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單片機畢業論文篇一

摘要：近幾年單片機得到了飛速的發展，單片機最明顯的優勢就是可以嵌入到各種儀器、設備中。目前大量的嵌入式系統均采用單片機，本文分析了單片機的形成及發展過程以及當前的技術進展，同時分析了影響單片機系統可靠性的原因，并論述提高單片機可靠性的措施。

關鍵詞：單片機；可靠性技術；發展趨勢

中圖分類號： c35 文獻標識碼： a

引言

單片機，亦稱單片微電腦或單片微型計算機。它是把中央處理器(cpu)、隨機存取存儲器(ram)、只讀存儲器(rom)、輸入/輸出端口(i/0)等主要計算機功能部件都集成在一塊集成電路芯片上的微型計算機。現在可以說單片機是百花齊放的時期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的單片機，從8位、16位到32位，數不勝數，應有盡有，它們各具特色，互成互補，為單片機的應用提供廣闊的天地。縱觀單片機的發展過程，可以預示單片機的發展趨勢 。

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、分析單片機可靠性限制原因及應對措施

目前，大量的嵌入式系統均采用了單片機，并且這樣的應用正在更進一步擴展；但是多年以來人們一直為單片機系統的可靠性問題所困惑。在一些要求高可靠性的控制系統中，這往往成為限制其應用的主要原因。

1、單片機系統的失效分析

一個單片機系統的可靠性是其自身軟硬件與其所處工作環境綜合作用的結果，因此系統的可靠性也應從這兩個方面去分析與設計。對于系統自身而言，能不能在保證系統各項功能實現的同時，對系統自身運行過程中出現的各種干擾信號及直接來自于系統外部的干擾信號進行有效的抑制，是決定系統可靠性的關鍵。有缺陷的系統往往只從邏輯上去保證系統功能的實現，而對于系統運行過程中可能出現的潛在的問題考慮欠缺，采取的措施不足，在干擾信號真正襲來的時候，系統就可能會陷入困境。

2、 提高可靠性的措施

2.1減少引起系統不可靠或影響系統可靠的外界因素：

1) eft (electrical fast transient)技術。eft技術是一種抗干擾技術，它是指在振蕩電路的正弦信號受到外界干擾時，其波形上會迭加各種毛刺信號，如果使用施密特電路對其整形，則毛刺會成為觸發信號干擾正常的時鐘，在交替使用施密特電路和rc濾波電路時， 就可以消除這些毛否則令其作用失效，從而保證系統的時鐘信號正常工作。

2) 低噪聲布線技術及驅動技術。在傳統的單片機中，電源及地線是在集成電路外殼的對稱引腳上，一般是在左上、右下或右上、左下的兩對對稱點上。這樣，就使電源噪聲穿過整塊芯片，對單片機的內部電路造成干擾。現在，很多單片機都把地和電源引腳安排在兩條相鄰的引腳上。這樣，不僅降低了穿過整個芯片的電流，而且在印制電路板上容易布置去耦電容，從而降低系統的噪聲。現在為了適應各種應用的需要，很多單片機采用"跳變沿軟化技術"，從而消除大電流瞬變時產生的噪聲。

3) 采用低頻時鐘。高頻外時鐘是噪聲源之一，不僅能對單片機應用系統產生干擾，而且還會對外界電路產生干擾，令電磁兼容性不能滿足要求。對于要求可靠性較高的系統，低頻外時鐘有利于降低系統的噪聲。在一些單片機中采用內部鎖相環技術，則在外部時鐘較低時，也能產生較高的內部總線速度，從而保證了速度又降低了噪聲。

三、單片機的發展趨勢

1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，以減少外圍驅動芯片，增加外圍？i/o?口的邏輯功能和控制的靈活性。最后，以串行方式為主的外圍擴展；外圍電路的內裝化；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。

2微型單片化

現在常規的單片機普遍都是將中央處理器(cpu)、隨機存取數據存儲(ram)、只讀程序存儲器(rom)、并行和串行通信接口，中斷系統、定時電路、時鐘電路集成在一塊單一的芯片上，增強型的單片機集成了如a/d轉換器、pmw（脈寬調制電路）、wdt（看門狗）、有些單片機將lcd（液晶）驅動電路都集成在單一的芯片上，這樣單片機包含的單元電路就更多，功能就越強大。甚至單片機廠商還可以根據用戶的要求量身定做，制造出具有自己特色的單片機芯片。 此外，現在的產品普遍要求體積小、重量輕，這就要求單片機除了功能強和功耗低外，還要求其體積要小。現在的許多單片機都具有多種封裝形式，其中smd（表面封裝）越來越受歡迎，使得由單片機構成的系統正朝微型化方向發展。

