單片機應用精選(九篇)
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第1篇：單片機應用范文
【關鍵詞】 任務驅動 單片機 I/O口
1 任務驅動教學法
任務驅動法是基于探究性學習和協作學習的一種自主學習模式，其核心是以學生為主體，教師為主導，通過整合重組教學內容，把總的教學目標拆分，融合到一個個的教學任務中，教學過程就是完成一個個的任務。因其每一個任務都僅僅完成一個教學內容，所以學習難度降低。而且以任務來驅動，圍繞任務調動學生的積極性，培養他獨立的發現問題、分析問題和解決問題的能力，學生更容易參與并取得成功。
任務驅動教學模式有效解決了傳統的教學方法按照學科體系，從枯燥的理論到抽象的原理，不考慮學生的認知能力和認知特點的不足，是目前中職專業課教學的有效手段。
2 任務驅動法應用于單片機教學
任務驅動法應用于單片機教學，可以分為4個階段：提出任務、分析任務、任務實施、總結評價四個階段來進行：（1）提出任務。這是教學實施的關鍵環節。教師根據學科知識點和教學目標，兼顧學生認知能力和特點，分解重組教學內容，設計成一個個相互獨立又循序漸進、逐步提高的學習任務，使學生在完成任務中達到掌握知識、提高能力的目的。
（2）分析任務。在開始任務前，教師要對任務進行解讀，并組織學生討論，引導和幫助學生明確任務，分析出完成任務的思路、方法和具體操作步驟，同時也明確已掌握內容和待掌握內容。（3）任務實施。在任務分析完成后，學生已經有了完成任務的實施方案，教師應指導學生去實施，幫助學生查閱資料，解決未掌握知識點和技能，必要時對任務進行進一步的分析分解，甚至重新制訂實施方案。（4）總結評價。在任務完成后，既要及時對學生的表現進行鼓勵性評價，也應組織學生進行反思和討論，探討任務實施過程中的每一個環節的得與失。最后，教師還應該進行總結拔高，概括本任務的知識點、核心技能，提高學生的認識能力。
3 教學案例
下面以IO口的應用為例，介紹任務驅動法在單片機教學中的應用。
分析任務階段：首先，我們要求學生分析已知因素，如給出的程序的功能是什么？和電路圖有什么聯系？和我們的目標又有什么聯系？
然后可以把任務拆解成如下幾個小任務：（1）修改程序，實現控制圖中LED燈的同時閃爍。該任務只需要修改程序中的P0為P1即可，學生經過分析很快就能解決。（2）如何實現LED的逐個點亮？當學生發現亮和滅的區別后，我們只需要在編程上給予一點幫助，學生就能舉一反三完成任務。（3）完成任務，實現流水燈。
當前2個任務完成后，學生自己就能掌握完成流水燈的方法。從而掌握單片機IO口的一般操作。
顯然，單純的講授IO口的結構原理，學生很難接受他們看不見摸不著的東西，而通過任務驅動法，提出一個任務，分解成幾個小的任務，循序漸進的引導，學生就能主動的參與到教學過程中，自己發現方法掌握知識。
4 應注意的問題
第2篇：單片機應用范文
關鍵詞：單片機 實驗 仿真應用
中圖分類號：TP3368 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416(2012)02-0111-01
1、引言
隨著世界計算機技術的飛速發展，單片機及其接口技術的也獲得了迅速提高。單片機在已經成為了人們日常生活的必要組成部分，并深入到各個領域，為此，我國許多高等院校都在專門成立的單片機專業以學習單片機專業理論知識及相關課程，為方便和高效的開展單片機技術課程必不可少的要進行單片機仿真實驗。目前，我國擁有單片機實驗教學設計和開發資質的公司并不占少數，但真正能夠開發出便宜教師教學、適合學生自主學習的單片機仿真器卻很少。
傳統的單片機實驗教學中采用比舊的單片機系統，只能模擬出并行擴展接口實驗，不能及時隨著單片機技術的更新而快速的更新，嚴重阻礙了教學的實效性。目前，能夠開發出緊跟科技步伐、擁有領先于國內外的技術、方便程序更新和硬件換代、成本低廉的單片機實驗教學仿真系統，對學生學習單片機理論知識興趣的提高、便宜單片機理論內容的研究有重要意義，最終為我國培養出高水平單片機領域人才打好基礎。
2、單片機在教學中存在的問題
硬件實驗板是單片機實驗的重要基礎部分，該實驗主要是通過實驗電路編程來測試單片機中個組件能否完成電路的實驗功能。實驗中單片機仿真器的采用不但增加了實驗的真實性，同時，提高了實時仿真調試單片機程序及硬件電路效率，能夠做到及時、隨時發現并快速修改程序設計中存在的問題，從而提高程序編寫的效率。
經過多年發展，我國單片機教學、仿真實驗課程已取得了一定成績，但目前，單片機的教學實驗中仍存在諸多問題。
(1)單片機教學是一門實踐性很強的課程，但國內許多高校往往將單片機課堂定性為以理論教學為主、學生實驗為輔的課程，實驗也僅僅是用來驗證理論知識的驗證性課程。這樣幾乎只學習理論不做實驗練習的教學方法，很難提高學生自主學習的熱情，更別想真正深刻的理解掌握單片機方面的知識，也很難真正的培養出單片機應用領域的高級人才。(2)單片機仿真實驗課程受到了實驗場地、實驗時間等多方面的限制，學生除了在課堂上，平時很難有機會接觸，更別說實踐了。在單片機教學實踐中需要諸如電腦、實驗電路板、編程器、仿真機等很多硬件設備。學生無法承受個人配備單片機實驗開發系統所需要的高額成本，大多數高等院校不能滿足上課學生人手一套實驗設備，來模擬和開發系統進行單片機實驗。(3)現行條件下單片機技術發展較為迅速，更新換代較快，新買的實驗仿真器用不了幾年就會很快落伍，學校無法及時更新，設備卻在不斷老化。這就造成單片機實驗設備不足、落后，實驗教學配套教材陳舊。要想解決此問題就必須投入大量的資金，來重建單片機實驗室，我國許多高校肯本沒有這種條件。
