单片机技术精选(九篇)
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第1篇：单片机技术范文
中图分类号：TP368.1 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 08-0000-01
一、引言
近年来，随着单片机技术的大规模普及和应用，单片机已经涉及到了生产和生活的各个领域。在单片机技术得到大规模的同时，其带来的能源消耗也是不容忽视的。在大多数的领域，尤其是在涉及到大规模应用的情况下，人们更加看重的是单片机的功耗性能。随着CMOS工艺的成熟和投入应用，给低功耗单片机的的设计带来了新的途径。在基于单片机的系统中，功耗主要可以分为系统运行功耗和待机功耗两大类。其中系统运行功耗是指在系统的运行过程中产生的功耗，此时主要是用来执行有效的处理。待机功耗主要是指在系统的待机过程中产生的功耗，这一部分都是无效的，对于系统来说是无益的。因此，降低单片机的功耗可以从这两个方面入手。
二、单片机低功耗技术
单片机的低功耗技术主要是从单片机的设计出发，对单片机产生功耗的部分进行优化，从而达到降低功耗的目的。根据对目前单片姐低功耗技术的研究，降低功耗的技术主要有以下几种。
（一）提高单片机设计的集成度。在目前的芯片设计中，普遍采用高集成度的设计方式来降低系统的功耗，减少在芯片电路的功耗，这种方式能够有效的降低芯片的整体功耗性能，在单片机的设计中就可以借鉴这种方式来达到降低单片机功耗的目的，即提高单片机单片设计的集成度，减少电路的功耗。
（二）对单片机内部电路做逻辑性划分。在单片机的设计前，通过对单片机的功能需要进行分析，可以将单片机的内部电路划分为几个逻辑组合，在实际的应用中，一般情况下，这些电路中只有一部分参与工作，因此，就可以通过寄存器的方式将这些组合方式进行存储，并且根据具体的应用进行选择，保证需要的电路进行工作，同时不参与工作的电路处在非工作状态，这种方式也能够起到有效降低单片机功耗的效果。
（三）增加单片机的工作电压宽度。在单片机的具体应用过程中，由于单片机的工作电压的限制，一般情况下需要在单片机与电源之间增加一个专用的稳压电路进行电压的转换。因此，可以在单片机的设计过程中增加单片机的工作电压宽度，使得单片机能够工作在更宽的电压范围，可以有效的避免稳压电路对单片机系统产生的功耗。
（四）设计双时钟模式。单片机的功耗情况是与其工作的频率密切相关的，因此可以通过降低单片机工作频率的方式减少单片机的功耗。在单片机的设计过程中，可以设计两套独立的时钟，即一个高频率时钟和一个低频率时钟。实际应用中，当单片机系统处于工作状态时，可以利用高频率的时钟满足工作的需求；当不需要高频率时便可切换到低频率工作模式，使得单片机的功耗降低，起到降低功耗的目的。
三、低功耗技术在CMOS工艺单片机的应用
（一）降低单片机运行功耗。单片机系统的运行模式一般有处理任务和等待处理两种状态。在单片机进行任务处理时，单片机的功耗主要或者全部用来进行任务的处理，这种功耗称为运行功耗。在单片机系统的所有模块都处于运行状态时，此时的单片机功耗也自然达到最大状态。根据CMOS工艺的单片机的设计原理，主要通过以下几种方式来降低单片机系统的运行功耗。
（1）改变电源电压实现低功耗。根据有关的公式我们可以推的，在功耗的影响因素中，电源电压与功耗呈平方正相关性，因此，降低电源电压能够有效的实现降低单片机功耗的目标。而且，在实际的单片机设计应用中，要注意电源电压必须满足单片机系统的整体要求，只有这样才能够更好的实现对于单片机的低功耗使用。
（2）缩减单片机系统的门电路数量。在单片机系统的设计中，单片机系统的功耗等于各个门电路的功耗之和。因此，在单片机的系统设计中，应该尽最大可能减少门电路的数量，并且在器件和模块的选型时，应该尽量选取能够满足功能需求，同时结构比较简单的。这种方式可以实现单片机系统功耗的线性化减小，起到降低系统功耗的作用。
（3）使用尽可能低的时钟频率。在单片机系统的功耗表达式中，功耗的大小与时钟频率也呈现正相关性，因此，降低CMOS工艺的单片机的时钟频率也是实现低功耗的一种重要方式。而且，在单片机系统的设计过程中，首先必须满足系统的工作要求，但是单片机的时钟选取也不能过大，这是实现单片机系统低功耗的基本条件。
（二）降低单片机待机功耗。单片机系统在工作状态以外，大部分时间都是处于待机状态，即此时的功耗是无效功耗。因此，必须采取多种措施将单片机系统的待机功耗降到最低。目前，降低单片机待机功耗的措施主要有以下几个方面：首先可以把降低单片机系统运行功耗的方法应用于降低单片机系统的待机功耗；其次，降低单片机的待机功耗还可以通过终止无效电路的工作状态实现。具体有以下几个方面：
（1）设置单片机系统自动中断。单片机系统的工作状态时间是很有限的，大部分时间是处在待机的状态。因此，可以在单片机设置MCU对各个模块进行管理，可以通过预先设定系统自动中断时间，在系统的待机时间达到门限值时就会启动自动中断，关闭没有处于运行状态的模块，起到降低系统整体功耗的效果。
（2）及时中断无效电路模块。电路模块也会产生一定量的功耗，因此，也有必要对其进行有效的管理。通过预设的功耗控制系统，对长时间处于待机状态的电路模块进行中断，以更好的降低单片机系统的整体功耗。
四、结束语
单片机的大规模应用对于推动人类进步、改变人们的生活方式做出巨大贡献，然而功耗问题也是不容忽视的。单片机低功耗技术的研究能够有效的克服这一限制单片机应用的瓶颈。在未来的单片机发展过程中，应该结合具体的单片机应用需求，针对单片机系统的具体情况，选择适合的低功耗技术进行单片机系统的设计，以期更好的推动单片机的大规模应用。
参考文献：
[1]李月香.单片机低功耗技术及应用[J].计算机应用，2001.
