教学的理由

2.1单片机教学的实验设备单一

教学中使用的实验设备通常是学校为学生准备好的包含十几种实验内容的实验包，学生对实验包里的设备进行试验并加深对理论知识的理解。但是，通过这种实验包学习产生的理由是无法提供更高层次的动手实验，实验包里的实验项目硬件已经连接完毕，学生只需要通过简单的连线就可以使用，导致了学生动手和动脑的机会少，线路已经固定，学生不能根据自己的设计转变线路，在实验中产生一定的局限性。

2.2教学内容与实际应用不符

学校的教学策略中，基本以理论为主，造成设计效率低、学生学习的难度大、理论性过强、语句不易理解等理由，另外由于编程的代码结构复杂，学生对硬件结构的依赖性比较大，不能够完全在不同种类之间相互移植。

三、技能抽考在单片机教学中的作用

3.1技能抽考的理论

技能抽考是根据教育学的要求，依照专业特点对学生掌握的专业技能进行标准化的考核，需要通过理论和实践的双重考核。具体做法分为三种：制定统一的抽考标准；制作抽考标准的试题库；根据专业学习的人数，采取随机筹钱的方式进行学生的独立抽考。

这种技能上的抽考相当于一种技能竞赛，专业技能竞赛相比职业技能竞赛的方面更为广阔、参与的学生也比较多、比赛的内容全面，抵制了一直以来的“重技能轻综合”的不足[5]。

3.2技能抽考在单片机教学中的作用

技能抽考运用到教学模式中，能够重新建构教学模式，提高教师和学生的专业能力、增强教师的职业道德素质和心理素质等，使学习中实现车间与教室、教师与师傅、学生与学徒、作业与产品、理论与实践、教学与比赛相结合的一种教学改革，推动学校教育水平的发展。

3.3技能抽考重建教学模式

技能抽考是以学生的综合实力为评价标准，在学习范围的完成情况来进行对专业能力的衡量，对能力、策略等进行务实、高效的教学目标。因此，教育教学观念发生了转变。从原有的教学方式转向行动教学方式，让课堂从理论性教学转向实践性教学，以“教学工厂”为实训教学模式，使车间和教室结合、理论与实践结合。

四、结论

单片机原理和教学中的自主研发、开放性和创新性，比较容易符合新世纪人才的培养，符合高校的教育规律。在教学中加快改革步伐，加强基础、培养能力、开拓思维、注重创新、提高素质为教学中心思想，以培养学生的科学实验素质和动手能里为教学目标，将教学层次加深，全面展开单片机教学的最新模式，为电子信息行业培养大批量专业知识强又掌握应用技术的应用型人才。

参考文献

[1]牛骁.单片机和C语言的教学探讨[J].江苏机械制造与自动化，2001，04：136-138

[2]陈华珍，夏国清.基于单片机系统开发的C程序设计教学策略探讨[J].考试周刊，2011，03(09)：143-144

[3]张金果，宁亚媛，姜睐.基于Proteus和Keil的单片机教学改革的探讨[J].华章，2013，12(23)：263+366

第10篇

关键词：单片机；课程实践；答辩；KEIL C

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）36-8369-02

单片机课程实践是高校自动化专业集中实践环节的必修课，是学生学习《单片机原理》课程后，进行的一次全面的综合实践，其目的旨在加深对单片机基础理论和基本知识的理解，培养学生具有单片机系统应用软件设计和开发的能力，在具体实现过程中强化学生的实践意识，提高应用能力、创新意识和合作精神。在项目的实践中，使得学生掌握一定的理论与技术知识，而且应该树立管理理念，建立项目工程思维观念，而这一点正是高级语言编程思维的一种体现。

通过将单片机课程实践和高级语言程序设计实验相结合，使学生在理解单片机理论和高级语言编程思想的基础上，实际动手开发一个实际的应用系统，来提高综合运用所学理论知识的能力。

1 研究内容或对象

引导学生运用已学的单片机理论知识、单片机程序设计方法和高级语言编程思想，具体设计一个实用的小型单片机应用系统，开发设计过程按以下顺序进行――选定课题、调查用户需求、总结归纳数据流程、分析性能、书写需求分析及总体设计报告（包括组成原理图、硬件连接、程序流程、系统功能模块）、完成应用系统的开发、撰写课程实践报告、系统验收、组织课程实践答辩。让学生在这一系列工作中综合运用单片机系统原理以及编程语言等相关课程知识，培养学生的综合素质。

根据单片机课程实践和专业课程实践两个实践教学环节各有4～5周但分散的实际情况，考虑将其进行整合。并在实践教学环节中安排相应的指导老师对学生进行必要的指导和帮助，为学生提供分析思路，解决学生项目完成中碰到的实际问题。

2 研究拟达到目标

通过在单片机课程实践中结合高级语言编程思想，使学生在掌握单片机理论基础知识的同时，通过参与项目的分析、设计与实现，建立软件工程理念，具备一定的理论与单片机实物实践相结合、解决实际应用问题的能力。同时在完成项目的过程中，锻炼科研开发能力和科研论文写作能力，为大四的毕业设计和毕业论文的顺利完成奠定基础，并为以后工作中的理论与实践相结合奠定良好的基础。