3、教學中的具體實例
單片機仿真實驗教學是單片機教學的重要組成部分，經典的單片機仿真器包括如下單元電路模塊教具：CPU電路、LED數碼顯示電路、LED發光管電路、LCD顯示電路、存儲器模塊、鍵盤電路、D/A轉換模塊、A/D轉換模塊、輸入模塊（光感、溫感、觸摸、遙控、紅外等輸入傳感模塊）、輸出模塊（蜂鳴器、直流電動機、繼電器等）、集成器件擴展模塊、分離器件擴展模塊。老師通過手工焊制電路板、導線連接等方式將各個單元連接起來，可以方便的將組合教具組合出：數字鐘、簡單計算器、籃球比賽計分器、簡易秒表、電風扇、電壓表、洗衣機模型、變光燈、遙控電風扇、遙控洗衣機、交通燈、遙控變光燈、火警報警器、溫度表、光電記數器、光電開關等，許多具有較強實用功能的應用電路。學生通過單片機實踐課，利用教具各單元電路模塊、合理的連接導線、或自己設計的硬件電路構建出自己理想的單片機硬件，這樣不但極大的調動了學生的學習熱情，同時加深了單片機理論課程的印象。
在單片機教學中我們通常會講：“8051單片機有p0，P1，p2，P3，四個I/O口”。但是，在做實驗時，由于大多采用電路連線固定，只用p1口接LED燈的實驗電路板，選用這樣的實驗電路板同時向CPU中輸入“讓LED燈反復亮滅”的實驗程序，八個LED等將不停的閃爍。但是這樣的實驗電路板無法演示p2、p3、P0口接LED燈的實驗狀況，采用這種相對傳統的連線式單片機實驗電路板，我們只能通過想象來完成教學中單片機電路的連接模擬，肯定沒有條件去親自設計或連接相關的實驗。如果選用組合式單片機教具作為實驗電路板，只需將接p1口線的八根連接線分別連接到p1、p2口和p3口，并分別將上面程序中的連線接口分別換成p0、p2、p3，就可以演示相關的實驗狀況。
但是，將LED燈直接連p0口時，LED燈不能閃爍，也就是電路不能正常工作。這個實驗可以充分說明p0、p1、p2、p3，這4個I/O口中由于p0口的內部電路不一樣（沒有內部上拉電阻）所造成的同樣的硬件電路完全不同的實驗效果。在這個實驗后，在講解四個I/O口的內部電路結構時，就可達到事半功倍的效果。
4、結語
我們在對單片機進行教學實驗時，要不斷的注重實際應用的需要。在對單片機仿真器教學時，我們要在借助現代新型教學手段的同時，不斷更新單片機設計思路，轉變單片機系統的設計、制作與調試方法，最終做到利于學生的實驗實踐。相信，隨著我國科學技術和電子技術教學的不斷發展，單片機新技術、新應用會不斷出現和發展，學習真正為高等工程教育實驗教學帶來革命性的變化。當然，在圍繞應用性人才培養目標發展的過程中，我們還有許多方面需要研究和探索，需要走的路還很長。
參考文獻
第3篇：單片機應用范文
【關鍵詞】單片機；洗衣機；延時定時器；非接觸；微型控制器
中國洗衣機目前年產量世界第一，家庭保有量及普及率也已經達到了較高的水平。洗衣機作為日常生活中的家用電器，同樣在工業生產中應用也十分廣泛。
單片機又稱微型控制器，或稱嵌入式控制器。而家用電器是單片機應用最多的領域之一，單片機以微小的體積及其諸多優點，完全滿足在洗衣機中的應用。
1.洗衣機概述
1.1 洗衣機行業的動態
我國洗衣機市場已步入成熟期，據統計，全國城鎮居民家庭平均每百戶擁有量已達91.44臺。今后城鎮居民的購買主要是來自更新和較高層次的新增需求。
1.2 洗衣機的發展趨勢
洗衣機正在向著節水，高度自動化，品種多樣化，節能和健康化，大容量和微型化，組合化的方向發展。
2.全自動洗衣機的洗衣原理和構造
2.1 全自動洗衣機的洗衣原理
全自動洗衣機是通過水位開關與電磁進水閥配合來控制進水、排水以及電機的通斷，從而實現自動控制的。電磁進水閥起著通斷水源的作用。如圖2-1，當電磁線圈1斷電時，移動鐵芯2在重力和彈簧力的作用下，緊緊頂在橡膠膜片3上，并將膜片的中心小孔4堵塞，這樣閥門關閉，水流不通。當電磁線圈通電后，移動鐵芯在磁力作用下上移，離開膜片，并使膜片的中心小孔打開，于是膜片上方的水通過中心小孔流入洗衣桶內。由于中心小孔的流通能力大于膜片兩側小孔5的流通能力，膜片上方壓強迅速減小，膜片將在壓力差的作用下上移，閉門開啟，水流導通。
圖2-1 電磁進水閥原理圖 圖2-2 水位開關原理圖
圖2-3 全自動洗衣機原理圖
水位開關實際上是一個壓力開關。如圖2-2，氣室1的入口與洗衣桶中的貯氣室相聯接。當水注入洗衣桶后，貯氣室口很快被封閉，隨水位上升，貯氣室的水位也上升，被封閉的空氣壓強亦增大，水位開關中的波紋膜片2受壓而脹起，推動頂桿3運動而使觸點4改變，從而實現自動通斷。
2.2 全自動洗衣機的電路原理
原理圖見圖2-3，程控器接線圖見圖2-4。
3.用單片機實現的非接觸式延時定時器在洗衣機中的應用
我們使用單片機制作了一個簡易定時器。此定時器旨在實現非接觸啟動或停止脫水機，避免觸電并具有延時功能；此定時器利用紅外線實現非接觸啟動或停止延時器，并具有停止和蜂鳴器提示功能，非常人性化。
3.1 硬件電路設計
3.1.1 系統控制過程
電路如圖3-1所示。在初始狀態下，紅色LED指示燈D2點亮，脫水機不工作。當手靠近紅外發射管時，紅外線經手掌反射到紅外接收頭U4，經其濾波、放大、解碼后輸出低電平，此信號（可能不止出現一次）經單片機U1處理后，先驅動蜂鳴器發出約2分鐘的聲音信號，然后控制繼電器J1啟動脫水機進行脫水工作，并點亮綠色LED指示燈D3。在此過程中，若紅外接收頭再次接受到信號（可能不止一次），則經單片機U1處理后控制脫水機停止工作，并發出聲音提示，否則，將延時一段時間后再停止脫水機并發出聲音提示。
3.1.2 電路原理
