单片机应用精选(九篇)

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第1篇：单片机应用范文

【关键词】 任务驱动 单片机 I/O口

1 任务驱动教学法

任务驱动法是基于探究性学习和协作学习的一种自主学习模式，其核心是以学生为主体，教师为主导，通过整合重组教学内容，把总的教学目标拆分，融合到一个个的教学任务中，教学过程就是完成一个个的任务。因其每一个任务都仅仅完成一个教学内容，所以学习难度降低。而且以任务来驱动，围绕任务调动学生的积极性，培养他独立的发现问题、分析问题和解决问题的能力，学生更容易参与并取得成功。

任务驱动教学模式有效解决了传统的教学方法按照学科体系，从枯燥的理论到抽象的原理，不考虑学生的认知能力和认知特点的不足，是目前中职专业课教学的有效手段。

2 任务驱动法应用于单片机教学

任务驱动法应用于单片机教学，可以分为4个阶段：提出任务、分析任务、任务实施、总结评价四个阶段来进行：（1）提出任务。这是教学实施的关键环节。教师根据学科知识点和教学目标，兼顾学生认知能力和特点，分解重组教学内容，设计成一个个相互独立又循序渐进、逐步提高的学习任务，使学生在完成任务中达到掌握知识、提高能力的目的。

（2）分析任务。在开始任务前，教师要对任务进行解读，并组织学生讨论，引导和帮助学生明确任务，分析出完成任务的思路、方法和具体操作步骤，同时也明确已掌握内容和待掌握内容。（3）任务实施。在任务分析完成后，学生已经有了完成任务的实施方案，教师应指导学生去实施，帮助学生查阅资料，解决未掌握知识点和技能，必要时对任务进行进一步的分析分解，甚至重新制订实施方案。（4）总结评价。在任务完成后，既要及时对学生的表现进行鼓励性评价，也应组织学生进行反思和讨论，探讨任务实施过程中的每一个环节的得与失。最后，教师还应该进行总结拔高，概括本任务的知识点、核心技能，提高学生的认识能力。

3 教学案例

下面以IO口的应用为例，介绍任务驱动法在单片机教学中的应用。

分析任务阶段：首先，我们要求学生分析已知因素，如给出的程序的功能是什么？和电路图有什么联系？和我们的目标又有什么联系？

然后可以把任务拆解成如下几个小任务：（1）修改程序，实现控制图中LED灯的同时闪烁。该任务只需要修改程序中的P0为P1即可，学生经过分析很快就能解决。（2）如何实现LED的逐个点亮？当学生发现亮和灭的区别后，我们只需要在编程上给予一点帮助，学生就能举一反三完成任务。（3）完成任务，实现流水灯。

当前2个任务完成后，学生自己就能掌握完成流水灯的方法。从而掌握单片机IO口的一般操作。

显然，单纯的讲授IO口的结构原理，学生很难接受他们看不见摸不着的东西，而通过任务驱动法，提出一个任务，分解成几个小的任务，循序渐进的引导，学生就能主动的参与到教学过程中，自己发现方法掌握知识。

4 应注意的问题

第2篇：单片机应用范文

关键词：单片机 实验 仿真应用

中图分类号：TP3368 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2012)02-0111-01

1、引言

随着世界计算机技术的飞速发展，单片机及其接口技术的也获得了迅速提高。单片机在已经成为了人们日常生活的必要组成部分，并深入到各个领域，为此，我国许多高等院校都在专门成立的单片机专业以学习单片机专业理论知识及相关课程，为方便和高效的开展单片机技术课程必不可少的要进行单片机仿真实验。目前，我国拥有单片机实验教学设计和开发资质的公司并不占少数，但真正能够开发出便宜教师教学、适合学生自主学习的单片机仿真器却很少。

传统的单片机实验教学中采用比旧的单片机系统，只能模拟出并行扩展接口实验，不能及时随着单片机技术的更新而快速的更新，严重阻碍了教学的实效性。目前，能够开发出紧跟科技步伐、拥有领先于国内外的技术、方便程序更新和硬件换代、成本低廉的单片机实验教学仿真系统，对学生学习单片机理论知识兴趣的提高、便宜单片机理论内容的研究有重要意义，最终为我国培养出高水平单片机领域人才打好基础。

2、单片机在教学中存在的问题

硬件实验板是单片机实验的重要基础部分，该实验主要是通过实验电路编程来测试单片机中个组件能否完成电路的实验功能。实验中单片机仿真器的采用不但增加了实验的真实性，同时，提高了实时仿真调试单片机程序及硬件电路效率，能够做到及时、随时发现并快速修改程序设计中存在的问题，从而提高程序编写的效率。

经过多年发展，我国单片机教学、仿真实验课程已取得了一定成绩，但目前，单片机的教学实验中仍存在诸多问题。

(1)单片机教学是一门实践性很强的课程，但国内许多高校往往将单片机课堂定性为以理论教学为主、学生实验为辅的课程，实验也仅仅是用来验证理论知识的验证性课程。这样几乎只学习理论不做实验练习的教学方法，很难提高学生自主学习的热情，更别想真正深刻的理解掌握单片机方面的知识，也很难真正的培养出单片机应用领域的高级人才。(2)单片机仿真实验课程受到了实验场地、实验时间等多方面的限制，学生除了在课堂上，平时很难有机会接触，更别说实践了。在单片机教学实践中需要诸如电脑、实验电路板、编程器、仿真机等很多硬件设备。学生无法承受个人配备单片机实验开发系统所需要的高额成本，大多数高等院校不能满足上课学生人手一套实验设备，来模拟和开发系统进行单片机实验。(3)现行条件下单片机技术发展较为迅速，更新换代较快，新买的实验仿真器用不了几年就会很快落伍，学校无法及时更新，设备却在不断老化。这就造成单片机实验设备不足、落后，实验教学配套教材陈旧。要想解决此问题就必须投入大量的资金，来重建单片机实验室，我国许多高校肯本没有这种条件。