第2篇：单片机技术范文
关键词：计算机；单片机；串行通信技术
0 前言
21世纪的社会已经进入信息化时代，无论是在人们的日常生活中还是在社会的生产方面，信息化技术都在其中扮演着重要的角色。科技这一因素所带来的变化是巨大的，所带来的产物也是全新的，其中计算机作为科技发展的一种产物，充斥在社会各个行业以及各个领域中，发挥着计算机这项技术独有的优势与功能。单片机，作为一种集成电路芯片，被应用的越来越广泛，之所以被广泛应用的原因就是在与单片机巨有强大的功能特点，不仅在使用时能够体现灵活性，而且性价比也是较高的。但是正所谓世界上是不存在十全十美的事物，单片机在拥有如此强大的功能之后，也是存在一些属于自身的缺点，就是单片机的存储量是较少的，使得单片机在处理数据方面存在缺陷。为了能够有效改善这一问题，实现更好地运用单片机，就将单片机与计算机进行连接，由单片机来采集数据，在将采集到的数据传输到计算机中，以这样的方式，正好解决单片机存储容量不足的缺点，与此同时，为了能够很好地实现这一做法，就必须要完成计算机和单片机之间的通信技术，而现在计算机和单片机之间的通信技术一般采用的都是串行的通信技术。
1 通信技术的分类介绍
计算机与单片机在串行通信技术的基础上，进行有效的联合，是符合发展的要求的。从通信技术这一整体的概念来讲，可以对其从两个大的方面进行分类，从这两个方面中可以更加了解通信技术，进而进一步理解串行通信技术。
1.1 从数据传输方式的角度
一大类，从数据的传输方式来讲，可以分成4种方式。第一，单工方式，数据的传输方向是单向的，并没有明确是朝着哪个方向前进，只能肯定的是方向是固定的，这样的传输方式，由于方向是固定，相对的该中传输方式在应用范围也是有限制的，不能够广泛地应用到各个领域中。第二，有了单向的传输方式，就有双向的传输方式，也就是半双工方式，这一方式也不能做到万能，随时随地的传输数据，它只能分时段进行数据的传输，相对应的在使用方面也存在一定的局限性。第三，时代在发展进步，技术也不会故步自封，因此，就出现了解决上两项的传输方式――全双工方式，应用在双方有交互的情况下，正是由于这一方式的局限性相对减少，于上述两种相比较而言应用的较为的广泛。第四，在综合上述三种方式共同点的基础上，又出现了多工方式，这一传输方式的出现，能够实现多种数据的共同传输，功能较为强大，被应用得最广。
1.2 从串行通信技术的角度
二大类，就是在一个线的基础上进行位数传递数据的串行通信技术，这一技术按照时钟的基准，又可以分为两个方面。首先是异步串行通信，以时钟为标准，通信的双方在数据接收时，一方用自己的时钟进行数据的传送，而另一方则是用自己的时钟来进行数据的接收，两者之间的步调是不一致的；其次是同步串行通信，以时钟为基础，接送和发送的双方参考的是同一个时钟的标准，彼此之间的步调是一致的。
2 关于串行通信技术的分析
2.1 关于计算机方向的
计算机与单片机之间利用串行通信技术时，所必须要用到的设备就是计算机的串口，与平常我们在日常生活中常用的USB接口线是不同的，串口以Bit为单位进行数据的传输，串口通信中最为常用的就是波特率，以秒最为单位，因此，在计算机的串口通信当中，正是一个常用到的单位，一般情况下，在串口的数据通信传输过程中，数据的位数一般为5、7、8位。在数据的传输过程中，会受到诸多因素的干扰，可能会出现出错的概率，因此要对其进行检验位。在对串口通信进行分类的时候，可以根据串行通信之间的不同协议，成RS232、RS442、RS485。在这几个串口通信当中，RS232的出现是最早的，后通过对RS232进行一定的改进和完善就有了RS442和RS485。
2.2 关于单片机的
计算机与单片机之间的链接，是利用串行通信技术进行完美的实现，为了使得这一目标更趋完善化，一般情况下，单片机内部都有一个既可以用来接收数据有可以用来传输数据的这样一个串口，被称为全双工串口，能够通过这样一个简单的设备实现接收数据还可以达到发送数据的效果。与此同时，单片机作为一项有技术发展所带来的产物，任何一种单向机都会有数据使用手册包含在其中，让用户在方开始使用阶段，在还未对单片机充分了解的基础上，可以参考这份使用手册对单向机进行合理的运用，进行更好的工作，而且在单片机中，寄存器是非常重要的组成部分，不管单片机的构造如何，是简单化还是复杂化的，在进行编程时，就要对其进行有效的设置，促进技术的发展与进步。
3 结语
计算机、单片机，从某种程度上来讲的话，都是属于科技这一因素进步之下所带来的产物，单片机存在存储量不足的缺点，而计算机的众多优点之一就是有较大的存储容量，为了更好地适应社会的发展需要，就将计算机与单片机进行有效的联合，以计算机的优点来弥补单向机的缺点，同时要想达到联合的目的就需要借助串行通信技术，来实现数据的传输。本文以此为出发点，对计算机与单片机之间使用的串行通信技术进行相关的研究，使得串行通信技术得以朝着更好、更实用的方向发展。
参考文献：
[1] 郭红英. PC与单片机通信系统设计[J].信息系统工程，2013（06）：22-23.