使学生在单片机课程实践和高级语言程序编程实践相结合的实践教学环节中，利用所学的单片机系统原理和C语言程序设计基础知识设计单片机应用系统，解决单片机系统应用中的实际问题，掌握高级语言编程思想，借助相关编程工具，完成一个小型项目的自主分析、设计与实现。

3 主要研究方法

教师提供部分项目供学生选择，学生亦可自拟项目，但课题的选择要由教师审查核准。项目尽量选择实际需求的题目，让学生走出校园，通过调查走访，了解国内单片机应用发展的状况，开阔眼界，而且在开发一个真实项目的过程中，带来求知的源动力，激发学生自主学习的渴望以及创造力；对于虚拟项目，要求学生做到切合实际需求，能解决一定的应用问题，有一定的应用价值。

编程开发工具原则上推荐学生使用KEIL C，如果学生认为其它开发工具更适合可由学生自主选择。由于实际可用的编程开发工具与日俱增且不断更新，为此在课程实践中，对学生开发工具的选择不做过多限制，使得学生可以选择自己感兴趣的程序设计工具进行项目开发，既锻炼了学生自学的能力，又能让学生成为项目开发的决策者，这种主人翁意识使得学生变被动学习为主动学习，从而激发学生自主学习的积极性。

为了防止学生对课程实践任务敷衍了事，对课程实践的考核方式由原来的提交程序和文档改变为答辩的方式。且在集中教学环节之前就让学生明确单片机课程实践的任务，同时考虑在集中教学环节结束后适当放宽学生上交可运行的项目程序和课程实践报告以及组织答辩的时间，让学生能更好的延续自主学习的积极性并进一步完善项目的开发。

4 特色、创新及推广应用价值

通过将单片机课程实践和高级语言程序设计基础实验相结合，让学生在项目的分析、设计、与实现的过程中掌握单片机理论知识、单片机系统应用的设计方法和高级语言程序编程思想 ，提高自动化专业学生理论与实践相结合的能力，激发学生的学习积极性和主观能动性，提高学生解决实际应用问题的能力。

《单片机原理》课程实践教学，将单片机课程实践和高级语言程序设计实验两个教学环节有机整合，让学生能在该实践教学环节中综合运用单片机系统原理和高级语言程序设计基础以及相关编程思想等多种知识，培养初步的科研能力和科研论文写作能力以及团队合作精神。并通过组织课程实践答辩使学生进行类似毕业答辩的演习。

在自动化专业学生的单片机课程实践教学环节中，通过团队合作的方式，以共同完成项目为目标，让学生在单片机课程实践中综合运用所学的单片机系统原理和高级语言程序设计基础的理论知识来完成项目的分析与设计，并借助相关的编程语言来完成项目的编程实现。将原本独立但有高度关联的两个实践教学环节进行有机整合，可以让学生有更多的时间来系统而连续的综合运用所学的相关知识，进而更好的将理论与实践进行有机结合，激发学生的学习热情，提高学生的学习积极性。

第11篇

【论文关键词】船载载物台；实时自动调平；单片机

0 引言

自动调平系统作为一种安放在运动物体上的设备，具有将其上的设备与运动物体扰动隔离的功能。自动调平系统无论在军用还是在民用方面都有比较广泛的用途，例如航拍、舰载导弹发射台、船舶制造、船载卫星接收天线等。为此，本文介绍了一种船载实时自动调平载物台控制系统，此载物台将其上的设备与船舶的摇摆运动隔离，使固定于该载物台上的设备始终处于水平状态平台。

自动调平载物台整个系统主要由机械设计、硬件电路设计和软件设计三个部分组成。

1 机械设计

机械部分是承载物品使之稳定的载体，由底座、万向轴、舵机、连杆、台面、支柱等组成。示意图如图1所示。

2 控制系统硬件电路设计

控制系统硬件电路设计部分主要由陀螺仪、电源、单片机最小系统组成。

2.1 陀螺仪

陀螺仪可以测量震动或运动的三轴全方向的加速度值和角速度值。本系统中采用MPU6050模块（三轴陀螺仪+三轴加速度）。此款芯片内置16bit AD转换器，16位数据输出，角速度的范围小于等于±2000°/sec，加速度范围为±2±4±8±16g，供电电压为单电压 3.3 V供电。另外，其低廉的价格可大大降低开发成本。

2.2 电源部分

电源部分选用了常用的7805稳压芯片，可输出稳定的+5V电压，毕业论文电路原理图如图3所示。

2.3 单片机最小系统

单片机最小系统作为自动调平载物台的大脑，是整个系统的核心部分。本系统中单片机采用了STC15系列增强型8051单片机STC15F2K60S2，内部集成MAX810专用复位电路，2路PWM，8路高速10位A/D转换（25万次/秒），非常适合电机控制，强干扰场合。陀螺仪和舵机与单片机的接口电路如图4所示。