3、教学中的具体实例

单片机仿真实验教学是单片机教学的重要组成部分，经典的单片机仿真器包括如下单元电路模块教具：CPU电路、LED数码显示电路、LED发光管电路、LCD显示电路、存储器模块、键盘电路、D/A转换模块、A/D转换模块、输入模块（光感、温感、触摸、遥控、红外等输入传感模块）、输出模块（蜂鸣器、直流电动机、继电器等）、集成器件扩展模块、分离器件扩展模块。老师通过手工焊制电路板、导线连接等方式将各个单元连接起来，可以方便的将组合教具组合出：数字钟、简单计算器、篮球比赛计分器、简易秒表、电风扇、电压表、洗衣机模型、变光灯、遥控电风扇、遥控洗衣机、交通灯、遥控变光灯、火警报警器、温度表、光电记数器、光电开关等，许多具有较强实用功能的应用电路。学生通过单片机实践课，利用教具各单元电路模块、合理的连接导线、或自己设计的硬件电路构建出自己理想的单片机硬件，这样不但极大的调动了学生的学习热情，同时加深了单片机理论课程的印象。

在单片机教学中我们通常会讲：“8051单片机有p0，P1，p2，P3，四个I/O口”。但是，在做实验时，由于大多采用电路连线固定，只用p1口接LED灯的实验电路板，选用这样的实验电路板同时向CPU中输入“让LED灯反复亮灭”的实验程序，八个LED等将不停的闪烁。但是这样的实验电路板无法演示p2、p3、P0口接LED灯的实验状况，采用这种相对传统的连线式单片机实验电路板，我们只能通过想象来完成教学中单片机电路的连接模拟，肯定没有条件去亲自设计或连接相关的实验。如果选用组合式单片机教具作为实验电路板，只需将接p1口线的八根连接线分别连接到p1、p2口和p3口，并分别将上面程序中的连线接口分别换成p0、p2、p3，就可以演示相关的实验状况。

但是，将LED灯直接连p0口时，LED灯不能闪烁，也就是电路不能正常工作。这个实验可以充分说明p0、p1、p2、p3，这4个I/O口中由于p0口的内部电路不一样（没有内部上拉电阻）所造成的同样的硬件电路完全不同的实验效果。在这个实验后，在讲解四个I/O口的内部电路结构时，就可达到事半功倍的效果。

4、结语

我们在对单片机进行教学实验时，要不断的注重实际应用的需要。在对单片机仿真器教学时，我们要在借助现代新型教学手段的同时，不断更新单片机设计思路，转变单片机系统的设计、制作与调试方法，最终做到利于学生的实验实践。相信，随着我国科学技术和电子技术教学的不断发展，单片机新技术、新应用会不断出现和发展，学习真正为高等工程教育实验教学带来革命性的变化。当然，在围绕应用性人才培养目标发展的过程中，我们还有许多方面需要研究和探索，需要走的路还很长。

参考文献

第3篇：单片机应用范文

【关键词】单片机；洗衣机；延时定时器；非接触；微型控制器

中国洗衣机目前年产量世界第一，家庭保有量及普及率也已经达到了较高的水平。洗衣机作为日常生活中的家用电器，同样在工业生产中应用也十分广泛。

单片机又称微型控制器，或称嵌入式控制器。而家用电器是单片机应用最多的领域之一，单片机以微小的体积及其诸多优点，完全满足在洗衣机中的应用。

1.洗衣机概述

1.1 洗衣机行业的动态

我国洗衣机市场已步入成熟期，据统计，全国城镇居民家庭平均每百户拥有量已达91.44台。今后城镇居民的购买主要是来自更新和较高层次的新增需求。

1.2 洗衣机的发展趋势

洗衣机正在向着节水，高度自动化，品种多样化，节能和健康化，大容量和微型化，组合化的方向发展。

2.全自动洗衣机的洗衣原理和构造

2.1 全自动洗衣机的洗衣原理

全自动洗衣机是通过水位开关与电磁进水阀配合来控制进水、排水以及电机的通断，从而实现自动控制的。电磁进水阀起着通断水源的作用。如图2-1，当电磁线圈1断电时，移动铁芯2在重力和弹簧力的作用下，紧紧顶在橡胶膜片3上，并将膜片的中心小孔4堵塞，这样阀门关闭，水流不通。当电磁线圈通电后，移动铁芯在磁力作用下上移，离开膜片，并使膜片的中心小孔打开，于是膜片上方的水通过中心小孔流入洗衣桶内。由于中心小孔的流通能力大于膜片两侧小孔5的流通能力，膜片上方压强迅速减小，膜片将在压力差的作用下上移，闭门开启，水流导通。

图2-1 电磁进水阀原理图 图2-2 水位开关原理图

图2-3 全自动洗衣机原理图

水位开关实际上是一个压力开关。如图2-2，气室1的入口与洗衣桶中的贮气室相联接。当水注入洗衣桶后，贮气室口很快被封闭，随水位上升，贮气室的水位也上升，被封闭的空气压强亦增大，水位开关中的波纹膜片2受压而胀起，推动顶杆3运动而使触点4改变，从而实现自动通断。

2.2 全自动洗衣机的电路原理

原理图见图2-3，程控器接线图见图2-4。

3.用单片机实现的非接触式延时定时器在洗衣机中的应用

我们使用单片机制作了一个简易定时器。此定时器旨在实现非接触启动或停止脱水机，避免触电并具有延时功能；此定时器利用红外线实现非接触启动或停止延时器，并具有停止和蜂鸣器提示功能，非常人性化。

3.1 硬件电路设计

3.1.1 系统控制过程

电路如图3-1所示。在初始状态下，红色LED指示灯D2点亮，脱水机不工作。当手靠近红外发射管时，红外线经手掌反射到红外接收头U4，经其滤波、放大、解码后输出低电平，此信号（可能不止出现一次）经单片机U1处理后，先驱动蜂鸣器发出约2分钟的声音信号，然后控制继电器J1启动脱水机进行脱水工作，并点亮绿色LED指示灯D3。在此过程中，若红外接收头再次接受到信号（可能不止一次），则经单片机U1处理后控制脱水机停止工作，并发出声音提示，否则，将延时一段时间后再停止脱水机并发出声音提示。