[2] 周子深，中振宁.用VB实现计算机与单片机的串行通信[J].半导体技术，2002（01）：42-44.
[3] 彭顺，潘玉田.单片机串行口的并行通信技术[J].机械管理开发，2007（05）：95-96.
[4] 梁中华，王子威，祁春清，索迹. PC机与单片机串行通信的研究[J].沈阳工业大学学报，2005（03）：302-307.
作者简介：王硕（1995―），男，辽宁辽阳人，沈阳理工大学学生。
第3篇：单片机技术范文
单片机是目前在各行各业应用相当广泛的嵌入式系统，在电子技术飞速发展的前提下，单片机的应用取得了令人满意的效果，逐渐在工业生产过程中占据主要地位。本文基于上述背景，对单片机中的电子技术应用与发展进行了论述，以期能帮助从业人员更加深入的了解并充分掌握单片机使用技术。
关键词：
单片机；电子技术；应用发展
体积小、精度高是单片机的主要优点，从功能控制层面分析，单片机可靠性要远远高于其他同类系统。因此，单片机在家用电气、医疗、工业制造等方面得到了广泛应用。以下将以单片机的组成和特征为基点，对单片机中电子技术的应用与发展进行逐步论述。
1单片机的主要架构
单片机主要包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备，从工作原理上来看，单片机是一种将程序指令存储器和数据存储器合并的存储器结构，程序指令存储地址与数据存储地址指向同一个存储器不同物理位置，因此，程序指令与数据宽度相等。从实用功能来看，单片机在控制性上有绝对优势，可支持设备升级和存储信息，且集成度高，能兼容多种电子设备。
2单片机电子技术在各领域的应用
2.1家用电器领域的应用
在家用电器朝智能化、实用性发展的前提下，单片机也呈现出越来越广阔的发展前景，例如在家用游戏机、电视遥控器等电器当中均会使用单片机来对电子设备进行控制。最为突出的例子是目前新型智能化洗衣机，利用单片机可通过运算器和控制器进行指令操作，识别机器的洗涤质量和时间，并能根据衣物的污染程度来自动选择洗涤模式。此外，在智能冰箱当中，利用单片机可根据食物新鲜度来完成冷冻到冷藏的自由转换，在家用电器当中使用单片机不仅能提高智能化水平，且能加快家用电器的功能研发速度。
2.2医用设备领域的应用
随着人们对医疗技术的逐渐重视，在医疗设备当中，单片机的应用也相当广泛，首先，大多数医用消毒设备均需要单片机电子技术支持才能完成消毒杀菌的功能，并且通过对单片机中控制器进行调整，能识别杀毒程度，对杀毒不彻底的区域或器械进行重新杀毒，有利于提高杀毒质量。单片机也在监护仪器、诊断设备当中应用广泛，由于人体各种生理参数可直接反映出人体的健康状态，因此对生理参数进行测量尤为重要。此外，生理参数几乎均为低频或超低频的模拟信号，对数据处理速率要求低，利用单片机电子技术就能完成处理。在医学领域，通用性较强的Intel系列单片机可用于对生理参数的直接测量，具体方法为：可直接使用自带AID转换的单片机，例如8098、80c552等型号，对经过放大、滤波等处理后的各种生理信号进行A/D转换，再以软件采集处理，从而可准确测量出相应的生理参数，为临床治疗提供依据。
2.3工业应用
在工业生产领域当中，单片机已经有十多年的使用历史，且在现代化工业体系当中承担着越来越重要的角色，在工业领域的特殊环境当中，例如核工业、粉尘工业等，由于对人体危害较大，因此自动化操作相当重要，而借助单片机的数据采集功能和控制功能，可对工业生产中的机械操作实现高效、智能的控制，包括自动喷漆系统、流水线作业、报警系统、温控系统等等。
2.4自动化仪器仪表的应用
从技术方面来看，单片机推动了传统扩展和测量仪器仪表技术的改革进程，自动化仪器仪表在单片机的技术支持下，实现了综合化、数字化、多功能化发展，与传统的数字电路相比，单片机功能更为强大，兼容性和综合性优势更为突出。例如电力行业中常用的智能万用表则充分利用了单片机优势，由于万用表的测量精度要求较高，利用单片机软件可对放大器和A/D转换器零点漂移产生的系统误差予以消除，同时也能消除不相关独立因素导致的随机误差，从而提高测量精度。例如ICL7135属于412分位的双积分A/D转换器，其数字范围区间为-19999~-20000，分辨率为1/40000，以双斜率积分式进行工作，抗工频干扰能力非常显著。
3单片机发展前景
在科技水平不断发展的前提下，单片机电子技术呈现出微型化、高稳定性、低噪音的发展趋势，具体表现为：
3.1微型化发展
在目前的技术水平支持下，将定时电路、ROM只读存储器和RAM随机存取数据存储器、CPU等功能的相关模块相对集中于微型化的单一芯片当中，同时，在功能模块当中，还可深入扩展增强型的单片机，有利于单片机朝微型化、功能多元化的方向发展。
3.2高稳定性和低噪音
近年来，生产企业在设计单片机时采取了一系列增强稳定性的技术，例如EFT抗干扰技术、驱动技术以及低噪音分布技术，一方面，当单片机振荡电路的正弦信号收到干扰时，波形上会迭加毛刺信号，当使用施密特电路整形时，交替使用Rc滤波电路即可消除毛刺；另一方面，将相邻两条引脚上单独设置电源和地角引线，不仅能降低芯片电流，而且能在电路板上印制去耦电容，达到降噪的目的。
4结语
单片机的应用已成为家电、工业、医疗诊断等方面的核心技术，在科学技术发展的背景下，单片机中的电子技术也越来越高端复杂，在逐渐朝微型化、高稳定性和低噪音发展的过程中，单片机电子技术也必将会引领新的科技革命。
作者：陈耀 单位：燕京理工学院
参考文献：
第4篇：单片机技术范文