3串行擴展技術

在很長一段時間里，通用型單片機通過三總線結構擴展外圍器件成為單片機應用的主流結構。隨著低價位otp(one-time password)及各種特殊類型片內程序存儲器的發展，加之處圍接口不斷進入片內，推動了單片機“單片”應用結構的發展。特別是i2c、spi 等串行總線的引入，可以使單片機的引腳設計得更少，單片機系統結構更加簡化及規范化。

4、結語

單片機改變了我們生活，縱觀我們現在生活的各個領域，從導彈的導航裝置，到飛機上各種儀表的控制，從計算機的網絡通訊與數據傳輸，到工業自動化過程的實時控制和數據處理，以及我們生活中廣泛使用的各種智能ic卡、電子寵物等，這些都離不開單片機， 單片機有著廣闊的應用前景。

參考文獻

[1] 張志良； 單片機原理與控制技術； 北京，機械工業出版社，2008

[2] 李廣第，朱月秀，王秀山。單片機基礎。北京：北京航空航天大學出版社，2002.

[3] 胡漢才。單片機原理及系統設計。北京：清華大學出版社，2002.

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單片機畢業論文篇二

本文針對工科院校單片機課程中存在的問題進行探究，提出了以項目化教學作為主導的改革方案，以學生為本，充分調動學生的主觀能動性和學習興趣。

項目；單片機教學；改革探索

單片機課程將程序設計、通信技術、微機接口等多種專業知識綜合在一起，是一門工程性、實踐性以及技術性很強的課程。單片機課程是電子信息和自動化等專業的核心課程。

1.1教師教學手段較為單一

單片機是大規模集成電路的發展產物，內部結構較為復雜。各大工科類院校對于單片機教學，仍舊采用教師在課堂上面講述相關的理論知識、單片機內部結構，然后講解單片機的程序設計以及匯編語言，教學方式較為單一，使學生沒能抓住學習的重點，喪失對單片機學習的熱情和興趣，導致教學質量越來越差[1]。

1.2學生沒有明確的學習目標

單片機課程的實踐性和應用性較強，在學習時要以應用為主要目標，然而有許多教師在教學的過程中忽略了這一點，導致學生沒有明確的學習目標，單純地跟著教師的思路，缺乏學習自主性和探究意識，學習目標不明確，影響教學效率。

1.3學生缺乏實踐機會

學生在做實驗時，主要的器材就是一本實驗指導書、一個集成實驗箱，學生按照指導書上面的流程機械式的進行實驗，盲目的觀察實驗結果，對于實驗中所應用到的一些原理模糊不清，導致學生在實驗結束后仍舊對所學的內容有疑惑，沒能掌握相關器材基本使用的方式，更沒有將之運用到實際工程中的能力。

1.4考核方式有著一定的局限性

各種工科類院校對于學生單片機課程考試仍舊采用筆試的方式，這種考試形式具有一定的局限性，不能真實客觀的反映出學生的學習水平，更不能考察出學生的實踐能力和動手能力，這種考試方式沒能很好的與實踐相結合，導致考核結果不具有客觀性。

項目教學方法能夠很好的適用于技術教育，可以將學科體系的內容轉化成若干教學項目，然后圍繞著這些項目進行教學，教師要引導學生直接參與到項目教學整個過程中[2]。設計教學項目，著重強調讓學生參與其中，在模擬的生產場景中，完成規定的項目，這是理論與實踐的完美結合。

在項目教學整個過程中，學生要在規定的時間內，可以自由的進行討論，安排整個過程的進度，如此有助于激發學生的創新能力和積極性，培養了學生分析、解決問題的能力和團隊的協作能力。

如今許多單片機教科書中知識結構都是從簡單的數制到較為復雜的單機硬件，最后再到復雜的系統接口技術。但項目教學法改變了傳統的教學模式，教師能夠靈活掌握課程的教學順序，合理的安排教學任務，并結合自身多年教學經驗，總結出幾個步驟幫助學生對單片機進行有效的學習。首先應該對單片機有所感知，自己查找一些有關資料，進一步了解對單片機學習的必要性和應用性；其次教師要給學生布置一些項目具體的任務，例如制作秒表、電子萬年歷等，給每個學生分配具體的任務，讓他們由淺及深的了解單片機課程；再次教師要對一些小模塊進行具體的講解和分析；最后以期末的實訓內容作為引導，將之貫穿于整個理論教學的過程中，模擬出一些生產場景，增強學生實際動手能力，完成最終的項目教學目標。

項目化教學主要是以項目為主要載體，以任務作為動力，將實踐和理論緊密的結合起來，使學生在完成任務過程中就能夠充分掌握相關的技能和知識，進而不斷提高學生的實踐能力和學習效果。在設計教學時，要挑選合適的項目來保證改革效果。所選的項目既能包含單片機相關的知識，又不會過大的增加學生的學習負擔，給學生造成一定的心理壓力。