3.1.2 电路原理

如图3-1所示。单片机U1（STC89C52）是系统控制核心，单片机通过程序产生38.5kHz(周期为26us)、脉宽为50%的方波，并驱动红外管D5发射出去。接收部分采用一体化红外接收头U4（HRM3800），它体积小、性能优良。但是，该红外接收头暴露在太阳光底下会持续输出低电平，导致传感器电路无法正常工作，我们在后面会介绍程序抗干扰法。当U4接收到38kHz的红外线时，③脚将输出低电平，并送到U1⑿脚，U1进入外部中断程序，最后通过光耦U3来控制继电器，进而控制电机的通断。这里之所以用光藕，是为了+5V电压和+12V电压的隔离。当系统正常运行时，红色发光二极管D2长亮，用于指示工作状态。当定时器开始延时工作，绿色LED管D3将点亮。

电源部分采用三端稳压块7805给单片机供电。R9和C8用于滤除红外接收头U4供电线路中的干扰。

3.2 电路调试

只要按照图3-1将电路焊好并将编写好的源程序烧到单片机中，便可工作。如果发现系敏度太高或不稳定，可适当增大R8的值，直到满足要求为止。

4.结束语

本文主要研究了单片机在洗衣机中的应用，使用单片机制作一个简易定时器，实现了该定时器具有非接触式停止或启动脱水机，以免触电并且具有延时功能，提高了其性能，为生活带来了更多的方便。

参考文献

[1]谢宋和.Motorola单片机原理及应用系统开发技术.1999.

[2]王幸之,钟爱琴,王雷,王闪.AT89S系列单片机原理与接口技术[M].北京:航空航天大学出版社,2008,5.

[3]刘海斌.中国洗衣机行业分析报告[M].北京:清华大学,2009,2.

[4]余永权.模糊控制技术与模糊家用电器[M].北京:北京航空航天大学出版社,2005.

第4篇：单片机应用范文

【关键词】单片机，技术应用，特点，趋势，挑战

一、单片机的应用场合

1.1智能仪器仪表。单片机用于各种仪器仪表，一方面提高了仪器仪表的使用功能和精度，使仪器仪表智能化，同时还简化了仪器仪表的硬件结构，从而可以方便地完成仪器仪表产品的升级换代。如各种智能电气测量仪表、智能传感器等。

1.2机电一体化产品。机电一体化产品是集机械技术、微电子技术、自动化技术和计算机技术于一体，具有智能化特征的各种机电产品。单片机在机电一体化产品的开发中可以发挥巨大的作用。典型产品如机器人、数控机床、自动包装机、点钞机、医疗设备、打印机、传真机、复印机等。

1.3实时工业控制。单片机还可以用于各种物理量的采集与控制。电流、电压、温度、液位、流量等物理参数的采集和控制均可以利用单片机方便地实现。在这类系统中，利用单片机作为系统控制器，可以根据被控对象的不同特征采用不同的智能算法，实现期望的控制指标，从而提高生产效率和产品质量。典型应用如电机转速控制、温度控制、自动生产线等。

1.4家用电器。家用电器是单片机的又一重要应用领域，前景十分广阔。如空调器、电冰箱、洗衣机、电饭煲、高档洗浴设备、高档玩具等。另外，在交通领域中，汽车、火车、飞机、航天器等均有单片机的广泛应用。如汽车自动驾驶系统、航天测控系统、黑匣子还有分布式系统的前端模块等等。

二、单片机技术的发展特点

2.1单片机长寿命。8位、16位、32位单片机共同发展？这是当前单片机技术发展的一个动向。长期以来，单片机技术的发展是以8位机为主的。随着移动通讯、网络技术、多媒体技术等高科技产品进入家庭，32位单片机应用得到了长足发展。以Motorola？68K为CPU的32位单片机97年的销售量达8千万枚。过去认为由于8位单片机功能越来越强，32位机越来越便宜，使16位单片机生存空间有限，而16位单片机的发展无论从品种和产量方面，近年来都有较大幅度的增长。

2.2单片机速度越来越快。MPU发展中表现出来的速度越来越快是以时钟频率越来越高为标志的。而单片机则有所不同，为提高单片机抗干扰能力，降低噪声，降低时钟频率而不牺牲运算速度是单片机技术发展之追求。一些8051单片机兼容厂商改善了单片机的内部时序，在不提高时钟频率的条件下，使运算速度提高了很多，Motorola单片机则使用了琐相环技术或内部倍频技术使内部总线速度大大高于时钟产生器的频率。68HC08单片机使用4.9M外部振荡器而内部时钟达32M，而M68K系列32位单片机使用32K的外部振荡器频率内部时钟可达16MHz以上。

2.3低噪声与高可靠性技术

为提高单片机系统的抗电磁干扰能力，使产品能适应恶劣的工作环境，满足电磁兼容性方面更高标准的要求，各单片机商家在单片机内部电路中采取了一些新的技术措施。如美国国家半导体NS的COP8单片机内部增加了抗EMI电路，增强了“看门狗”的性能。Motorola也推出了低噪声的LN系列单片机。另外他还有低电压低能耗等特点。

三、单片机技术的发展前景及趋势

由于通用型IC的仿冒现象比较严重，因此定制化IC将是未来单片机发展的主要方向。此外，尽管16位、32位单片机市场有所增加，但8位在未来三五年内仍将占主流，只是成长幅度会趋缓。从应用角度讲，盛扬看好消费类电子和家电产品，尤其是中小型家电产品，它属于比较成熟的单片机应用领域；其次是高端领域的车用产品。目前，盛扬已针对汽车周边领域推出系列产品，主要用于汽车防盗、车载电子、信息娱乐、胎压监测、里程表的面板等。