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。(DATA PDATA XDATA CODE的访问方式，地址空间，针对89C52芯片多128Bytes DATA区的应用，实际应用中256bytes Data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5篇：单片机技术范文
关键词：电子工程技术；单片机；应用
0前言
近年来，计算机技术发展迅猛，并不断应用到人们生活和工作中的各个领域，但受到计算机体积以及型号的限制，计算机技术在一些工业控制领域的应用还有待加强，集成化、微型化将是计算机未来发展的重要趋势，单片机的发展和应用在其中起到了至关重要的作用，如何将电子工程技术更好的应用到单片机中从而实现对单片机的运行状态的控制至关重要，基于以上，本文简要研究了电子工程技术在单片机中的应用。
1单片机概述
（1）单片机的发展。计算机发展初期，其体积较大、性能较差，计算机技术还比较落后，只是应用在一些简单的数字计算中，从这个角度来讲，单片机在此时期还没有被广泛运通。近年来，计算机技术发展迅速，计算机的性能也逐渐完善，且体积也逐渐缩小，例如笔记本电脑就得到了广泛的应用，在这种背景下，单片机打破了传统的交换界面，满足人们的实际需求，逐渐受到人们的关注。单片机没有交换界面，因此在利用单面机执行一些特殊任务的时候，需要将特定的任务编制到相关程序中，在单片机工作结束之后，还应当融合相对应的控制系统，这样将命令程序输入到单片机中，就可以直接处理面板，在此过程中，单片机插脚的寿命有限，因此不能过于频繁的拆装，当前许多单片机都支持相关程序的在线输入。电子工程技术的发展在各个领域都有着重要的作用，例如医学领域、工业领域等等。（2）单片机应用现状。我国单片机技术的发展起步较晚，因此当前单片机技术水平相对较低，单片机的相关生产技术、设计技术等核心制造技术都掌握在发达国家手里，我国对单片机的应用大部分来自于发达国家的工程。例如近年来应用广泛的51系列单片机是英特尔公司与ATMEL公司联合生产的。基于以上，我国要想真正的解决制约我国单片机发展的这些问题，就必须对单片机技术的研发高度重视，只有不断地自主探索，加大研究力度，培养研究人员，才能够鼓励并推进单片机的研发。就目前来看，我国电子科技公司已经制造出了具有产权的中央处理器，尽管性能方面相较于发达国家还比较落后，相关加工工艺也不够完善，但我国自主制造的中央处理器标志着我国单片机领域的一次进步，在不久的将来，我国定会自主研究出先进的单片机微型计算机。
2我国电子工程技术发展现状
电子行业以信息化为基础，电子工程技术是评价国家信息化水平的重要标准，各个国家对电子工程技术的发展都十分重视。就目前来看，许多学校都增设了电子工程技术的专业和相关课程，以此来保证我国电子工程技术发展的后备人才力量。当前我国电子工程技术发展相对来说还比较落后，西方国家在单片机技术领域实施了技术封锁，我国可以借鉴的经验较少，因此，只有积极与发达国家互相沟通联系、同时不断地自主探索才能够促进我国电子工程技术的发展。
3电子工程技术在单片机中的应用研究
（1）通信设备中的应用。单片机的设计都有通信接口，通过通信接口能够实现单片机与计算机的互相连接，同时通过在通信设备中的应用可以为计算机网络提供数据支持，当前我国许多通信设备都安装了单片机，例如手机、列车通信设备等等，通信设备在信息交换的过程中，其主要的通信方式有并行通信和串行通信。（2）串行通信中的应用。在串行通信方式中，有异步和同步两种方式，在异步串行的使用过程中，线路数据的传送方式为单字符，不同的字符在传递的过程中可以实现互相之间的连接，这就形成了一种间接式的传送方式，而传送方式要根据传送方本身的需求进行确定。（3）智能仪器仪表与单片中的应用。单片机有着集成程度高、体积小等特点，而智能仪器、仪表的体积一般较小，这就使得单片机成为了智能仪器仪表的新宠。单片机在智能仪器仪表中的应用改变了我国传统的半自动仪器仪表，真正实现了仪器仪表的自动化和智能化。在这种情况下，仪器仪表与单片机的结合所体现出的性能要比传统仪器仪表更加先进和优越，其能够实现测量功能与处理功能的集合，提升了仪表的工作效率。（4）单片机硬件及软件中的应用。单片机从本质上讲就是一种超微型的计算机，其和普通计算机一样也有着硬件和软件的区分，在工业控制领域中，单片机已经形成了相对完善的体系，单片机能够将自身分为硬件和软件两个部分，其中电子元件为硬件部分，相关程序为软件部分，要想实现单片机的控制功能，只有通过其电子元件也就是硬件部分构成控制系统，之后根据具体的任务需求将控制程序写入到单片机中，就可以实现单片机完整的控制工作，从上述分析可知，电子工程技术在单片机电子元件等硬件中以及程序写入等软件中都有着广泛的应用。（5）工业领域中的应用。随着科技的发展，我国工业现代化程度不断提升，传统的人力物力实现工业生产的方式改变，当今工业生产已经初步实现了机械化和自动化，在整个工业领域现代化的过程中，电子工程技术与单片机技术发挥着重要的作用，促进了工业企业经济效益的提升。在经济发展过程中，工业领域是基础性产业，其占用了众多的流动资金，因此，应当采取科学的方式从工业生产物料和工业生产设备两个方面进行成本控制，只有这样才能够保证工业企业的经济效益。
4结论
综上所述，电子工程技术在工业领域有着重要的应用，当前我国也越来越重视电子工程技术的发展，电子工程技术在单片机中的应用能够提升工作效率和信息化水平，本文简要概述了单片机的发展和应用现状，探讨了我国电子工程技术的发展特点，并研究了电子工程技术在单片机中的应用，旨在充分发挥电子工程技术和单片机技术的作用。
作者:钟铭 严梁立 单位:广东省机电设备招标有限公司
参考文献：
[1]郑泽宏.单片机在电子技术中的应用和开发技术研究[J].科技信息,2013(25):140+221.