如圖3-1所示。單片機U1（STC89C52）是系統控制核心，單片機通過程序產生38.5kHz(周期為26us)、脈寬為50%的方波，并驅動紅外管D5發射出去。接收部分采用一體化紅外接收頭U4（HRM3800），它體積小、性能優良。但是，該紅外接收頭暴露在太陽光底下會持續輸出低電平，導致傳感器電路無法正常工作，我們在后面會介紹程序抗干擾法。當U4接收到38kHz的紅外線時，③腳將輸出低電平，并送到U1⑿腳，U1進入外部中斷程序，最后通過光耦U3來控制繼電器，進而控制電機的通斷。這里之所以用光藕，是為了+5V電壓和+12V電壓的隔離。當系統正常運行時，紅色發光二極管D2長亮，用于指示工作狀態。當定時器開始延時工作，綠色LED管D3將點亮。
電源部分采用三端穩壓塊7805給單片機供電。R9和C8用于濾除紅外接收頭U4供電線路中的干擾。
3.2 電路調試
只要按照圖3-1將電路焊好并將編寫好的源程序燒到單片機中，便可工作。如果發現系敏度太高或不穩定，可適當增大R8的值，直到滿足要求為止。
4.結束語
本文主要研究了單片機在洗衣機中的應用，使用單片機制作一個簡易定時器，實現了該定時器具有非接觸式停止或啟動脫水機，以免觸電并且具有延時功能，提高了其性能，為生活帶來了更多的方便。
參考文獻
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第4篇：單片機應用范文
【關鍵詞】單片機，技術應用，特點，趨勢，挑戰
一、單片機的應用場合
1.1智能儀器儀表。單片機用于各種儀器儀表，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件結構，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、智能傳感器等。
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于一體，具有智能化特征的各種機電產品。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、打印機、傳真機、復印機等。
1.3實時工業控制。單片機還可以用于各種物理量的采集與控制。電流、電壓、溫度、液位、流量等物理參數的采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征采用不同的智能算法，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、單片機技術的發展特點
2.1單片機長壽命。8位、16位、32位單片機共同發展？這是當前單片機技術發展的一個動向。長期以來，單片機技術的發展是以8位機為主的。隨著移動通訊、網絡技術、多媒體技術等高科技產品進入家庭，32位單片機應用得到了長足發展。以Motorola？68K為CPU的32位單片機97年的銷售量達8千萬枚。過去認為由于8位單片機功能越來越強，32位機越來越便宜，使16位單片機生存空間有限，而16位單片機的發展無論從品種和產量方面，近年來都有較大幅度的增長。
2.2單片機速度越來越快。MPU發展中表現出來的速度越來越快是以時鐘頻率越來越高為標志的。而單片機則有所不同，為提高單片機抗干擾能力，降低噪聲，降低時鐘頻率而不犧牲運算速度是單片機技術發展之追求。一些8051單片機兼容廠商改善了單片機的內部時序，在不提高時鐘頻率的條件下，使運算速度提高了很多，Motorola單片機則使用了瑣相環技術或內部倍頻技術使內部總線速度大大高于時鐘產生器的頻率。68HC08單片機使用4.9M外部振蕩器而內部時鐘達32M，而M68K系列32位單片機使用32K的外部振蕩器頻率內部時鐘可達16MHz以上。
2.3低噪聲與高可靠性技術
為提高單片機系統的抗電磁干擾能力，使產品能適應惡劣的工作環境，滿足電磁兼容性方面更高標準的要求，各單片機商家在單片機內部電路中采取了一些新的技術措施。如美國國家半導體NS的COP8單片機內部增加了抗EMI電路，增強了“看門狗”的性能。Motorola也推出了低噪聲的LN系列單片機。另外他還有低電壓低能耗等特點。
三、單片機技術的發展前景及趨勢
由于通用型IC的仿冒現象比較嚴重，因此定制化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占主流，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，它屬于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，主要用于汽車防盜、車載電子、信息娛樂、胎壓監測、里程表的面板等。
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。
制作工藝CMO化。更小的光刻工藝提高了集成度，從而使芯片更小、成本更低、工作電壓更低、功耗更低。CPU的改進。同時，采用雙CPU結構，增加數據總線的寬度，提高數據處理的速度和能力；采用流水線結構，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，提高并行口驅動能力，以減少驅動芯片，增加？I/O？口的邏輯功能和控制的靈活性。最后，以串行方式為主的擴展；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。
四、不斷發展的單片機技術給工程師們提出個新的挑戰
單片機從開發到產品端有很多關鍵階段。首先，開發新產品需要了解市場需求和應用方面的技術，才能定IC的規格；IC規格定下來后才能進行IC設計；IC設計完成后要進行驗證；驗證完成后，要做演示版進行市場推廣。這些階段都要求單片機工程師具備優良的素質。