5.1以項目為主要導向

傳統的教學方法主要是以教師講授知識為主，重視教師、教材以及課堂教學，這種傳統的教學模式主要強調理論知識的連續性和基礎知識的運用，但卻忽略了對學生興趣以及創造能力的培養。現階段，在課堂教學中要改變這種教學模式，變換傳統的教學結構，打破原有的教學框架，將教材中原有的知識順序分散成諸多小的知識點，運用一些經典的項目案例將這些小的知識點融入整個課堂教學，從而能夠實現以項目為導向教學模式。

5.2項目設置的方法

教師要對項目的實例進行選擇，認真撰寫項目的內容。所選的基礎項目能夠與學生自身的興趣相符合，給學生布置一些功能簡單易于實現的項目任務。選擇技能項目，鼓勵學生通過多種形式來實現項目的具體要求，對于學生獨立思考的能力有著較高的要求，在教學過程中教師可以指導學生進行分組討論，主要以學生互相討論以及師生互動的形式進行。綜合項目則是側重學生知識的提高，對于一些能力較強的學生應該充分發揮出他們的鉆研精神，能夠在鉆研的過程中提升自身專業技能。例如教師給學生布置一些制作秒表的項目任務，讓學生自己動手，在制作的過程中將所學的知識運用到操作之中，使得學生們的理論知識與實踐能力有效的。結合在一起。

5.3測評環節

以項目為主要導向的教學過程中，考核的方式與傳承考試也有所不同，考量學生的學習效果主要是通過綜合評價實現的，主要評價有自我評價、教師評價、學生互評以及項目組長的評價等。

從項目框架的設計、需求的分析以及詳細的方案等各個環節對學生進行點評打分。教師在評價的過程中，主要以支持和鼓勵學生為主，可以增加學生自信心；在小組評價的過程中，應該著重了解學生在整個項目中所起到的作用，觀察學生是否屬于設計的主要人員，在設計的過程中是否配合等；在自我評價的過程中，要反映出自身在學習過程中所遇到的困難，在面對困難時是否能及時尋找到解決問題的方法，自我測評在今后的學習中有利于提升學生的學習效率。學生應該虛心接受別人的評價，在評價中才能夠更快、更好地改善自己的不足之處，不斷地完善自己。

項目教學法能夠充分調動學生學習的積極性，在整個教學過程中，既提升了學生的實踐能力，又促進了師生之間的情感交流。本文著重探討了工科類院校單片機課程教學的現狀，如教師教學手段較為單一、學生沒有明確的學習目標、學生缺乏實踐機會、考核方式具有一定的局限性。

本文也研究了應用項目教學方法、項目教學法的實施步驟、基于項目的改革策略等，主要是以項目為導向，設置項目方法優化測評環節。如此才能大幅度的提升學生們的實踐能力、創新能力以及思維能力。

[1]李冰。單片機課程的項目化教學改革與實踐[j]。實驗室科學。2014(1)。

[2]郭毅飛，王華。項目教學法在單片機教學改革中的應用[j]。湖南農機。2013(1)。

單片機畢業論文篇三

單片機的發展趨勢

【摘要】隨著社會的發展，單片機這個領域上也進入了百花齊放的時期，在世界范圍內的芯片方面的制作公司，它們都開發了屬于自己的單片機，從8位到16位甚至是到32位，其種類可謂是數不勝數，而其中有對主流的c51系列方面可以兼容的，還有與其不兼容的，可謂是各有特色同時還相互互補，而這些都為單片機這個領域的發展提供了更加廣闊的空間。

【關鍵詞】單片機 發展趨勢 種類

一、單片機的概述

單片機就是一種集成于電路上的芯片，在采用了超大型的集成電路上的技術使得那些有數據處理的能力的部分，如中央處理器cpu和隨機儲存器ram還有只讀儲存器rom以及多種i/0口同時還有中斷系統，以及定時器等等，把它們全部集成到一起，使其在一個硅片上就能構造成為一個雖然很小但是功能完善的系統。而這種計算機式的系統也可以分為兩個種類，第一種就是我們平常可以見到的那種普通計算機，而另外一種就是嵌入式的，而這種系統通常被用來控制又或者是監控一些事物而被集成到了另外的一個系統上面。

二、單片機的發展經歷

首次出現單片機的時候是在20世紀的70年代末期，而發展到如今，在單片機這個領域上因為其特征也可以把它分為以下幾個階段：

第一個階段可謂是初級階段，而這個階段的發展主要在控制上的發展。而這個階段的時間點則是1974年-1976年，在這個階段中主要的目的就是為了尋找一個最好的結構從而讓單片機能夠嵌入到系統之中，但同時也因為當時其技術上的限制，當時的單片機是采用的雙片這種形式。