第6篇：单片机技术范文
1.1单片机技术
所谓的单片机技术指的是利用高度集成的电路来将ROM以及RAM、中央处理器等一系列的计算机部件放入到一个集中的芯片当中，虽然只是一个普通的芯片，但是却可以同计算机的功能相比较，可以满足不同领域应用的实际需求。因此可以说自从单片机出现之后，就由于其强大的功能而受到了不同行业的关注，特别是在交通行业以及通讯行业中，单片机都发挥了至关重要的作用。再加上单片机自身抗干扰能力很强，并且具有较高的环境适应性，因此也在一定程度上拓展了单片机的应用范围。
1.2电气传动控制技术
所谓的电气传动控制技术指的是利用对电气传动装置的控制来完成生产环节的自动化，也是当前我国工业化生产的众多环节中最为基础的一项技术。这项技术将中央处理器作为网络化系统的一个核心，然后再将自动化控制技术以及智能检测等技术进行有机的结合，从而实现现代化的控制以及自动化的生产。随着科技的不断发展与创新，电气传动控制技术有了显著的发展，不但在工业生产领域中发挥了重要的作用，还通过同其他技术的结合被石油等领域所广泛应用。
2我国单片机技术的发展现状和发展前景
2.1单片机的内部结构
近几年来，随着单片机技术的不断进步，单片机内部可以进行集成的部件也呈现出了逐渐增多的趋势，甚至在一些单片机的内部还设置了局部网络的控制模块，这就可以使得之前纯粹的单片机逐渐升级成了脉宽调制的电路，从而实现了变频的功能。从目前的情况来看，这种嵌入式的系统具有很强的经济性能，同时也使得单片机的使用功能可以更加方便。
2.2单片机EFT技术
社会和科技的发展使得单片机的技术中出现了一种全新的可以抗干扰的技术，那就是EFT技术。这种技术可以在电路的正弦信号受到干扰之后，在波形上叠加不同的毛刺信号对其造成干扰，如果将施密特电路同RC滤波进行交替使用，那么则可以将这些毛刺信号进行消除，从而最大限度地确保系统的正常运转。
2.3单片机噪声布线技术
在电气传动控制系统中应用单片机技术，通常情况下都会将电源以及地线布置在集成电路的外壳引脚上，并且进行对称的设置，采用左上加右下以及左下加右上这两种方式。但是相关的设置人员应该注意到，这种普遍使用的布线方式就相当于将单片机的全部内部电路都置于单片机电源噪声干扰的领域中，也就是说电源产生的噪声可以轻易地穿透整个芯片，从而对整个电气传动控制系统造成消极的影响。因此在进行布线时，应该将电源以及地线的引脚设置在两个彼此相邻的引脚中，这样不但可以降低芯片自身的电流，还可以极大地降低系统所产生的噪音。
3单片机技术在电气传动控制系统中的应用
当前，单片机技术在生产领域的应用范围越来越广，使得电气传动控制系统也呈现出了较大的进步和飞跃，系统的功能不但日益多样化，性能指标变得更加多元化，整个电气传动控制系统的结构也更加复杂。因此可以说，单片机技术的普遍应用不但极大地减轻了生产劳动的强度，还极大地提高了生产的速度和生产效率，可以进一步降低生产的成本，防止出现不必要的能源消耗，从而在一定程度上促进产品质量的全面提升。但是应该注意的是，从另外一个角度来分析，如果电气传动控制系统出现了一些问题和故障，那么就需要采用有效的方式和手段来对出现的故障进行技术诊断和控制，否则就会加大伤害的力度。但是在电气传动控制系统中，相关的控制人员主要是凭借个人的工作经验来对设备中某一个固定位置的电压和电流进行测试，从而判断设备或者是机械是否是正常运行。对于一些相对比较复杂的部件，控制人员主要是采用建构数学模型的方式以及线辨的方式来进行故障的诊断故障。当前单片机技术有了更加有效的应用，因此这也就使得即使是一个内部小控件都可能会变成计算机的程序，就会极大地增加故障诊断工作的难度。如果这时相关的诊断人员想要建构一个数学模型，那么则需要根据电气传动控制系统自身的结构来进行。但是一旦设备出现了一定的问题和故障，会给整个系统结构造成一定的消极影响，因此给数学模型的建构工作也带来了更大的难度与挑战。由此可见，在电气传动控制系统中，应用单片机技术虽然在一定程度上促进了整个系统工作质量和工作效率的提升，但是也加大了设备故障的诊断和控制的难度，给设备的故障监控工作提出了更高的要求，也使得微型计算机的功能和作用充分地显示出来。以由80C196单片机构成的直流伺服控制系统作为例子来分析电气传动系统中单片机的应用，这个系统主要包括三个部分，分别是控制电路、接口电路以及主电路。其中控制电路主要包括单片机的系统电路、键盘、显示器三个构件。接口电路主要负责的是对电路中信号的传递工作进行有效的控制。而主电路则包括了滤波器以及整流器等部分，还可以对部分内容加以自主控制，有效地提升整个电气传动控制系统的总吞吐能力，操作起来也更加方便和快捷。
4结语
第7篇：单片机技术范文