3 软件设计

载物台稳定是通过陀螺仪测量载物台台面倾斜角度，经过 A/ D 转换后将数据送到单片机，再通过单片机来控制舵机来实现实时控制的，以控制载物台保持水平，程序流程图如图5所示。

主程序主要包括初始化和主循环。主循环部分主要负责接收中断传过来的陀螺仪检测的数据，并用1602字符型液晶显示角度，然后完成对舵机的驱动，实现载物台的自动调平。对陀螺仪数据的处理是软件设计中的一个重要部分，单片片首先对传过来的三轴加速度和角速度进行处理，主要计算函数程序如下：

Display10BitData（GetData（ACCEL_XOUT_H），2，0）； //显示X轴加速度

4 结语

本文设计了一种能够自动调平的船载载物台，可以对载物台台面角度的改变随时跟踪，并进行修正。该载物台控制精度高，反应速度快，误差小，能够为普通用户服务。

【参考文献】

[1]张毅刚.单片机原理及接口技术（C51编程）[M].北京：人民邮电出版社，2011：168-172.

[2]郭天祥.单片机C语言教程 [M].北京：电子工业出版社，2011：38-50.

[3]彭军.传感器与检测技术[M].西安：西安电子科技大学出版社，2013：10-15.

第12篇

单片机的特点主要有：高集成度，体积小，高可靠性；控制功能强；低电压，低功耗，便于生产便携式产品；易扩展；优异的性能价格比。目前，单片机的应用领域主要包括：办公自动化设备；单片机在机电一体化中的应用；在实时过程控制中的应用；单片机在日常生活及家用电器领域的应用；在各类仪器仪表中引入单片机，使仪器仪表智能化，提高测试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；在计算机网络和通信领域中的应用；商业营销设备；单片机在医用设备领域中的应用；汽车电子产品；航空航天系统和国防军事、尖端武器等领域，单片机的应用更是不言而喻。

二、单片机开发中的几个基本技巧

在单片机应用开发中，代码的使用效率问题、单片机抗干扰性和可靠性等问题仍困扰着。现归纳出单片机开发中应掌握的几个基本技巧。

1、如何减少程序中的bug。对于如何减少程序的bug，应该先考虑系统运行中应考虑的超范围管理参数如下。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。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。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。过程参数：指系统运行中的有序变化的参数。

2、如何提高C语言编程代码的效率。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。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。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％。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。

3、如何解决单片机的抗干扰性问题。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。在提高硬件系统抗干扰能力的同时，软件抗干扰以其设计灵活、节省硬件资源、可靠性好越来越受到重视。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。

4、如何测试单片机系统的可靠性。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：测试单片机软件功能的完善性；上电、掉电测试；老化测试；ESD和EFT等测试。有时候，我们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。

综上所述，单片机已成为计算机发展和应用的一个重要方面，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。此外在开发和应用过程中我们更要掌握技巧，提高效率，以便于发挥它更加广阔的用途。

参考文献：

[1]何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术.北京：北京航空航天大学出版社，1990

[2]蔡美琴等.MCS-51单片机系统及其应用.北京：高等教育出版社，1992

[3]孙涵芳.MCS-51/96系列单片机原理及应用.北京：北京航空航天大学出版社，1996

第13篇

本文介绍了一种空调机温度控制系统。本温度控制系统采用AT89C51单片机收集数据，处理数据来实现对温度的调控。主要过程如下：利用传感器将非电量信号转换为电信号，转换后的电信号再进入A/D转换器转换成数字量，传送给单片机进行数据处理，并向设备输出控制信号。由LED实时显示被控温度及设定温度，使系统应用更加方便、直观。

【关键词】单片机、A/D转换系统设计系统调试

绪论

单片机利用大规模集成电路技术把中央处理器和数据存储器（RAM）、程序存储器（ROM）及其他I/O通信口集成在一块芯片上，构成一个最小的计算机系统。而现代的单片机则加上了中断单元、定时单元及A/D转换等更复杂、更完善的电路，使得单片机的功能越来越强大，应用更广泛。

第1章单片机空调控制系统

随着中国人民环境的改善和人民生活质量的提高，公共建筑和住宅的供热和空调已成为普遍的需求，建筑能耗占全社会总能耗的比例巨大且持续增长。据统计，2001年中国建筑能耗已达到3.76亿吨标准煤，占总能耗的27.6%，年增长比例是5%。在发达国家中，供热和空调的能耗很大，可占到社会总能耗的25%-30%。有资料统计，办公楼中空调系统耗能量占总能量的25%左右，所以空调控制系统设计始终是建筑环境与设备领域中的重要研究课题之一。

1.1当前国内研究情况

1）在城市现代化建设过程中，用电结构发生变化，其中用在建筑物空调系统的电力负荷比例日益增加。据不完全统计，北京已有250余幢宾馆、办公楼和50余家大商场采用中央空调，其空调用电负荷达40万kW。相当于华北电网为了调峰，耗资27亿元而兴建的十三陵抽水蓄能电站的1/2装机容量。以广东省为例，现有装机容量已达30万kW,并以每年30%的速度递增，其用电负荷已占总共电量的40%以上。