单片机拥有良好的应用前景，但厂商之间的竞争愈演愈烈。因此，对本土企业而言，要想脱颖而出，质量一定要好，同时还要注重产品的环保和可靠性，因为家电和汽车等产品对安全性的要求越来越高；其次，充分发挥本土厂商在特定应用领域的性价比优势。不过，这种性价比必须建立在性能过关、可靠度过关的基础上。

制作工艺CMO化。更小的光刻工艺提高了集成度，从而使芯片更小、成本更低、工作电压更低、功耗更低。CPU的改进。同时，采用双CPU结构，增加数据总线的宽度，提高数据处理的速度和能力；采用流水线结构，提高处理和运算速度，以适应实时控制和处理的需要。增大存储容量，片内EPROM的E2PROM化，程序的保密化，提高并行口驱动能力，以减少驱动芯片，增加？I/O？口的逻辑功能和控制的灵活性。最后，以串行方式为主的扩展；电路的内装化；和互联网连接已是一种明显的走向，可靠性及应用水平越来越高。

四、不断发展的单片机技术给工程师们提出个新的挑战

单片机从开发到产品端有很多关键阶段。首先，开发新产品需要了解市场需求和应用方面的技术，才能定IC的规格；IC规格定下来后才能进行IC设计；IC设计完成后要进行验证；验证完成后，要做演示版进行市场推广。这些阶段都要求单片机工程师具备优良的素质。

首先工程师们要懂技术，并注意技术经验的长期积累。比如定IC规格，这是决定IC成败的关键，规格定得好，IC才能做得好。但IC规格不能关起门来自己定，一定要与市场和产品端相结合。所以就要求工程师必须熟悉整机产品的整个研发和生产过程，要懂生产环节和产品的专业知识，懂IC内部的相关工艺和IC设计。因此，要完全掌握这项技术至少需要十年的经验积累，并且要一直做到工程主管的职位，才有可能完成。因此这种人才在任何一家公司都非常宝贵，大概只有2%的人能做。

其次要懂市场，对市场要有敏锐的洞察力，才可能做到技术管理的高层或工程领域的主管。否则，只能永远是一名普通的工程师。

第5篇：单片机应用范文

关键词：单片机 应用系统 设计

一、单片机应用系统设计过程

1、单片机应用系统组成

硬件和软件构成了单片机应用系统两大基本组成部分。CPU、存储区、若干I/O接口及设备等组成了硬件部分。其中，单片机是整个系统的核心部件，能运行程序和处理数据。存储器用于存储单片机程序及数据，I/O接口是单片机与外部被控对象的信息交换通道。

实时软件和开发软件构成了单片机系统的软件。针对不同单片机控制系统功能所编写的软件为实时软件，在开发、调试控制系统时使用的软件称为开发软件，如汇编软件、编译软件、仿真和调试软件、编程下载软件等。

2、单片机应用系统设计要求

对单片机应用系统进行设计的时侯，首先选用可靠性高的元器件，以免系统的可靠运行被损坏，同时要排除电路中的不稳定因素。其次，在设计的过程中系统的结构要模块化、规范化，控制开关不能太复杂，太多，要便于查找故障和排除故障。最后，要优化系统设计，简化硬件电路，使系统的操作顺序简单明了，必要的时候考虑软件是否要设置加密功能，使固化到单片机内的用户程序不被非法复制。

3、单片机应用系统设计

单片机应用系统开发的一般可分为五个阶段，第一阶段的任务是确定总体设计方案，需要完成用户需求分析与方案的调研，目的是通过对市场及用的了解明确应用系统的设计目标机技术指标。根据需求分析与方案调研进行可行性分析。第二阶段的主要任务是系统的详细设计与制作，主要包括硬件设计和软件设计。硬件设计的任务是根据总体设计需求，设计系统的硬件电路原理图，并初步设计印制电路板等。第三阶段是仿真调试，分为硬件调试、软件调试和系统联调三个过程。硬件调试是利用开发系统基本测试仪器（万用表、示波器等），通过执行开发系统有关命令或测试程序，检查用户系统硬件中存在的故障。软件调试时通过对用户程序的汇编、连接、执行来发现程序中存在的语法错误与逻辑错误并加以排除纠正的过程。系统联调是指让用户系统的软件在其硬件上实际运行，并进行软、硬联合调试。第四阶段的任务是程序固化及独立运行。第五阶段的任务是文件编制阶段，文件应包括任务描述；设计的指导思想及设计方案论证；性能测定及现场试用报告与说明。

二、单片机的选型

1、单片机的性能指标

目前的单片机有4位机、8位机、16位机及32位机等几种。单片机的位数是由其内核CPU的位数决定的。位数越多，单片机处理数据的能力就越强。单片机的运行速度取决于外部晶振或外部时钟信号的频率。如89C51的外部时钟频率可达24MHz。单片机运行速度高则执行速度块，但功耗也会相应地增加。单片机的程序存储器结构类型主要有ROM和RAM。在一些自动监测仪表及电池供电的产品中，低功耗是主要的技术指标，通常采用HCMOS工艺的单片机在低电压下工作单片机的封装一般有DIP、QFP、PLCC等类型，应从印制板的尺寸、加工手段、购买途径及成本等方面综合考虑。

2、单片机的选型原则

单片机的选型一般有三个原则，一是单片机的系统适应性，它是指能否用这个单片机完成应用系统的控制任务。主要考虑的因素有：是否有合适的计算处理能力？是否有所需的端口部件？是否有所需的中断源及定时器？是否有所需的I/O端口数？二是单片机的可开发性，开发工具的使用时单片机应用系统开发的必须手段，是选择单片机的一个重要依据。主要考虑的因素有：开发环境、调试工具、在线BBS服务及应用支持。三是制造商历史及可购买性，要考虑产品的性价比是否可靠？所以，依据这三个原则，应该可以选择出最适用于具体应用系统的单片机。