首先工程師們要懂技術，并注意技術經驗的長期積累。比如定IC規格，這是決定IC成敗的關鍵，規格定得好，IC才能做得好。但IC規格不能關起門來自己定，一定要與市場和產品端相結合。所以就要求工程師必須熟悉整機產品的整個研發和生產過程，要懂生產環節和產品的專業知識，懂IC內部的相關工藝和IC設計。因此，要完全掌握這項技術至少需要十年的經驗積累，并且要一直做到工程主管的職位，才有可能完成。因此這種人才在任何一家公司都非常寶貴，大概只有2%的人能做。
其次要懂市場，對市場要有敏銳的洞察力，才可能做到技術管理的高層或工程領域的主管。否則，只能永遠是一名普通的工程師。
第5篇：單片機應用范文
關鍵詞：單片機 應用系統 設計
一、單片機應用系統設計過程
1、單片機應用系統組成
硬件和軟件構成了單片機應用系統兩大基本組成部分。CPU、存儲區、若干I/O接口及設備等組成了硬件部分。其中，單片機是整個系統的核心部件，能運行程序和處理數據。存儲器用于存儲單片機程序及數據，I/O接口是單片機與外部被控對象的信息交換通道。
實時軟件和開發軟件構成了單片機系統的軟件。針對不同單片機控制系統功能所編寫的軟件為實時軟件，在開發、調試控制系統時使用的軟件稱為開發軟件，如匯編軟件、編譯軟件、仿真和調試軟件、編程下載軟件等。
2、單片機應用系統設計要求
對單片機應用系統進行設計的時侯，首先選用可靠性高的元器件，以免系統的可靠運行被損壞，同時要排除電路中的不穩定因素。其次，在設計的過程中系統的結構要模塊化、規范化，控制開關不能太復雜，太多，要便于查找故障和排除故障。最后，要優化系統設計，簡化硬件電路，使系統的操作順序簡單明了，必要的時候考慮軟件是否要設置加密功能，使固化到單片機內的用戶程序不被非法復制。
3、單片機應用系統設計
單片機應用系統開發的一般可分為五個階段，第一階段的任務是確定總體設計方案，需要完成用戶需求分析與方案的調研，目的是通過對市場及用的了解明確應用系統的設計目標機技術指標。根據需求分析與方案調研進行可行性分析。第二階段的主要任務是系統的詳細設計與制作，主要包括硬件設計和軟件設計。硬件設計的任務是根據總體設計需求，設計系統的硬件電路原理圖，并初步設計印制電路板等。第三階段是仿真調試，分為硬件調試、軟件調試和系統聯調三個過程。硬件調試是利用開發系統基本測試儀器（萬用表、示波器等），通過執行開發系統有關命令或測試程序，檢查用戶系統硬件中存在的故障。軟件調試時通過對用戶程序的匯編、連接、執行來發現程序中存在的語法錯誤與邏輯錯誤并加以排除糾正的過程。系統聯調是指讓用戶系統的軟件在其硬件上實際運行，并進行軟、硬聯合調試。第四階段的任務是程序固化及獨立運行。第五階段的任務是文件編制階段，文件應包括任務描述；設計的指導思想及設計方案論證；性能測定及現場試用報告與說明。
二、單片機的選型
1、單片機的性能指標
目前的單片機有4位機、8位機、16位機及32位機等幾種。單片機的位數是由其內核CPU的位數決定的。位數越多，單片機處理數據的能力就越強。單片機的運行速度取決于外部晶振或外部時鐘信號的頻率。如89C51的外部時鐘頻率可達24MHz。單片機運行速度高則執行速度塊，但功耗也會相應地增加。單片機的程序存儲器結構類型主要有ROM和RAM。在一些自動監測儀表及電池供電的產品中，低功耗是主要的技術指標，通常采用HCMOS工藝的單片機在低電壓下工作單片機的封裝一般有DIP、QFP、PLCC等類型，應從印制板的尺寸、加工手段、購買途徑及成本等方面綜合考慮。
2、單片機的選型原則
單片機的選型一般有三個原則，一是單片機的系統適應性，它是指能否用這個單片機完成應用系統的控制任務。主要考慮的因素有：是否有合適的計算處理能力？是否有所需的端口部件？是否有所需的中斷源及定時器？是否有所需的I/O端口數？二是單片機的可開發性，開發工具的使用時單片機應用系統開發的必須手段，是選擇單片機的一個重要依據。主要考慮的因素有：開發環境、調試工具、在線BBS服務及應用支持。三是制造商歷史及可購買性，要考慮產品的性價比是否可靠？所以，依據這三個原則，應該可以選擇出最適用于具體應用系統的單片機。
三、單片機的抗干擾技術
1、干擾的來源
用信號外的噪聲或造成惡劣影響的變化部分的總稱為干擾。在進行單片機應用產品的開發過程中，我們經常碰到一個很棘手的問題，即在實驗室環境下系統運行的正常，但小批量生產并安裝在工作現場后，卻出現一些不太規律、不太正常的現象。究其原因主要是系統的抗干擾設計不全面，導致應用系統的工作不可靠。引起單片機控制系統干擾的主要原因有三類，分別是供電系統的干擾、過程通道的干擾和空間電磁波的干擾。電源開關的通斷、電機和大的用電設備的啟停都會使供電電網發生波動，受這些因素的影響，電網上常常出現幾百伏甚至幾千伏的尖峰脈沖干擾。
2、硬件抗干擾技術
常用的硬件抗干擾技術主要有隔離技術、接地技術、去耦技術、濾波技術及屏蔽技術。在單片機系統中，為了提高供電系統的質量，防止竄入干擾，建議采用單片機輸入電源與強電設備動力電源分開，采用具有靜電屏蔽和抗電磁干擾的隔離電源變壓器，采用獨立功能塊單獨供電，并用集成穩壓塊實現兩級穩壓。盡量提高接口器件的電源電壓，提高接口的抗干擾能力。過程通道時系統輸入、輸出以及單片機之間進行信息傳輸的路徑。由于輸入輸出對象與單片機之間連接線長，容易竄入干擾，必須抑制。
3、軟件抗干擾技術