2）改革开放以来，我国经济的高速发展和人民物质生活水平的不断提高，对电力供应不断提出新的挑战。尽管我国发电装机容量已超过2亿Kw,年发电量已突破9000亿kWh。然而，目前我国电力供应仍很紧张。突出的矛盾是电网峰谷负荷差加大，夜间至清晨谷段负荷率低，而高峰段电力严重不足，有的电网峰谷负荷之差达25%-30%，造成白天经常拉闸限电，夜间有电送不出的现象。

3）由于空调用电负荷一般在电力谷段用量甚少，对城市点昂具有很大的“肖锋填谷“潜力，而在中央空调中，制冷系统的用电量通常占整个空调系统用电量的40%-50%，如以商场为例，每10万m2空调制冷系统的须用电功率约为7000-9000KW。因此，空调蓄冷系统应运而生，并将日益展示他广阔的应用前景

1.2空调控制系统的组成以及基本工作原理

空调系统的基本组成形式可分为三大组成部分，分别是：冷热源设备（主机）、空调末端设备、附件及管道系统。该系统具有制冷、制热、除湿、自动4种工作模式，包括定时、睡眠、风向、智能化霜、应急运转、试运转以及5种可调室内风速等控制功能；在定时开机时，可根据访间温度作智能判断，自动调整定时开机时间，避免开机时太冷或太热；另外，可对设定温度和房间温度两种温度的10个温度值进行同时指示，以及完整的抗干扰和系统保护功能。

1.2.1控制器原理

该系统具有制冷、制热、除湿、自动4种工作模式，包括定时、睡眠、风向、智能化霜、应急运转、试运转以及5种可调室内风速等控制功能；在定时开机时，可根据访间温度作智能判断，自动调整定时开机时间，避免开机时太冷或太热；另外，可对设定温度和房间温度两种温度的10个温度值进行同时指示，以及完整的抗干扰和系统保护功能。

本系统硬件简单可靠，软件具有更完善的控制功能和抗干扰能力。系统具有很高的性能价格比

系统CPU根据遥控器或按键输入的命令，对采集到的温度进行智能判断，然后作出相应的制冷、制热或除温运行。再通过接口电路，驱动压缩机、换向阀、风向电机和室内风机作相应动作，并对温度用LED指示。系统的原理框图如图1所示。

1.3软件设计

软件设计采用模拟化处理，主控程序包括以下几个部分：程序的初始化、试运转、数据和信号的采集与处理、温度LED指示、室内风机的闭环积分控制、室内风向电机的步进控制。功能子程序包括制冷、制热、除湿、自动四种运行模式。中断程序包括遥控接收。各种定时的中断查询处理、速度检测等。系统的主控程序流程如图4所示。

1.4硬件设计

1.4.1单片机的选择

系统有3路温度模拟信号输入，还有1路电压和1路电流模拟输入，共5路模拟输入要求；而模拟信号要转换成数字信号才能用单片机CPU处理。为提高系统的性能价格比，应采用含有A/D转换器的单片机。经过各方面的综合比较，我们选用了美国Microchip公司的PIC16C72单片机作为控制核心。它具有5路模拟量输入的A/D转换器，恰好满足系统的模拟输入要求。另外，它在1块芯片上集成了1个8位逻辑运算单元和工作寄存器、2KB程序存储器、128个数据存储器、3个端口（A口、B口、C口）共22条I/O线、3个定时器/计数器。另外，只有35条易学易用而高效的RISC（精简指令集计算机）指令，同时，芯片具看门狗功能，并提供对软件运行出错的保护。

1.4.2模拟输入电路

本系统直接用热敏电阻进行测温，再加一级电容滤波。对外交换温度检测电路，因其干扰较大，特加上二极管限幅保护。对传感器的不同电阻值，将其所对应的不同分压值输入至PIC单片机的A/D转换口，在单片机内部转换成数字信号。该检测电路结构简单，性能价格比高。又因采用的单片机为8位，所以温度转换精度高，可为0.5℃，完全满足了空调的信号检测精度要求。对过流信号的检测，不用经过比较器，节约了资源；而是采用模拟信号整流分压后直接输入，通过单片机自带的A/D转换器，每500μs对其进行一次检测，并进行软件比较，以确认是否过流。对过零电压信号的检测，也是采用模拟信号整流分压后直接输入。因两个半的过零点都要检测，所以用桥式整流。模拟输入电路如图2所示。

1.5单片机控制系统的调试

1.5.1硬件调试

根据设计的原理电路做好实验样机，便进入硬件调试阶段。调试工作的主要任务是排除样机故障，其中包括设计错误和工艺性故障。

1）脱机检查

用万能表或逻辑测试笔逐步按照逻辑图检查机中各器件的电源及各引脚的连接是否正确，检查数据总线、地址总线和控制总线是否有短路等故障。有时为保护芯片，先对各管座的电位（或电源）进行检查，确定其无误后再插入芯片检查。