三、单片机的抗干扰技术

1、干扰的来源

用信号外的噪声或造成恶劣影响的变化部分的总称为干扰。在进行单片机应用产品的开发过程中，我们经常碰到一个很棘手的问题，即在实验室环境下系统运行的正常，但小批量生产并安装在工作现场后，却出现一些不太规律、不太正常的现象。究其原因主要是系统的抗干扰设计不全面，导致应用系统的工作不可靠。引起单片机控制系统干扰的主要原因有三类，分别是供电系统的干扰、过程通道的干扰和空间电磁波的干扰。电源开关的通断、电机和大的用电设备的启停都会使供电电网发生波动，受这些因素的影响，电网上常常出现几百伏甚至几千伏的尖峰脉冲干扰。

2、硬件抗干扰技术

常用的硬件抗干扰技术主要有隔离技术、接地技术、去耦技术、滤波技术及屏蔽技术。在单片机系统中，为了提高供电系统的质量，防止窜入干扰，建议采用单片机输入电源与强电设备动力电源分开，采用具有静电屏蔽和抗电磁干扰的隔离电源变压器，采用独立功能块单独供电，并用集成稳压块实现两级稳压。尽量提高接口器件的电源电压，提高接口的抗干扰能力。过程通道时系统输入、输出以及单片机之间进行信息传输的路径。由于输入输出对象与单片机之间连接线长，容易窜入干扰，必须抑制。

3、软件抗干扰技术

单片机应用系统的抗干扰性不可能完全依靠硬件解决，软件抗干扰设计也是防止和消除应用系统故障的重要途径。一旦单片机因干扰而使得程序计数器PC偏离了原定的值，程序便脱离正常运行轨道，出现操作数数值改变或将操作数当作操作码的“跑飞”现象。此时，可采用软件陷阱和“看门狗”技术使程序恢复到正常状态。所谓软件陷阱，是指可以使混乱的程序恢复正常运行或使“跑飞”的程序恢复到初始状态的一系列指令。如NOP指令、LJMP指令等。程序运行监视系统又称“看门狗”。“看门狗”就是一个剑士跟踪定时器，应用“看门狗”技术可以使单片机从死循环中恢复到正常状态。

参考文献：

第6篇：单片机应用范文

【关键词】电子技术 单片机 应用研究

对于电子技术来说，未来要满足嵌入式应用不断发展的需求，单片的微控制器随需求提高而出现，并且以高速的发展态势进入人们的视线。从上个世纪七十年展至今，单片机的种类已逐渐齐全，大部分的行业领域都有单片机的涉及。

1 组成单片机的零部件

简单来说，单片机就是一种集成的电路芯片，通过运用超大规模的集成电路技术把具有强大处理能力的CPU、存储器、只读存储器、多种接口的中断系统、断时器和计时器等设备镶嵌到一块硅片上，并且让这块硅片具有完善的计算处理能力。如今，随着电子技术领域不断的扩张，单片机也随之融入我们的生活和工作以及各个行业领域当中，笔者几乎找不到没有单片机踪迹的行业。卫星导弹发射的飞行路线设置装置，飞机上的导航装置，计算机的网络传输及通讯，这些都不能离开单片机的技术支持。

1.1 运算处理器

运算器主要是以算术/逻辑运算为主，其核心部件是ALU，再加上一系列的暂存器、累加器、寄存器和布尔处理器。累加器ACC可以说是一个八位数据的寄存器，累加器也是CPU中工作最为平凡的寄存器。当CPU在进行运算时，累加器ACC通常会在运算之前暂存一个操作数，在运算之后保存其运算的结果。B寄存器主要运用于乘法和除法的计算操作。

1.2 控制器

控制器可以说是CPU的中枢神经，其功能包含了具有定时控制效能的逻辑电路、数据指令寄存器、译码器和地址指南等。本文所属的程序计数器计算机主要是由18位寄存器构建而成。8061CPU指定的地址，从相应的单元中取出指令字节并放入专门的指令寄存器当中，然后，再由译码器翻译指令寄存器中的指令代码，并让其形成不同的控制信号，这些不同类型的控制型号与CUP中的时钟振荡器在特定的实践内相结合，最终形成在一定时间点或段上的电平，这也就是我们常说的控制信息。

1.3 存储器

存储器是组成单片机整体的重要部分，其特点就是一个单元对一个地址，若有269个单元那么就有269个地址，并且使用两位十六进制的数字表示，这就是存储器的地址。存储器中的每一个存储单元都能够存储一个八位数据的二进制信息，一般情况下都是用两位十六进制数据来表示，这就是存储器的主要内容。这里要注意，存储单元地址和存储单元是两个完全不相同的概念。

2 电子技术中的单片机特点

经笔者的实践分析，电子技术领域中的单片机大致有这几大优势，即：高集成度，体积小便于携带；整体的控制性能优越；只需使用很低的电压就可以驱动，总体能耗相对较低，利于便携式产品的开发；兼容度高，能够与其他硬件产生扩展联系；高性价比。据相关调查报告显示，单片机应用领域主要包括：完全自动化的办公设备；机电一体化发展中的运用；单片机在我们日常生活中的应用；各类科研检测仪器中的单片机，提高检测仪器的检测精度，简化操作方式；汽车本体以及周边附属产品；航天科技，尖端武器等领域。

3 单片机的应用

3.1 使用寿命

单片机的使用寿命可以从两个方面来看，一方面是指以单片机开发的产品所使用的时间，另一方面就是指微处理器的寿命。伴随着半导体技术不断的发展，MPU的换代间隔时间也越来越短。因此可见，目前一些较为成功的CPU核心，也将伴随着I/O功能模块的变化而不断的丰富。新型CPU的出现，让单片机的种类不断的增长，给我们的用户带来了更多的选择余地。多种不同数位的单片机共同发展是单片机发展的另一个趋势，但是长时间以来，单片机技术的发展还主要是以八位机为主。随着众多高新科技进入人们的家庭，三十二位单片机的出现得到了高速发展的机会。