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8篇：单片机技术范文
关键词：SOC 单片机 嵌入式系统
引言
现场电子技术应用中包含了硬件（HW）、硬件加软件（HW+SW）、固件（FW）3个层次。这3个层次也可以说是现代电子技术应用的3人发展阶段。自1997年以来，电子技术应用又增加了一个新的层次——片上系统（SOC）层次。SOC技术概念和应用技术层次的出现，标志着现代电子技术应用进入了SOC阶段。
从各个发展阶段看，自HW+SW阶段开始，电子技术应用就与单片机紧密地联系在一起。在FW阶段，作为固件系统的重要核心技术，单片机又以嵌入式技术为基础，再次成为现代电子应用技术的核心技术之一，并为SOC应用技术提供了紧实的基础。
SOC为各种应用提供了一个新的实现技术。这种新的电子系统实现技术促使工业界在近3年中发生了巨大的变化，为信息技术的应用提供坚实的基础，因此，完全可以称之为SOC革命。同时，SOC也为单片机技术提供了更广阔的应用领域，使单片机应用技术发生了革命性的变化。
本文根据几年来对SOC技术和单片机应用技术发展的研究，对SOC的基本技术概念以及单片机与SOC技术的关系进行了讨论，指出了SOC中单片机嵌入式应用的技术特点。
一、SOC技术与应用概念
所谓SOC技术，是一种高度集成化、固件化的系统集成技术。使用SOC技术设计系统的核心思想，就是要把整个应用电子系统全部集成在一个芯片中。在使用SOC技术设计应用系统，除了那些无法集成的外部电路或机械部分以外，其他所有的系统电路全部集成在一起。
1.系统功能集成是SOC的核心技术
在传统的应用电子系统设计中，须要根据设计要求的功能模块对整个系统进行综合，即根据设计要求的功能，寻找相应的集成电路，再根据设计要求的技术指标设计所选电路的连接形式和参数。这种设计的结果是一个以功能集成电路为基础，器件分布式的应用电子系统结构。设计结果能否满足设计要求不仅取决于电路芯片的技术参数，而且与整个系统PCB版图的电磁兼容特性有关。同时， 对于须要实现数字化的系统，往往还须要有单片机等参与，所以，还必须考虑分布式系统对电路固件特性的影响。很明显，传统应用电子系统的实现，采用的是分布功能综合技术。
对于SOC来说，应用电子系统的设计也是根据功能和参数要求设计系统，但与传统方法有着本质的差别。SOC不是以功能电路为基础的分布式系统综合技术。而是以功能IP为基础的系统固件和电路综合技术。首先，功能的实现不再针对功能电路进行综合，而是针对系统整体固件实现进行电路综合，也就是利用IP技术对系统整体进行电路结合。其次，电路设计的最终结果与IP功能模块和固件特性有关，而与PCB板上电路分块的方式和连线技术基本无关。因此，使设计结果的电磁兼容特性得到极大提高。换句话说，就是所设计的结果十分接近理想设计目标。
2.固件集成是SOC的基础设计思想
在传统分布式综合设计技术中，系统的固件特性往往难以达到最优，原因是所使用的是分布式功能综合技术。一般情况下，功能集成电路为了满足尽可能多的使用面，必须考虑两个设计目标：一个是能满足多种应用领域的功能控制要求目标；另一个是要考虑满足较大范围应用功能和技术指标。因此，功能集成电路（也就是定制式集成电路）必须在I/O和控制方面附加若干电路，以使一般用户能得到尽可能多的开发性能。但是，定制式电路设计的应用电子系统不易达到最佳，特别是固件特性更是具有相当大的分散性。
对于SOC来说，从SOC的核心技术可以看出，使用SOC技术设计应用电子系统的基本设计思想就是实现全系统的固件集成。用户只须根据需要选择并改进各部分模块和嵌入结构，就能实现充分优化的固件特性，而不必花时间熟悉定制电路的开发技术。固件基础的突发优点就是系统能更接近理想系统，更容易实现设计要求。
3.嵌入式系统是SOC的基本结构
在使用SOC技术设计的应用电子系统中，可以十分方便地实现嵌入式结构。各种嵌入结构的实现十分简单，只要根据系统需要选择相应的内核，再根据设计要求选择之相配合的IP模块，就可以完成整个系统硬件结构。尤其是采用智能化电路综合技术时，可以更充分地实现整个系统的固件特性，使系统更加接近理想设计要求。必须指出，SOC的这种嵌入式结构可以大大地缩短应用系统设计开发周期。
4.IP是SOC的设计基础
传统应用电子设计工程师面对的是各种定制式集成电路，而使用SOC技术的电子系统设计工程师所面对的是一个巨大的IP库，所有设计工作都是以IP模块为基础。SOC技术使应用电子系统设计工程师变成了一个面向应用的电子器件设计工程师。由此可见，SOC是以IP模块为基础的设计技术，IP是SOC应用的基础。
5.SOC技术中的不同阶段