1.5.2仿真调试

暂时排除目标板的CPU和EPROM，将样机接上仿真机的40芯仿真插头进行调试，调试各部分接口电路是否满足设计要求。这部分工作是一种经验性很强的工作，一般来说，设计制作的样机不可能一次性完好，总是需要调试的。通常的方法是，先编调试软件，逐一检查调试硬件电路系统设计的准确性。其次是调试MONITOR程序，只有MONITOER程序正常工作才可以进行下面的应用软件调试。

1.5.3硬件电路调试的一般顺序

1）检查CPU的时钟电路。通过测试ALE信号，如没有ALE信号，则判断是晶体或CPU故障，这称之为“心脏”检查。

2）检查ABUS/DBUS的分时复用功能的地址锁存是否正常。

3）检查I/O地址分配器。一般是由部分译码或全译码电路构成，如是部分译码设计，则排除地址重叠故障。

4）对扩展的RAM、ROM进行检查调试。一般先后写入55H、AAH，再读出比较，以此判断是否正常。因为这样RAM、ROM的各位均写入过‘0’、‘1’代码。

5）用户级I/O设备调试。如面板、显示、打印、报警等等。

1.5.4软件调试

软件调试根据开发的设备情况可以有以下方法：

1）交叉汇编

用IBMPC/XT机对MCS—51系列单片机程序进行交叉汇编时，可借助IBMPC/XT机的行编辑和屏幕编辑功能，将源程序按规定的格式输入到PC机，生成MCS—51HEX目标代码和LIST文件。

2）用汇编语言

现在有些单片STD工业控制机或者开发系统，可直接使用汇编语言，借助CRT进行汇编语言调试。

3）手工汇编

这种方法是最原始，但又是一种最简捷的调试方法，且不必增加调试设备。这种方法的实质就是对照MCS—51指令编码表，将源程序指令逐条地译成机器码，然后输入到RAM重新进行调试。在进行手工汇编时，要特别注意转移指令、调用指令、查表指令。必须准确无误地计算出操作码、转移地址和相对偏移量，以免出错。

4）以上3种方法调试完成以后，即可通过EPROM写入器，将目标代码写入EPROM中，并将其插至机器的相应插座上，系统便可投入运行。

硬件、软件仿真调试经过硬件、软件单独调试后，即可进入硬件、软件联合仿真调试阶段，找出硬件、软件之间不相匹配的地方，反复修改和调试。实验室调试工作完成以后，即可组装成机器，移至现场进行运行和进一步调试，并根据运行及调试中的问题反复进行修改。

1.5.5调试

单片机控制技术应用越来越广泛，其核心技术是单片机控制系统的设计。对工程技术人员来说，抓住系统的原理构成、软件设计、硬件设计以及系统调试方法的要点是十分必要的。根据工作经验，前面叙述的系统调试方法将会有助于从事这方面工作的技术人员及本专业的学习者。

第2章单片机的空调控制系统技术和量化要求

2.1空调控制系统的数字化控制

（以Infineon的8位单片机C504/C508）为例

2.1.1模糊智能控制

与普通空调的运行方式不同，变频空调的压缩机需要连续运行。其速度调节变得更加重要，要确保室内温度波动限制在较小范围内。事实上永磁直流无刷电机是一个多变量，非线性，强耦合的对象，需要智能控制才能取得比较满意的效果。考虑到8位单片机的资源有限，本系统采用模糊控制来实现电机转速的控制。因为C504/C508的CCU单元的通道0在块交换模式下降了参与电机换相外，还可用来完成捕获动作，故这个通道可以同时用于电机速度检测。系统所用的模糊控制规则如下式：U=αE+（1-α）E式中，E为位速度误差，Ec为速度误差变化率，α为加权系数，在0和1之间取值，U为控制器输出。通过调整加权系数，本系统可以对控制规则进行在线修正。

2.1.2功率变换电路

功率变换电路及其驱动和保护是直流无刷电机调速系统的最核心的部分。功率变换电路主要是整流桥和逆变桥。目前在国内变频空调产品中这部分电路的角色主要是由智能功率模块（IPM）来充当。所谓IPM，就是将功率变换电路，驱动，保护，检测，辅助电源都集成在一个模块内。

2.1.3单片机控制系统中控制算法

(1)直接数字控制

当被控对象的数学模型能够确定时，可采用直接数字控制。所谓数学模型就是系统动态特性的数学表达式，它表示系统输入输出及其内部状态之间的关系。一般多用实验的方法测出系统的特性曲线，然后再由此曲线确定出其数学模型。现在经常采用的方法是计算机仿真及计算机辅助设计，由计算机确定出系统的数学模型，因而加快了系统模型的建立。当系统模型建立后，即可选定上述某一种算法，设计数字控制器，并求出差分方程。计算机的主要任务就是按此差分方程计算并输出控制量，进而实现控制。

(2)数字化PID控制

由于被控对象是复杂的，因此并非所有的系统均可求出数学模型，有些即使可以求出来，但由于被控对象环境的影响，许多参数经常变化，因此很难进行直接数字控制。此时最好选用数字化PID（比例积分微分）控制。在PID控制算法中，以位置型和增量型2种PID为基础，根据系统的要求，可对PID控制进行必要的改进。通过各种组合，可以得到更圆满的控制系统，以满足各种不同控制系统的要求。