3.2 运算速度越来越快

从MUP中展现出来的高速运算让时钟的频率越来越高，这也是MUP发展的主要表现之一。但是单片机却又不同，为了提高单片机的抗干扰能力和降噪效果，通过降低时钟频率而不牺牲运算速度是单片机技术不断发展所追求的理念之一。通过改变单片机的内部时序列表，在不影响内部时钟频率的前提下，让运算速度得到提升。

3.3 降噪效果和高可靠性

在单片机的应用过程中，可靠性是最为重要的因素，为了进一步扩大单片机的运用范围，那么通过运用不同技术手段来提高单片机的可靠性是非常有必要的。近两年，单片机生产厂家为了提高单片机的可靠性，在单片机生产过程中融入了几种新技术，其新型技术有以下几点：

（1）EFT技术：这是一种抗干扰的新型技术，主要用于保护振荡电路的正弦信号不会受到外在因素的干扰。

（2）降噪布线以及驱动技术：这种技术就是在传统的单片机上，让电源和集成电路处于集成电路外壳的对称引脚之上，通常情况下是在左上、右下或者是左下、右上这连个对称点上。这么做就会让干扰源穿过整个芯片，对电路内部造成干扰。目前，为了优化这一问题，很多单片机在生产过程中都会把地线和电源的引脚设置在两条相邻的边上。这就大大降低了干扰源对整个芯片电流的影响。

4 结束语

笔者坚信，二十一世纪是单片机在电子技术领域中高速发展的时期。随着各项技术的高速发展和普及度的增长，世界的经济形势逐渐从资本经济进入知识经济。嵌入式系统是计算机的核心，而单片机就是最经典、最广泛的嵌入式系统。

参考文献

[1]吴岩.单片机在电子技术中的应用和开发技术研究[J].黑龙江科技信息，2011，09：10.

[2]常小凯.试析电子技术中的单片机应用[J].科技信息，2013，02：256.

[3]余加毅.浅谈单片机中电子技术的应用与发展[J].电子世界，2013，02：31-32.

[4]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.

[5]蒋红丽.浅谈单片机中电子技术的应用与发展[J].科技创新与应用，2014，09：287.

作者简介

冯珊珊（1981-），女，辽宁省人。大学本科学历。现为辽宁建筑职业学院讲师。研究方向应用电子。

杨中兴（1982-），男，辽宁省人。现为辽宁建筑职业学院讲师。研究方向电子、自动化。

第7篇：单片机应用范文

关键词：单片机 电气设备 应用 探讨

中图分类号：TP368.1 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）12-0006-01

单片机被我国吸收运用不过是十几年的事情，但是由于单片机体积小、功能强、适应性强的特点，在国内发展很快，逐渐被各种行业所接受。目前国内的单片机以51系列为主，但是在一些复杂、性能要求高的系统中51系列已经不是用，而16位单片机则可以满足要求。

1 单片机技术概览

单片机就是微控制器，是Intel公司推出的产品，凭借强大的功能、小巧的体积和稳定的性能和明显的价格优势取得了市场的青睐，目前为止，在各个领域都已经得到了广泛的应用。单片机的普及必将带来科技上的革新，在电气传动方面的应用更是具有里程碑的意义。电气设备在电器传动控制系统中有着极为重要的意义，传统的电气设备广泛的应用并不代表着传统技术的完美，由于控制线路触点太多，线路的可靠性差，使用寿命也受到一定的影响。而单片机的应用对电气传动系统的线路控制可以达到理想的程度。

2 单片机技术原理分析

单片机技术的实现是通过高度集成电路把处理器、RAM、ROM、输入输出电路等计算机结构件集成在一个芯片上。这使得单片机虽然只有一个芯片，但是却具备计算机的完整功能，可以满足很多领域的应用。单片机的结构形式分为冯诺依曼结构和Harvard结构两种，一种是数据存储和程序存储共用存储空间，一种是数据和程序存储分开。单片机自问世以来就凭借巨大的优势为各个领域所接受。无论是通讯、交通、办公自动化等领域都得到了广泛应用，单片机的抗干扰能力强，对环境适应性强，很多巨型机不能工作的环境单片机都能够胜任，使得单片机在工业控制领域发挥巨大的优势，在电气传动系统中的应用更是作用明显。

电气传动控制技术。是指通过对电动机传动装置的控制，实现生产自动化的技术。是工业生产自动化技术中的重要基础性技术。电气控制的原理是以为处理器为中心的网络化系统，把自动化控制、微电子技术、网络技术和智能检测等技术结合起来的一种控制技术。

3 单片机在电气传动控制中的应用

单片机在电气设备中的运用有效的提高了工作效率和劳动条件，对于产品的质量、能耗的降低都有着很明显的作用。对于加入单片机的电气设备，由于更为复杂精密，日常维护和故障排除需要建立科学合理的数学模型，而故障本身又会对系统结构带来一些变化影响模型的准确性，使得对电气设备故障的检查和检测带来了更大的困难。对于电器传动常用的80C19型单片机，作为一种直流伺服控制系统，主要由单片机核心电路、键盘、显示器著称，电路结构包括整流器、滤波器、模块组成H桥。接口电路控制电路信号，子系统采用16位系统总线增强系统数据传输宽度，两个存储器可以共用一个地址。

软件系统的应用。汇编语言依赖的是单精度浮点运算，单片机的开发越来越复杂精密，对算法的要求越来越高。在算法上，大量C语言程序可以为单片机提供支持。当单片机应用在对响应速度有要求的情景下时，一般操作人员会考虑用汇编代码执行。实际项目开发过程中，汇编项目和C模块之间经常互相调用，在进行调用时，要在程序中嵌入ASM（…）的命令来实现二者之间的转换。涉及到参数传递时要在程序代码中加入目的汇编程序。程序编译完成之后进行M96和M51文件的核实，没有冲突和溢出、数据存储和程序存储位置正常，就表明目的汇编程序发挥正确作用。