用SOC技术设计应用电子系统的几个阶段如图1所示。在功能设计阶段，设计者必须充分考虑系统的固件特性，并利用固件特性进行综合功能设计。当功能设计完成后，就可以进入IP综合阶段。IP综合阶段的任务利用强大的IP库实现系统的功能I。P结合结束后，首先进行功能仿真，以检查是否实现了系统的设计功能要求。功能仿真通过后，就是电路仿真，目的是检查IP模块组成的电路能否实现设计功能并达到相应的设计技术指标。设计的最后阶段是对制造好的SOC产品进行相应的测试，以便调整各种技术参数，确定应用参数。
二、SOC的应用概念
现代科学技术应用的重要特点之一，就是技术多样性、智能多变性和面向对象的系统设计性。所谓技术多样性，就是实现同一个应用电子系统可以有许多不同的设计方案供选择；而不同的设计方案就意味着必须使用不同的设计和生产技术。所谓知识多变性，是指在现代电子技术应用系统中，实现系统目标的基础理论和方法随着新知识的出现不断地在变化。这种变化不仅使应用电子系统技术指标发生变化，甚至改变了系统的整体结构。
随着现代信息和电子技术应用领域的不断拓宽，越来越多的应用领域提出了各种特殊要求。例如，航空航天领域要求的小体积大系统，信息应用领域提出的个性化等要求，都使得一般固件技术难以胜任。特别是在民用领域，重视个性化的产品设计概念使应用电子产品的更新速度极快，而且小批量多品种的要求也越来越高。这就是提出了小批量产品与成本、集成化与成本、产品研制周期与成本等一系列的问题。
SOC正是成为满足现代科学和工程技术发展的要求而产生的现代应用电子技术。传统的观念认为，只有大批量的产品才有集成的可能，才具有价格竞争优势。因此，到目前为止，大多数小批量产品，特别是研究性质的应用电子系统，一般都采用HW，HW+SW或FW技术实现。但随着SOC的出现、发展和成熟，这种现状已经发生极大的变化。SOC为现代电子工程师提供了一个快捷经济的系统设计方法，使那么传统观念上认为高性能、高复杂度、高成本的嵌入式结构，能够通过低成本的单片芯片实现。
1.SOC的设计观念
SOC的设计观念与传统设计观念完全不同。在SOC设计中，设计者面对的不再是电路芯片；而是能实现设计功能的IP模块库。设计者不必要在众多的模块电路中搜索所须要的电路芯片，只需要根据设计功能和固件特性，选择相应的IP模块。这种电路的设计技术和综合方法，基本上消除了器件信息障碍，因为每一个应用设计都是一个专用的集成系统，都是一个专用的集成电路。换句话说，SOC的设计观念是“设计自己的专用集成电路”。从某种意义上讲，就是把用户变成了集成电路制造商。
2.高效便利的设计工具
由于IP是SOC的基础，所以，必须采用相应的EDA软件才能完成设计技术。如果没有高效便利的设计工具，SOC设计就是一句空话。实际上，传统应用电子系统设计工作对EDA和其他相应的设计软件并没很高的要求，只要求能提供相应的便利条件；而SOC设计则必须建立在EDA基础之上。例如，使用SOC技术设计一个智能温度控制系统，由于整个系统集成在一个芯片中，用户就必须能对其中的CPU核、存储器、A/D、模拟放大器等电路进行综合仿真，显然，必须要有一个高效便利的EDA工具才能完成这些工作。
三、SOC技术中的单片机
单片机现代电子技术应用中的主流技术，特别是在工业和民用的独立电子系统中，单片机起着系统核心的作用。由于单片机系统特有的固件特性，使单片机在SOC技术中占有重要的地位。
1.SOC中的单片机嵌入技术
随着电子技术的发展，特别是应用技术的飞速发展，单片机应用系统已经形成了常用的、独特的嵌入式结构。如不同系列的单片机，都是通过嵌入不同的CPU和其他辅助电路而形成的。目前，单片机已经成为CPU和其他辅助电路而形成的。目前，单片机已经成为IP库中的重要成员，而其嵌入式结构正是SOC的一种重要实现技术和方法。
用SOC设计单片机系统嵌入式结构，为设计者提供了现有技术所无法比拟的优越条件。设计者必在选择单片机的型号上下功夫；只须要根据所设计系统的固件特性和功能要求，选择相应的单片机CPU内核，再根据需要选择其他的IP模块，就可以实现完整的系统。从某种意义上看，SOC为单片机应用提供了更广阔的应用技术，并赋予了单片机更强大的生命力。试想，如果整个SOC目标系统的核心是一个单片机CPU，那么，这个系统设计成功之后就不仅是真正意义上的单片机，而且还实现了真正的系统单片机。这正是单片机强大生命力的根源。
2.SOC中单片机系统优化
目前在单片机应用中，有相当一部分实际上并不能叫做单片机。因为许多应用中需要形成单片机的外部系统总线。因此，单片机资源的充分利用和避免形成外部总线，往往是单片机应用设计的主要追求目标。换句话说，优化问题是单片机应用中的一个重要问题。