單片機應用系統的抗干擾性不可能完全依靠硬件解決，軟件抗干擾設計也是防止和消除應用系統故障的重要途徑。一旦單片機因干擾而使得程序計數器PC偏離了原定的值，程序便脫離正常運行軌道，出現操作數數值改變或將操作數當作操作碼的“跑飛”現象。此時，可采用軟件陷阱和“看門狗”技術使程序恢復到正常狀態。所謂軟件陷阱，是指可以使混亂的程序恢復正常運行或使“跑飛”的程序恢復到初始狀態的一系列指令。如NOP指令、LJMP指令等。程序運行監視系統又稱“看門狗”。“看門狗”就是一個劍士跟蹤定時器，應用“看門狗”技術可以使單片機從死循環中恢復到正常狀態。
參考文獻：
第6篇：單片機應用范文
【關鍵詞】電子技術 單片機 應用研究
對于電子技術來說，未來要滿足嵌入式應用不斷發展的需求，單片的微控制器隨需求提高而出現，并且以高速的發展態勢進入人們的視線。從上個世紀七十年展至今，單片機的種類已逐漸齊全，大部分的行業領域都有單片機的涉及。
1 組成單片機的零部件
簡單來說，單片機就是一種集成的電路芯片，通過運用超大規模的集成電路技術把具有強大處理能力的CPU、存儲器、只讀存儲器、多種接口的中斷系統、斷時器和計時器等設備鑲嵌到一塊硅片上，并且讓這塊硅片具有完善的計算處理能力。如今，隨著電子技術領域不斷的擴張，單片機也隨之融入我們的生活和工作以及各個行業領域當中，筆者幾乎找不到沒有單片機蹤跡的行業。衛星導彈發射的飛行路線設置裝置，飛機上的導航裝置，計算機的網絡傳輸及通訊，這些都不能離開單片機的技術支持。
1.1 運算處理器
運算器主要是以算術/邏輯運算為主，其核心部件是ALU，再加上一系列的暫存器、累加器、寄存器和布爾處理器。累加器ACC可以說是一個八位數據的寄存器，累加器也是CPU中工作最為平凡的寄存器。當CPU在進行運算時，累加器ACC通常會在運算之前暫存一個操作數，在運算之后保存其運算的結果。B寄存器主要運用于乘法和除法的計算操作。
1.2 控制器
控制器可以說是CPU的中樞神經，其功能包含了具有定時控制效能的邏輯電路、數據指令寄存器、譯碼器和地址指南等。本文所屬的程序計數器計算機主要是由18位寄存器構建而成。8061CPU指定的地址，從相應的單元中取出指令字節并放入專門的指令寄存器當中，然后，再由譯碼器翻譯指令寄存器中的指令代碼，并讓其形成不同的控制信號，這些不同類型的控制型號與CUP中的時鐘振蕩器在特定的實踐內相結合，最終形成在一定時間點或段上的電平，這也就是我們常說的控制信息。
1.3 存儲器
存儲器是組成單片機整體的重要部分，其特點就是一個單元對一個地址，若有269個單元那么就有269個地址，并且使用兩位十六進制的數字表示，這就是存儲器的地址。存儲器中的每一個存儲單元都能夠存儲一個八位數據的二進制信息，一般情況下都是用兩位十六進制數據來表示，這就是存儲器的主要內容。這里要注意，存儲單元地址和存儲單元是兩個完全不相同的概念。
2 電子技術中的單片機特點
經筆者的實踐分析，電子技術領域中的單片機大致有這幾大優勢，即：高集成度，體積小便于攜帶；整體的控制性能優越；只需使用很低的電壓就可以驅動，總體能耗相對較低，利于便攜式產品的開發；兼容度高，能夠與其他硬件產生擴展聯系；高性價比。據相關調查報告顯示，單片機應用領域主要包括：完全自動化的辦公設備；機電一體化發展中的運用；單片機在我們日常生活中的應用；各類科研檢測儀器中的單片機，提高檢測儀器的檢測精度，簡化操作方式；汽車本體以及周邊附屬產品；航天科技，尖端武器等領域。
3 單片機的應用
3.1 使用壽命
單片機的使用壽命可以從兩個方面來看，一方面是指以單片機開發的產品所使用的時間，另一方面就是指微處理器的壽命。伴隨著半導體技術不斷的發展，MPU的換代間隔時間也越來越短。因此可見，目前一些較為成功的CPU核心，也將伴隨著I/O功能模塊的變化而不斷的豐富。新型CPU的出現，讓單片機的種類不斷的增長，給我們的用戶帶來了更多的選擇余地。多種不同數位的單片機共同發展是單片機發展的另一個趨勢，但是長時間以來，單片機技術的發展還主要是以八位機為主。隨著眾多高新科技進入人們的家庭，三十二位單片機的出現得到了高速發展的機會。
3.2 運算速度越來越快
從MUP中展現出來的高速運算讓時鐘的頻率越來越高，這也是MUP發展的主要表現之一。但是單片機卻又不同，為了提高單片機的抗干擾能力和降噪效果，通過降低時鐘頻率而不犧牲運算速度是單片機技術不斷發展所追求的理念之一。通過改變單片機的內部時序列表，在不影響內部時鐘頻率的前提下，讓運算速度得到提升。
3.3 降噪效果和高可靠性
在單片機的應用過程中，可靠性是最為重要的因素，為了進一步擴大單片機的運用范圍，那么通過運用不同技術手段來提高單片機的可靠性是非常有必要的。近兩年，單片機生產廠家為了提高單片機的可靠性，在單片機生產過程中融入了幾種新技術，其新型技術有以下幾點：
（1）EFT技術：這是一種抗干擾的新型技術，主要用于保護振蕩電路的正弦信號不會受到外在因素的干擾。
（2）降噪布線以及驅動技術：這種技術就是在傳統的單片機上，讓電源和集成電路處于集成電路外殼的對稱引腳之上，通常情況下是在左上、右下或者是左下、右上這連個對稱點上。這么做就會讓干擾源穿過整個芯片，對電路內部造成干擾。目前，為了優化這一問題，很多單片機在生產過程中都會把地線和電源的引腳設置在兩條相鄰的邊上。這就大大降低了干擾源對整個芯片電流的影響。
4 結束語
筆者堅信，二十一世紀是單片機在電子技術領域中高速發展的時期。隨著各項技術的高速發展和普及度的增長，世界的經濟形勢逐漸從資本經濟進入知識經濟。嵌入式系統是計算機的核心，而單片機就是最經典、最廣泛的嵌入式系統。
參考文獻
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[2]常小凱.試析電子技術中的單片機應用[J].科技信息，2013，02：256.