算法优化。并不是所有计算都需要浮点运算的，可以仅考虑转速调节器。转速值必须是整数，跟踪精度取决于转速编码器的精度。采样周期固定时，输出比较寄存器只能在整数范围内波动，控制器的输入输出都是整数，可以通过参数的调整就可以转速控制。这种算法提高了运算效率，精简了运算代码，在实际编程中已经取得了广发的使用，取得了较好的效果。

4 80C196十六位总线单片机系统应用实例

鉴于80C196MC单片机在电气传动管理中应用的广泛性，对于这种单片机的应用应该着重论述。

CPU改用的寄存器-寄存器结构使得CPU和256字节寄存器直连，消除了CPU结构导致的瓶颈累加，提高了运算能力。寄存器中通用寄存器的数量远高于CPU，可以为终端服务程序局部变量提供专用寄存器，节省了软件开销，方便了程序设计。80C196MC单片机自带波形发生器，不需要波形发生器，同时自带波形发生器具有灵活的死区调节功能，可以有效地避免“共态穿通”。

5 结语

单片机应用在电气传动控制中，实在巨型机不适用的情况下产生的方案，单片机轻便可靠，抗干扰能力强，通过对单片机程序的更改可以实现各种各样丰富的功能，在电气传动控制方面的应用可以保证电气传动精准稳定，在未来技术的发展中，单片机会朝着更加精密复杂的方向发展，同时具备更加强大的功能，满足电气传动的发展对控制电路的要求，而这，需要我们每一位工作研究人员的努力。

参考文献

[1]王婷婷.通用计算机系统、嵌入式计算机系统和单片机的关系[J].铜仁师范高等专科学校学报，2005.

[2]李勇.单片机在电气控制线路中的应用[J].琼州大学学报，2002（2）.

第8篇：单片机应用范文

关键词：单片机电子技术应用开发

当代社会已进入高科技发展时代，特别是电子智能生产的需求量和技术水平在不断提升，嵌入式的应用技术也得到了深入研发。作为一种嵌入式的控制器，单片机是影响计算机技术发展过程的重要因素。

单片机属于集成芯片，其与电子技术相结合，能实现搜集、处理和储存数据的功能，这也是当下微型电子设备中至关重要的性能和组成部分。单片机因为耗能低、体积小、功能强大的优势，成为计算机系统中不可缺少的部分。

一、單片机概述

单片机是新型的电路芯片，从自身基础特点来看，它体积小，不需要占据较大的空间，控制性能较强，而且耗能非常小，稳定安全。特别是在高科技产品中，运用单片机能节约成本，提高产品的技术功能。在一般情况下，单片是利用植入程序，依托其内部的运算器和控制器，实现对系统的控制。

单片机是一种非常小的芯片，可以依靠数字运算管理系统，处理数字信号，实现对相关仪器的控制。单片机是一种非常微小的计算机系统，在当前各个领域都发挥着重要作用。特别是在智能电子产品飞速发展的过程中，单片机占据了不可替代的位置。

在运行过程中，单片机主要是依靠提前编号的程序编码，相当于对其产生的一种指令，在采集了相关的操作信息之后，与对应的指令向接轨，从而做出一系列反应，完成指令需要的功能。

二、单片机在电子技术中的应用

1.在工业控制行业的应用

由于工业生产过程中有许多比较危险的作业和生产类型，如电力检修、高空作业等，所以保障工人的人身安全，实现安全生产是非常必要的。因此，在电子技术的推动下，人们应利用单片机数据控制和搜集功能，提高对工业生产各个环节的细节控制，加强对安全隐患的监管和检测，降低危险系数。如在电力、煤炭生产等行业中使用的报警装置，可以对单片机系统的数据设置临界值，再利用智能技术实现实时监控，一旦超过正常临界值，就会自动报警。

2.在通信领域的发展

网络信息技术的发展使得人们的通信技术也在飞速进步，而单片机则在通信领域中发挥着重要作用。如智能手机中的电话录音和语音等功能，实际上就是利用单片机完成了声音、文字的转换。电话录音的过程就是单片机收集信号，然后处理信息，再将处理结果传送给收集的内部储存中心的过程，以达到保存音频的效果。

3.家用电器和仪器仪表方面的应用

单片机在电子技术上的应用，能够实现工程的智能化和多样化，以提高智能家用电器设备的功能。如现代化的冰箱已经实现了自动调节温度的效果，能够实现保鲜，也能够进行冷冻，这都是因为单片机的功能。精密仪表中单片机的使用能够提升仪器的精密程度，使其工作时更加稳定。如在航空仪表中，单片机可以保证相关仪器不受恶劣环境和条件的影响。

三、单片机的技术开发

单片机的技术开发可以从单片机程序、计算机等方面进行。作为嵌入式的系统，单片机能够实现自动执行程序的开发，它可以被嵌入某些系统或者设备。在此之前，程序员可以设置单片机的程序，按照其需要完成的任务、指令等，设置相对应的操作，就像智能电子产品中的核心系统和处理器。同时，开发单片机的程序可以提高数据处理和传输的效率，扩大系统的容量，推动计算机技术的发展，为计算机网络系统的运行保驾护航。另外，单片机的语言也在不断发展，特别是在工业生产的行业中，单片机开始不断优化自身内部结构，从而提升操作流程的有效性，减少其占用的资源。

第9篇：单片机应用范文

单片机自从1971年诞生以来，现今已经获得了极大的发展，其种类之齐全，应用领域之广泛，社会影响之深刻，在数字技术领域中都是独一无二的。其中最为成功的51系列单片机至今还在被广泛的使用着。而随着技术的迅速发展，对于某些要求处理速度快，精确度较高的设计任务，仅仅使用单片机和相关电路模块已经很难完成了。本文主要研究FPGA模块在单片机上的扩展应用问题。