例如，设计一个具有多个传感器的测试系统，往往须要根据单片机的特点设计相应的外部总线，应用系统由此而庞大。采用SOC技术后，系统不再需要外部总线，所选用单片机中不需要的资源也可以去除掉，只保留所需要的CPU等功能模块。这两种设计方法的方框图如图2所示。
从图2中可以看出，设计人员不必为如何最大限度地利用单片机资源而发愁，可以根据自己的需要选择所需的电路，并与所熟悉单片机的CPU内核相结合。同时还把现有技术需要精密调整的前置电路（模拟信号处理部分）也全部安放在一块芯片中，从而避免了大量的PCB板调试工作。从“单片机必须实现系统单片化”的角度看，这种系统正是用户自己设计的专用单片机系统，而且是一个能实现全部系统功能的优化系统。这种系统的调试、测试方法与传统的单片机系统完全不同，已经成为一个能处理模块-数字混合信号的全新系统。因此，SOC技术使单片机应用系统实现了更高层次上的集成。
概括地说，SOC使单片机应用技术发生了革命性的变化，这个变化就是应用电子系统的设计技术，从选择厂家提供的定制产品时代进入了用户自行开发设计器件的时代。这标志着单片机应用的历史性变化，一个全新的单片机应用时代已经到来。
结束语
第9篇：单片机技术范文
嵌入式单片机的功耗状况，在很大程度上受运行过程中所呈现的频率影响。因此，可通过将运行频率降低的方式，降低嵌入式单片机的整体功耗。但是，在实际使用中，为了满足生产需求，可根据嵌入式单片机的运行特点，设置双时钟模式，即高频率运行时钟与低频率运行时钟，通过运行中频率的直接变换，降低到低频率模式下，以这种方式实现嵌入式单片机运行的低功耗。
2嵌入式单片机应用系统的低功耗技术分析
2.1单片机的低功耗技术
在COMS系统中，其系统功耗Ws为：Ws=CU2f。其中，f代表着时钟频率；U代表着电源电压；C代表着负载电容。通过降低供电电源的电压，使单片机系统的功耗降低。在确保响应速度符合标准的基础上，最大限度地降低平均时钟频率，结合低功耗休眠与时钟管理技术，应用与系统要求相符合的低功耗单片机。如，MSP430系列单片机，就是由德州仪器公司生产的具备休眠模式的低功耗单片机.
2.2CMOS电路的处理
结合CMOS电路的特点，避免出现未用的输入引脚浮空状况，确保输入引脚上不会形成电荷的累积增加功耗。为确保输入电流的正常平稳，需要确保输入信号的幅度始终在供电电压范围内。同时，在低功耗的单片及应用系统中，需尽可能采用CMOS电路组成，以避免使用总线驱动能力。2.3复位监控电路的低功耗复位监控电路的应用，在很大程度上增强了单片机应用系统的可靠性。因此，复位监控电路被大量运用于单片机应用系统中，而复位监控电路始终位于工作状态，必须对其功耗作出较高要求。由MAXIM公司所研发的复位监控电路，采用的CMOS电路为微功耗型，如MAX6328、MAX6348等，当其处于静态工作状况时，电流能低达500nA，为电源电压1V时的复位输出提供有效保障。
2.4存储器的低功耗方式
为了降低功耗，在存储器的选择上，应优先选用HCMOS工艺的存储器。通过维持工作方式，确保存储器在不工作时，不会被选中，而在存储器读或写时，形成一定的工作电流，以此来实现存储器的低功耗。
2.5显示系统的低功耗
在低功耗的单片机应用系统中，系统需配具备不同功能的显示器，用来显示各种状况、输入参数以及测量结果等，以实现人机对话的方便、快捷。通常情况下，在进行显示系统选择时，主要采用液晶显示系统，以缩小体积、降低功耗。液晶显示器的工作电压低一般为3～6V，而功耗极低通常为每平方厘米仅18～80μW。
2.6A/D、D/A转换器的低功耗
在嵌入式单片机应用系统中，需要运用前向通道A/D转化器与后向通道中的D/A转换器，以实现对现场模拟信号的采集以及模拟量的控制。在选择单片机时，需优先选择内部带有A/D、D/A转换器的单片机，通过最高性价比来实现低功耗，其中需要确保系统精度符合相关要求。如，MSP430系列单片机，其内部拥有12位A/D转换器。而当单片机内无A/D、D/A转换器时，在进行A/D、D/A选择时，应优先选用功耗较低的。在系统性能指标得到满足的基础上，还需优先选用具备关断功能的单电源、低电源供电A/D、D/A转换器，以最大限度降低功耗。
2.7数据通讯接口
在上位机与单片机应用系统的数据通讯接口上，常见的有：异步串行通信控制器、UARTRS-422、RS-232、RS-485等。其中，RS-232接口通常为12V电源供电，因而必须降低其供电电压，来降低整体功耗。由MAXIM公司研发的RS-232接口，其供电电源可降至5V甚至低达1.8V，并且其存在的自动关断功能，让接口电路的电源电流低至1μA。
2.8低功耗单片机应用系统的软件设计