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[5]蔣紅麗.淺談單片機中電子技術的應用與發展[J].科技創新與應用，2014，09：287.
作者簡介
馮珊珊（1981-），女，遼寧省人。大學本科學歷。現為遼寧建筑職業學院講師。研究方向應用電子。
楊中興（1982-），男，遼寧省人。現為遼寧建筑職業學院講師。研究方向電子、自動化。
第7篇：單片機應用范文
關鍵詞：單片機 電氣設備 應用 探討
中圖分類號：TP368.1 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）12-0006-01
單片機被我國吸收運用不過是十幾年的事情，但是由于單片機體積小、功能強、適應性強的特點，在國內發展很快，逐漸被各種行業所接受。目前國內的單片機以51系列為主，但是在一些復雜、性能要求高的系統中51系列已經不是用，而16位單片機則可以滿足要求。
1 單片機技術概覽
單片機就是微控制器，是Intel公司推出的產品，憑借強大的功能、小巧的體積和穩定的性能和明顯的價格優勢取得了市場的青睞，目前為止，在各個領域都已經得到了廣泛的應用。單片機的普及必將帶來科技上的革新，在電氣傳動方面的應用更是具有里程碑的意義。電氣設備在電器傳動控制系統中有著極為重要的意義，傳統的電氣設備廣泛的應用并不代表著傳統技術的完美，由于控制線路觸點太多，線路的可靠性差，使用壽命也受到一定的影響。而單片機的應用對電氣傳動系統的線路控制可以達到理想的程度。
2 單片機技術原理分析
單片機技術的實現是通過高度集成電路把處理器、RAM、ROM、輸入輸出電路等計算機結構件集成在一個芯片上。這使得單片機雖然只有一個芯片，但是卻具備計算機的完整功能，可以滿足很多領域的應用。單片機的結構形式分為馮諾依曼結構和Harvard結構兩種，一種是數據存儲和程序存儲共用存儲空間，一種是數據和程序存儲分開。單片機自問世以來就憑借巨大的優勢為各個領域所接受。無論是通訊、交通、辦公自動化等領域都得到了廣泛應用，單片機的抗干擾能力強，對環境適應性強，很多巨型機不能工作的環境單片機都能夠勝任，使得單片機在工業控制領域發揮巨大的優勢，在電氣傳動系統中的應用更是作用明顯。
電氣傳動控制技術。是指通過對電動機傳動裝置的控制，實現生產自動化的技術。是工業生產自動化技術中的重要基礎性技術。電氣控制的原理是以為處理器為中心的網絡化系統，把自動化控制、微電子技術、網絡技術和智能檢測等技術結合起來的一種控制技術。
3 單片機在電氣傳動控制中的應用
單片機在電氣設備中的運用有效的提高了工作效率和勞動條件，對于產品的質量、能耗的降低都有著很明顯的作用。對于加入單片機的電氣設備，由于更為復雜精密，日常維護和故障排除需要建立科學合理的數學模型，而故障本身又會對系統結構帶來一些變化影響模型的準確性，使得對電氣設備故障的檢查和檢測帶來了更大的困難。對于電器傳動常用的80C19型單片機，作為一種直流伺服控制系統，主要由單片機核心電路、鍵盤、顯示器著稱，電路結構包括整流器、濾波器、模塊組成H橋。接口電路控制電路信號，子系統采用16位系統總線增強系統數據傳輸寬度，兩個存儲器可以共用一個地址。
軟件系統的應用。匯編語言依賴的是單精度浮點運算，單片機的開發越來越復雜精密，對算法的要求越來越高。在算法上，大量C語言程序可以為單片機提供支持。當單片機應用在對響應速度有要求的情景下時，一般操作人員會考慮用匯編代碼執行。實際項目開發過程中，匯編項目和C模塊之間經常互相調用，在進行調用時，要在程序中嵌入ASM（…）的命令來實現二者之間的轉換。涉及到參數傳遞時要在程序代碼中加入目的匯編程序。程序編譯完成之后進行M96和M51文件的核實，沒有沖突和溢出、數據存儲和程序存儲位置正常，就表明目的匯編程序發揮正確作用。
算法優化。并不是所有計算都需要浮點運算的，可以僅考慮轉速調節器。轉速值必須是整數，跟蹤精度取決于轉速編碼器的精度。采樣周期固定時，輸出比較寄存器只能在整數范圍內波動，控制器的輸入輸出都是整數，可以通過參數的調整就可以轉速控制。這種算法提高了運算效率，精簡了運算代碼，在實際編程中已經取得了廣發的使用，取得了較好的效果。
4 80C196十六位總線單片機系統應用實例
鑒于80C196MC單片機在電氣傳動管理中應用的廣泛性，對于這種單片機的應用應該著重論述。
CPU改用的寄存器-寄存器結構使得CPU和256字節寄存器直連，消除了CPU結構導致的瓶頸累加，提高了運算能力。寄存器中通用寄存器的數量遠高于CPU，可以為終端服務程序局部變量提供專用寄存器，節省了軟件開銷，方便了程序設計。80C196MC單片機自帶波形發生器，不需要波形發生器，同時自帶波形發生器具有靈活的死區調節功能，可以有效地避免“共態穿通”。
5 結語
單片機應用在電氣傳動控制中，實在巨型機不適用的情況下產生的方案，單片機輕便可靠，抗干擾能力強，通過對單片機程序的更改可以實現各種各樣豐富的功能，在電氣傳動控制方面的應用可以保證電氣傳動精準穩定，在未來技術的發展中，單片機會朝著更加精密復雜的方向發展，同時具備更加強大的功能，滿足電氣傳動的發展對控制電路的要求，而這，需要我們每一位工作研究人員的努力。
參考文獻
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[2]李勇.單片機在電氣控制線路中的應用[J].瓊州大學學報，2002（2）.