【关键词】单片机 FPGA 扩展应用

1 单片机与FPGA的端口连接

FPGA（Field-programmable Gate Array），也即是现场可编程门阵列，它是在PAL、CPLD等可编程逻辑器件的基础上进一步改进和发展的产物。FPGA的端口资源比较丰富，可外接各类高速ADC/DAC器件、存储器、传感器、驱动电机和显示器等，也正因此，其和单片机在应用上能互相结合，取长补短。FPGA作为单片机的一个扩展模块，其不但可以弥补单片机I/O 端口少的问题，而且可以解决单片机不能直接和各种高速ADC/DAC等器件相连的问题。在扩展方案中，我们可以让高速ADC/DAC等器件直接连接FPGA，然后把FPGA再连接单片机进行控制。单片机扩展FPGA系统中，单片机除了显示模块和键盘模块，不再和其它控制模块直接接触，单片机对其它控制模块的控制都通过FPGA间接完成。需要特别指出的是，单片机的P3.0和P3.1口与FPGA相连的目的是通过串并转换模块以求能扩展更多的数据端口，但是如果P3.0和P3.1口要用于和PC机的串行通信，此时就不能连接FPGA进行端口扩展了。

2 FPGA连接模块的接口安排

由于FPGA的功能和结构特点，其可以较为方便地处理各种并行任务。

（1）数据采集控制。在FPGA模块中，我们一般使用状态机的形式去控制ADC的采样，并实时地将采样数据存入FPGA模块内部的RAM之中，之后单片机在在适当的时候再去读取并处理数据。考虑到FPGA接口数据通道的高速性，我们为了更好地对阻抗进行匹配，同时也为了减少相应的高频干扰，一般应在每一通道线上都串联连接一个小电阻。信号的频率与阻值大小成反比，信号频率越高，阻值就越小，在100MHZ和50MHZ的工作频段内，其对应的串联电阻值一般在20欧-50欧之间。

（2）DAC/ADC信号输出控制。FPGA控制高速DAC/ADC的优势是一般单片机所无法比拟的，因为FPGA能提供高速的数据采集信号。

（3）存储器接口。常用的与FPGA相接的存储器一般有两类，第一类是串行接口存储器，第二类是规模较大的SDRAM或SRAM等动态存储器，我们在FPGA扩展模块中可以利用动态RAM去控制相关模块，其一般可用于作彩色液晶显示器、VGA显示器的缓存或作为软核处理器的内存。

（4）直流电机控制。FPGA可以控制直流电机，但前提是必须通过一个相关的驱动电路。其对于直流电机转速的测定方法有多种，比如光电法、光栅法、模数转换法等。FPGA的功能模块主要包括PWM转速控制模块、电机转速测定模块、转速信号毛刺排除模块、闭环控制模块等。

（5）步进电机控制。FPGA控制步进电机的优势是可以并行产生多通道的SPWM，FPGA通过对它们之间不同相位的控制，从而实现步进电机的细分驱动控制。

（6）显示控制。电路能很容易的实现彩色液晶显示器、VGA显示器和LED显示屏的显示控制。因为这些控制都涉及高速扫描、高速数据传输和高速大容量显示缓存的应用。显然，这些工作如果离开了FPGA，普通单片机是达不到此种效果的。

3 单片机扩展FPGA系统设计步骤和流程

传统的单片机应用系统开发，包括一些扩展模块的应用，从本质上来说都不属于硬件设计概念。因为包括单片机在内的扩展电路，都是现成的集成电路，其引脚、功能和时序性能都是预先确定或本身包含的。从而整个单片机的硬件系统只是各电路器件根据所需要的性能按照各自的接口方式连接起来而已，而真正说得上设计的内容是单片机软件的设计与调试。也正因此，传统单片机系统开发的核心任务就主要集中在软件开发上，即使用一些仿真软件调试也仅是围绕基于软件对CPU和接口硬件模块工作行为控制的测试。

然而以FPGA作为单片机主要扩展模块的系统设计方案与传统单片机系统开发有很大的不同。这是因为这个系统的开发包括基于FPGA的硬件设计与时序功能的测试、基于单片机的软件设计和仿真调试以及软硬件综合构建和调试。其主要步骤如下：

（1）硬件模块设计。我们可以根据设计对象的相关技术指标和设计方案，首先完成扩展器件FPGA中的功能模块的设计，并对其进行相应的时序仿真和硬件测试。即首先完成硬件设计任务，利用时序仿真工具和其他测试工具确保此硬件功能模块工作性能的可靠无误。

（2）控制功能检测。

（3）单片机软件设计。对于直接和单片机相连的键盘接口或简便显示接口，我们可以变写相应的程序，充分发挥单片机控制能力强的优点。

（4）软硬件联调。当单片机的软硬件仿真各自通过后，多项关键指标已经通过考核锁定，我们就可以将单片机与FPGA扩展中的功能模块进行联调，联调时，ADC器件、步进电机、传感器等模块的控制也应综合考虑，必要的时候可以逐个隔离调试，隔离调试成功之后再进行关联工作。

（5）优化系统软硬件功能结构。很多情况下，软硬件工作是可以相互替代的。因此最后的设计方案应根据设计项目的性能指标、成本、功耗、速度、可靠性等要求，综合权衡后确定软件和硬件承担的工作和功能，使设计项目中的软硬件工作得更协调完美。

4 结束语

对于FPGA模块的应用扩展，和单片机来比优点有很多，二者一旦有机的结合起来，形成一个具体的应用电子系统，功能就相当强大，因此，单片机扩展FPGA模块的应用也就比较重要且发展非常迅速。

参考文献

[1]谭浩强.C程序设计[M].北京：清华大学出版社，2003（07）.

[2]潘明.黄继业.潘松.单片机原理与应用技术[M].北京：清华大学出版社，2011（01）.

作者简介

劳胜领（1982-），男，河南省周口市人。学士学位。现为周口职业技术学院机电工程系助教。研究方向为控制工程。

董会锦（1983-），女，河南省周口市人。学士学位。现为周口职业技术学院机电工程系助教。研究方向为嵌入式系统开发。