2.2单片机控制系统的数字化

2.21采用数字化负荷随动控制理论

运用现代化计算机技术、数字化自动控制技术，对中央空调设备运行进行综合、优化；针对中央空调主机和辅机系统运行的工况和末端负荷的变化，采集其瞬间多种变化参数，对负荷进行随动跟踪；自动、准确、及时地对冷冻（温）水泵、冷却水泵、冷却塔风机设备的运行参数进行采集，对系统各设备自动进行实时优化控制，使中央空调主机运行环境得以优化，使得主机工质和辅机系统各种流量跟随末端负荷的变化而同步变化，确保中央空调系统在满足舒适性的前提下，大幅度降低系统的能源消耗。即把负荷运行所不需要的，而系统运行又将会产生的这部分多余的冷量节省下来。

2.22中央空调数字化负荷随动节能控制系统

控制精度高，同频精度和稳定性好，可使中央空调系统节能达到20%以上。该技术、产品在国内、国外处于领先水平，具有高效节能、安全、舒适和方便管理的显著效果。

第3章结论

单片机控制技术应用越来越广泛，其核心技术是单片机控制系统的设计。对工程技术人员来说，抓住系统的原理构成、软件设计、硬件设计以及系统调试方法的要点是十分必要的。随着我国经济实力的增长，开发新产品的思路上过去那种过多注重价格因素而使新产品开发上不了档次的弱点有所改善，开始注意使用当前最先进的单片机开发高档次的产品。由于单片机的开发手段目前仍以仿真器为主，公司能否提供廉价的仿真器，提供方便的技术服务与培训，较之能否提供高性能、低价位的单片机有着同等的重要性。各单片机厂商在开发工具以及技术服务方面也进行着激烈的竞争。这种竞争与推出新型的单片机以显示高技术方面的优势是相辅相成的。竞争的结果是为单片机应用工程师提供更广阔的选择空间，而最终受益的是单片机产品的消费者，由于单片机对各行各业都有用，这种电子技术的进步导致各行各业的进步，也带动了人类文明的进步。

【参考文献】

[1]夏路易,石宗义《电路原理图与电路板设计教程Protel99SE》北京希望电子出版社2002

[2]张义和《ProtelPCB99电路板设计教程》青岛出版社2000

[3]陈杰,黄鸿《传感器与检测技术》高等教育出版社2002

[4]吴金戍,沈庆阳,郭庭吉《8051单片机实践与应用》清华大学出版社2001

[5]张迎新、杜小平、樊桂花、雷道振《单片机初级教程》北京航空航天大学出版社2002

[6]吴金戌、沈庆阳、郭庭吉《8051单片机实践与应用》清华大学出版社2002.

[7]数字电子技术

[8]模拟电子技术

[9]单片机原理机接口技术

[10]赫建国，郑燕，薛延侠.单片机在电子电路设计中的应用.清华大学出版社2006-5

[11]南建辉等.MCS51单片机原理及其应用实例.清华大学出版社2004

[12]李玉峰，倪虹霞.MCS-51系列单片机原理与接口技术.人民邮电出版社2004-5

第5章致谢

本论文设计在（）老师的悉心指导和严格要求下业已完成，从课题选择到具体的写作过程，无不凝聚着（）老师的心血和汗水，在我的毕业论文写作期间，（）老师为我提供了种种专业知识上的指导和一些富于创造性的建议，没有这样的帮助和关怀，我不会这么顺利的完成毕业论文。在此向（）老师表示深深的感谢和崇高的敬意。

在临近毕业之际，我还要借此机会向在这四年中给予了我帮助和指导的所有老师表示由衷的谢意，感谢他们四年来的辛勤栽培。不积跬步何以至千里，各位任课老师认真负责，在他们的悉心帮助和支持下，我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现，顺利完成毕业论文。

第14篇

关键词：人体参数，无线监测GSM网络

 

1概述人口老龄化已成为世界范围内的社会问题，是社会发展的必然阶段。老人护理消耗大量的人力、物力，同时家属等护理人员对表征老人健康的一些生理参数如血压、脉搏、体温等专业知识知晓率低，不利于健康状况异常的及时发现和处理，容易引起意外事故的发生或病情的恶化。传统的监护仪器体积通常比较大，而且价格昂贵，主要应用于医院等专业场所，大部分没有无线传输功能，不能在医院以外的地方，如家庭、野外等环境下使用。本文设计了一种基于GSM网络（移动电话网络）的人体健康状况无线实时监测仪器，类似随身听，实现对表征人体健康状况的生理参数（体温、血压等）的实时检测，当出现异常情况时进行现场报警，并以短信的形式将异常信息发送护理人员及家属，甚至可以发送给医生或医院等医疗机构，对老人异常状况及时做出处理。