第8篇：單片機應用范文
關鍵詞：單片機電子技術應用開發
當代社會已進入高科技發展時代，特別是電子智能生產的需求量和技術水平在不斷提升，嵌入式的應用技術也得到了深入研發。作為一種嵌入式的控制器，單片機是影響計算機技術發展過程的重要因素。
單片機屬于集成芯片，其與電子技術相結合，能實現搜集、處理和儲存數據的功能，這也是當下微型電子設備中至關重要的性能和組成部分。單片機因為耗能低、體積小、功能強大的優勢，成為計算機系統中不可缺少的部分。
一、單片機概述
單片機是新型的電路芯片，從自身基礎特點來看，它體積小，不需要占據較大的空間，控制性能較強，而且耗能非常小，穩定安全。特別是在高科技產品中，運用單片機能節約成本，提高產品的技術功能。在一般情況下，單片是利用植入程序，依托其內部的運算器和控制器，實現對系統的控制。
單片機是一種非常小的芯片，可以依靠數字運算管理系統，處理數字信號，實現對相關儀器的控制。單片機是一種非常微小的計算機系統，在當前各個領域都發揮著重要作用。特別是在智能電子產品飛速發展的過程中，單片機占據了不可替代的位置。
在運行過程中，單片機主要是依靠提前編號的程序編碼，相當于對其產生的一種指令，在采集了相關的操作信息之后，與對應的指令向接軌，從而做出一系列反應，完成指令需要的功能。
二、單片機在電子技術中的應用
1.在工業控制行業的應用
由于工業生產過程中有許多比較危險的作業和生產類型，如電力檢修、高空作業等，所以保障工人的人身安全，實現安全生產是非常必要的。因此，在電子技術的推動下，人們應利用單片機數據控制和搜集功能，提高對工業生產各個環節的細節控制，加強對安全隱患的監管和檢測，降低危險系數。如在電力、煤炭生產等行業中使用的報警裝置，可以對單片機系統的數據設置臨界值，再利用智能技術實現實時監控，一旦超過正常臨界值，就會自動報警。
2.在通信領域的發展
網絡信息技術的發展使得人們的通信技術也在飛速進步，而單片機則在通信領域中發揮著重要作用。如智能手機中的電話錄音和語音等功能，實際上就是利用單片機完成了聲音、文字的轉換。電話錄音的過程就是單片機收集信號，然后處理信息，再將處理結果傳送給收集的內部儲存中心的過程，以達到保存音頻的效果。
3.家用電器和儀器儀表方面的應用
單片機在電子技術上的應用，能夠實現工程的智能化和多樣化，以提高智能家用電器設備的功能。如現代化的冰箱已經實現了自動調節溫度的效果，能夠實現保鮮，也能夠進行冷凍，這都是因為單片機的功能。精密儀表中單片機的使用能夠提升儀器的精密程度，使其工作時更加穩定。如在航空儀表中，單片機可以保證相關儀器不受惡劣環境和條件的影響。
三、單片機的技術開發
單片機的技術開發可以從單片機程序、計算機等方面進行。作為嵌入式的系統，單片機能夠實現自動執行程序的開發，它可以被嵌入某些系統或者設備。在此之前，程序員可以設置單片機的程序，按照其需要完成的任務、指令等，設置相對應的操作，就像智能電子產品中的核心系統和處理器。同時，開發單片機的程序可以提高數據處理和傳輸的效率，擴大系統的容量，推動計算機技術的發展，為計算機網絡系統的運行保駕護航。另外，單片機的語言也在不斷發展，特別是在工業生產的行業中，單片機開始不斷優化自身內部結構，從而提升操作流程的有效性，減少其占用的資源。
第9篇：單片機應用范文
單片機自從1971年誕生以來，現今已經獲得了極大的發展，其種類之齊全，應用領域之廣泛，社會影響之深刻，在數字技術領域中都是獨一無二的。其中最為成功的51系列單片機至今還在被廣泛的使用著。而隨著技術的迅速發展，對于某些要求處理速度快，精確度較高的設計任務，僅僅使用單片機和相關電路模塊已經很難完成了。本文主要研究FPGA模塊在單片機上的擴展應用問題。
【關鍵詞】單片機 FPGA 擴展應用
1 單片機與FPGA的端口連接
FPGA（Field-programmable Gate Array），也即是現場可編程門陣列，它是在PAL、CPLD等可編程邏輯器件的基礎上進一步改進和發展的產物。FPGA的端口資源比較豐富，可外接各類高速ADC/DAC器件、存儲器、傳感器、驅動電機和顯示器等，也正因此，其和單片機在應用上能互相結合，取長補短。FPGA作為單片機的一個擴展模塊，其不但可以彌補單片機I/O 端口少的問題，而且可以解決單片機不能直接和各種高速ADC/DAC等器件相連的問題。在擴展方案中，我們可以讓高速ADC/DAC等器件直接連接FPGA，然后把FPGA再連接單片機進行控制。單片機擴展FPGA系統中，單片機除了顯示模塊和鍵盤模塊，不再和其它控制模塊直接接觸，單片機對其它控制模塊的控制都通過FPGA間接完成。需要特別指出的是，單片機的P3.0和P3.1口與FPGA相連的目的是通過串并轉換模塊以求能擴展更多的數據端口，但是如果P3.0和P3.1口要用于和PC機的串行通信，此時就不能連接FPGA進行端口擴展了。