2硬件电路设计2.1系统组成结构

本设计结构框图见图1所示。主要由单片机、语音电路、LCD显示电路、键盘、血压检测、脉搏检测、体温检测、GSM通信模块组成。图1 系统结构框图

2.2无线网络

GSM通信模块选用德国西门子公司的TC35i，具体结构框图如图2所示。TC35i模块采用40引脚的ZIF连接形式和应用处理器连接。通过ZIF 连接器提供了应用所需的数据、语音信号和电源线。共有40个管脚，通过一个ZIF（Zero Insertion Force）连接器引出。

图2：TC35i模块结构示意图

TC35i 模块通过ZIF 连接器提供给用户4 个应用接口:电源接口（1-10）、串行接口（18、19）、两路音频传输接口、SIM卡接口（24-29）。而在数据传输系统中通常用到其中的3个接口, 即: 电源接口、串行接口、SIM卡接口。免费论文参考网。模块与单片机的接口电路如图3所示。

图3TC35i模块与单片机的连接电路

2.3 体温检测

体温检测选择Dallas 半导体公司的数字化温度传感器DS18B20, 它是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器, 3引脚封装, 可以大大节省系统资源。免费论文参考网。DS18B20与单片机的硬件连接如图4所示。

图4 DS18B20引脚图图5 ：血压及脉搏检测示意图

2.4 血压及脉搏检测

血压、脉搏的电子检测技术已经比较成熟，本设计直接从电子式血压计取测量结果，检测方案见图5，由送显示的数据引出发送到MCU。该方案测量的数据准确、专业，减少由于测量方法等原因造成的误差，提高系统可靠性，同时又能够节省开发周期。

3软件设计3.1 系统整体软件设计

系统整体软件流程图如图6所示。其中测量部分由无线收发子程序、温度检测子程序、血压脉搏数据处理子程序等组成。

图6 系统软件流程图

3.2 通信软件设计

（1）AT指令简介

AT即Attention，AT指令集是从终端设备或数据终端向终端适配器或数据电路终端设备发送的。用户可以通过AT指令进行呼叫、短信、电话本、数据业务、传真等方面的控制。控制器通过AT 指令控制TC35i模块, 本设计的短消息格式就是这种格式。

（2）基于单片机的短消息发送程序设计

指令内容均为ASCII码，短消息的中文编码方式为UNICODE码。所以单片机通过AT指令控制TC35i模块时，发送的数据必须经过代码转换。由于汉字数量众多，单片机资源有限，所以必须把短信内容中涉及到的汉字的UNICODE码放入单片机存储器内部。免费论文参考网。短信发送子程序的流程图见图7所示。

图7 TC35i数据发送流程图

4 结束语本系统是为全国大学生“挑战杯”竞赛参赛作品，样机已研制成功，运行稳定可靠，获得了河南省三等奖的好成绩。

参考文献：

【1】 昭彰奎，GSM 数字移动通信应用系统，北京: 国防工业出版社, 20011

【2】 朱步楼，人口老龄化问题及其对策研究[ J] .人口与计划生育, 2005, (7)

【3】SIEMENS，AT Commands for GPRS，[ Z]120001

【4】SIEMENS，TC35 / TC37 Hardware Interface Description ，Version: 04.00

【5】周嵘，家庭GSM短消息遥控监测装ZP，中国专利，ZL02217548.2，2002.05.17

第15篇

关键词： “项目化团队式” 五年制高职 开题报告 交通灯 智能控制系统

“项目化团队式”毕业设计模式的实质是师生共同围绕某一项目，所有任务分解到团队的每一成员，依靠项目组的团队力量，通过设计、元器件选购、工艺分析、零件制作、作品安装调试等机电一体化产品开发的主要流程，让学生自己体验产品设计制作的全过程，最终完成1件达到项目功能要求的机电一体作品及1份作品制作说明书（毕业设计论文）。五年制高职学生通过毕业设计是自己能够更加地贴近企业，适应企业，符合企业的用人要求。

开题报告是指开题者对毕业设计课题的一种文字说明，通过它开题者可以把自己对课题的认识理解程度和准备工作情况加以整理、概括，以便使具体的研究目标、步骤、方法、措施、进度、条件等得到更明确的表达，也为评审者提供一种较为确切的开题依据。由于学生起点低、基础差，针对这一特殊情况，我们要求选题的范围是已经在生产中使用，比较先进的产品或者是产品中的一部分。交通灯智能控制系统的设计成功，加深了学生对单片机和C语言的认识,充分掌握和理解设计各部分的工作原理、设计过程、选择芯片器件、模块化编程等多项知识。由于交通灯控制系统广泛应用于城市各个路口，交通灯控制电路有着很大的实用价值。交通灯智能控制系统设计的开题报告具体内容如下。

一、本课题的研究目的及意义

1.本课题的研究目的

①加强对单片机和C语言的认识,充分掌握和理解设计各部分的工作原理、设计过程、选择芯片器件、模块化编程等多项知识。

②用单片机模拟实现具体应用，使个人设计能够真正使用。

③把理论知识与实践相结合，充分发挥个人能力，并在实践中锻炼。

④提高利用已学知识分析和解决问题的能力。

⑤提高实践动手能力。

2.本课题的研究意义

交通灯控制系统广泛应用于城市各个路口，交通灯控制电路有着很大的实用价值。课题中采用STC89C52RC为主控芯片，双色发光二极管制成红绿灯标志，数码管倒计时显示时间。此毕业设计涉及单片机技术、数字电路知识、软件设计知识、Protel软件应用能力、手工制作PCB板技能，对于学生的动手能力和实践能力的培养具有重要意义。