2 FPGA連接模塊的接口安排
由于FPGA的功能和結構特點，其可以較為方便地處理各種并行任務。
（1）數據采集控制。在FPGA模塊中，我們一般使用狀態機的形式去控制ADC的采樣，并實時地將采樣數據存入FPGA模塊內部的RAM之中，之后單片機在在適當的時候再去讀取并處理數據。考慮到FPGA接口數據通道的高速性，我們為了更好地對阻抗進行匹配，同時也為了減少相應的高頻干擾，一般應在每一通道線上都串聯連接一個小電阻。信號的頻率與阻值大小成反比，信號頻率越高，阻值就越小，在100MHZ和50MHZ的工作頻段內，其對應的串聯電阻值一般在20歐-50歐之間。
（2）DAC/ADC信號輸出控制。FPGA控制高速DAC/ADC的優勢是一般單片機所無法比擬的，因為FPGA能提供高速的數據采集信號。
（3）存儲器接口。常用的與FPGA相接的存儲器一般有兩類，第一類是串行接口存儲器，第二類是規模較大的SDRAM或SRAM等動態存儲器，我們在FPGA擴展模塊中可以利用動態RAM去控制相關模塊，其一般可用于作彩色液晶顯示器、VGA顯示器的緩存或作為軟核處理器的內存。
（4）直流電機控制。FPGA可以控制直流電機，但前提是必須通過一個相關的驅動電路。其對于直流電機轉速的測定方法有多種，比如光電法、光柵法、模數轉換法等。FPGA的功能模塊主要包括PWM轉速控制模塊、電機轉速測定模塊、轉速信號毛刺排除模塊、閉環控制模塊等。
（5）步進電機控制。FPGA控制步進電機的優勢是可以并行產生多通道的SPWM，FPGA通過對它們之間不同相位的控制，從而實現步進電機的細分驅動控制。
（6）顯示控制。電路能很容易的實現彩色液晶顯示器、VGA顯示器和LED顯示屏的顯示控制。因為這些控制都涉及高速掃描、高速數據傳輸和高速大容量顯示緩存的應用。顯然，這些工作如果離開了FPGA，普通單片機是達不到此種效果的。
3 單片機擴展FPGA系統設計步驟和流程
傳統的單片機應用系統開發，包括一些擴展模塊的應用，從本質上來說都不屬于硬件設計概念。因為包括單片機在內的擴展電路，都是現成的集成電路，其引腳、功能和時序性能都是預先確定或本身包含的。從而整個單片機的硬件系統只是各電路器件根據所需要的性能按照各自的接口方式連接起來而已，而真正說得上設計的內容是單片機軟件的設計與調試。也正因此，傳統單片機系統開發的核心任務就主要集中在軟件開發上，即使用一些仿真軟件調試也僅是圍繞基于軟件對CPU和接口硬件模塊工作行為控制的測試。
然而以FPGA作為單片機主要擴展模塊的系統設計方案與傳統單片機系統開發有很大的不同。這是因為這個系統的開發包括基于FPGA的硬件設計與時序功能的測試、基于單片機的軟件設計和仿真調試以及軟硬件綜合構建和調試。其主要步驟如下：
（1）硬件模塊設計。我們可以根據設計對象的相關技術指標和設計方案，首先完成擴展器件FPGA中的功能模塊的設計，并對其進行相應的時序仿真和硬件測試。即首先完成硬件設計任務，利用時序仿真工具和其他測試工具確保此硬件功能模塊工作性能的可靠無誤。
（2）控制功能檢測。
（3）單片機軟件設計。對于直接和單片機相連的鍵盤接口或簡便顯示接口，我們可以變寫相應的程序，充分發揮單片機控制能力強的優點。
（4）軟硬件聯調。當單片機的軟硬件仿真各自通過后，多項關鍵指標已經通過考核鎖定，我們就可以將單片機與FPGA擴展中的功能模塊進行聯調，聯調時，ADC器件、步進電機、傳感器等模塊的控制也應綜合考慮，必要的時候可以逐個隔離調試，隔離調試成功之后再進行關聯工作。
（5）優化系統軟硬件功能結構。很多情況下，軟硬件工作是可以相互替代的。因此最后的設計方案應根據設計項目的性能指標、成本、功耗、速度、可靠性等要求，綜合權衡后確定軟件和硬件承擔的工作和功能，使設計項目中的軟硬件工作得更協調完美。
4 結束語
對于FPGA模塊的應用擴展，和單片機來比優點有很多，二者一旦有機的結合起來，形成一個具體的應用電子系統，功能就相當強大，因此，單片機擴展FPGA模塊的應用也就比較重要且發展非常迅速。
參考文獻
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作者簡介
勞勝領（1982-），男，河南省周口市人。學士學位。現為周口職業技術學院機電工程系助教。研究方向為控制工程。
董會錦（1983-），女，河南省周口市人。學士學位。現為周口職業技術學院機電工程系助教。研究方向為嵌入式系統開發。