二、本课题的国内外的研究现状

目前，设计交通灯的方案有很多，有应用CPLD设计交通信号灯控制器方法；有应用PLC对交通灯控制系统的设计；有应用单片机对交通信号灯设计的方法等。

在大中城市，十字道口的红绿灯是交通法规的无声命令，是司机和行人的行为准则。十字道口的交通红绿灯控制是保证交通安全和道路畅通的关键。当前，国内大多数城市正在采用“自动”红绿交通灯，它具有固定的“红灯―绿灯”转换间隔，并自动切换。它们一般由“通行与禁止时间控制显示、红黄绿三色信号灯和方向指示灯”三部分组成。在交通灯的通行与禁止时间控制显示中，通常要么东西、南北两方向各50秒；要么根据交通规律，东西方向60秒，南北方向40秒，时间控制都是固定的。交通灯的时间控制显示，以固定时间值预先“固化”在单片机中，每次只是以一定周期交替变化。但是，实际上不同时刻的车辆流通状况是十分复杂的，是高度非线性的、随机的，还经常受人为因素的影响。采用定时控制经常造成道路有效应用时间的浪费，出现绿灯方向车辆较少，红灯方向车辆积压。其最大的缺陷就在于当路况发生变化时，不能满足司机与路人的实际需要，轻者造成时间上的浪费，重者直接导致交通堵塞。

三、本课题的研究内容、拟解决的主要问题

1.本课题的研究内容

制作四岔路口道路的模型，演示交通灯及其智能控制系统。

2.本课题需要解决的主要问题

①如何选择性价比优良的发光二极管；

②如何控制高峰时段和普通时段的交通灯。

四、本课题的研究思路和方法

1.本课题的研究思路

设计并绘制交通灯控制系统原理图，动手制作电路板，编写控制程序，用仿真器对程序调试，最后用编程器把控制程序烧录到单片机中。单片机I/O口接双色光发光二极管和数码管，编写程序控制发光二极管的状态，数码管倒计时显示时间。

2.本课题的研究方法

主要采用单片机来完成正常的交通信号灯控制，实现交通的时序控制，同时采用将传感器与单片机相结合的方法来实现智能控制，从而有效地缓解了交通的拥挤，实现交通控制系统的最优控制。

五、本课题的预期效果

1.高峰时段：上午07：00―09：00、中午11：00―13：00、下午17：00―19：00，此时段的交通情况最为紧张，大多数的上下班人员都会在这个时段通过，为了缓解这种情况，对所有的指示灯进行全控制。

2.普通时段：非高峰时段时，交通情况不太繁忙，故对自行车和右转灯不进行控制。

3.夜间时段：夜间时段由于车辆行人较少，为了适应此时段的交通情况，黄灯将长时间闪烁。

4.节假日模式：充分考虑到节假日时段，行人比较多，容易发生事故，所以在节假日期间改为行人与车辆分时通过，即在车辆通过时所有行人灯全为红灯，在行人通过时所有车辆灯全为红灯。

5.紧急情况：当发生事故时，可由路口目击者或交通中心控制路口进入紧急状态，所以红灯闪烁，直到情况解除。

6.快速车道情况：如救护车、消防车等情况，即快速车道，快速车道控制要求快速车道信号受交通管理控制中心（上位机）控制，无急车时，信号灯正常时序控制，有急车来时，交通管理控制中心（上位机）将不管原来信号灯状态如何，一律强制让急车来车方向的绿灯亮，其他方向红灯闪烁，使急车放行，直至急车通过为止。急车一过，交通管理控制中心（上位机）将信号灯的状态恢复成正常时序。

六、本课题研究的进度安排

11月2日―11月8日：查资料,完成论文开题报告；

11月9日―11月15日：完成该课题的控制系统设计、绘制控制系统电路图、元器件采购；

11月16日―11月22日：完成印制电路板设计与制作；

11月23日―11月29日：完成上位机软件的设计仿真与调试；

11月30日―12月13日：完成硬件与软件的综合测试、能实现预定功能和主要技术指标；

12月14日―12月27日：整理论文；

12月28日―1月30日：实物制作、整理说明、答辩。

七、最后是毕业设计指导老师的评价及签字、专家组的签字和系领导的签字

八、结语

五年制高职学生通过开题报告的书写，知道自己在以后如何进行目标研究，知道设计的步骤、方法、措施、进度、条件等。五年制高职学生通过毕业设计的锻炼，能够更加贴近企业，适应企业，符合企业的用人要求。

参考文献：

［1］胡汉才.单片机原理及其接口技术.清华大学出版社.

［2］丁元杰.单片机原理与应用.机械工业出版社.