第二個階段則主要是對單片機的探索，而這個階段的時間點則是1976年到1978年，由于當時單片機的性能方面還比較低，所以很多公司開始在工控這個領域上進行了探索，并且全部都取得了不錯的效果。而這些公司主要包括intel公司以及motorola等，而單片機這個名次也是在這個階段出現的，而這也是scm所誕生的時代，雖然此時的單片機性能上依舊很低而且品種上也很少，在組成上，它是由一個芯片構成的，但是它具有了cpu以及并行口還有定時器和ram以及rom，所以說，它也是真正意義上的單片機。但是不可忽略的是由于其依舊在起步階段，所以在cpu上功能并不是狠強，而io口這個方面上，種類及其數量也非常少，同時其rom以及ram也十分的有限。也因此，當時的單片機僅僅只能被應用在一些相對來說簡單一點的場合。

第三個階段的主要內容在于單片機的完善上。這個階段的時間點在于1978年-1982年。在當時的代表公司intel公司中，推出了一個更加完善的單片機系列，這種系列被稱為mcs-51，而這種系列不同于之前的mcs-48，其具有了更好的優點。首先的就是它具有完整的外部總線。這種系列有著更加完善的結構，它包括著8位數據上的總線和16位地址上的總線以及控制上的總線。其次的就是在cpu中，外圍的功能單元得到了集中的管理。然后還有一點就是指令系統上的增強，整個系統賤賤變得完善同時也更加豐富，與此之外還家了很多控制功能上的指令來使整個系統變得更加方便。

三、單片機的種類

按照生產的廠家來分類：英特爾公司與摩托羅拉公司以及國家辦導體公司，與此之外還有仙童公司和莫斯特克公司以及羅克威爾公司和微芯片公司等等，而這些主要在美國地方，在日本的還有日本的電氣公司以及富士通公司，同時松下公司以及日立公司和日電公司，與此之外還有東芝公司以及荷蘭的飛利浦和德國的西門子等，這些公司都是單片機的主要生產公司。

按照單片機的字長來分類：4位單片機，4-bit系列的，這種單片機的控制上的功能相對較弱，其cpu每次僅僅只能夠處理4位二進制。也由于其局限性這種單片機也經常會被用于計算器及各種智能的單元上，或者也可以被用作是遙控器。另外一種就是8位單片機，這種單片機在控制這方面的功能上則強于4位單片機，同時這種單片機的品種也更加齊全，與4位的相比，這種單片機不僅僅在儲存的容量以及尋址的范圍上有了大大的提高。同時在中斷源以及并行i/o接口還有定時器以及計數器的個數上都有了一些提高。與此之外的是在指令系統這個方面，相對于4位單片機至上，都增加了一些乘除的指令和比較的指令。尤其是那些性能上很高的單片機，不僅在片內部增加了a/d以及d/a這種轉換器，同時還集成了定時器捕捉以及監視定時器和總線控制部件，同時還有晶體震蕩電路等等。也正因為這樣，這種單片機其片內的資源非常的豐富而且在功能上也異常的強大。而這種單片機也被主要運用于工業上的控制以及只能儀表和家用電器，同時還有辦公用的自動化的系統之中。與此之外還有很多種類的單片機就一一介紹了。

四、單片機的發展方向

從單片機的發展來看，隨著現在這種社會的進步，一種高性能并且在品種上也更加豐富的單片機也被市場所迎合著，而在這種趨勢下，如何讓單片機能夠坐到低的功耗同時體積上的減小以及容量上的增加，性能上的加強和價格上的降低等等都成為了現在單片機發展所要注意的主要問題。低功耗：對于單片機上的功耗，可以知道的是已經達到了m a級，甚至有的已經達到了1ua以下，在使用的電壓于3到6v的時候，能夠很好的適應電池的工作。這種低的功耗不僅僅是能源上的節約，同時還能帶讓產品有著更好的可靠性以及更高的抵抗干擾的能力，同時還能讓產品便于攜帶，并使電壓更低。大容量化：由于傳統的這種單片機的儲存器其平常的容量通常是1k到8k左右，而在其片內的數據儲存器中，容量則是在256字節以下。

五、結語

隨著科技的不斷發展，單片機也在次潮流下走向了更好的方向，更好的更方便同時也更效率的單片機也成為了人們所研究的目標，我們應該不斷的學習多方面的知識使單片機有一個更好的前景從而讓它更好的為人們服務。

參考文獻：

[1]肖洪兵。跟我學用單片機[m]。北京：北京航空航天大學出版社，2002，8

[2]何立民。單片機高級教程[m]。北京：北京航空航天大學出版社，2001.

[3]趙曉安。mcs-51單片機原理及應用[m]。天津：天津大學出版社，2001，3.

[4]李廣第。單片機基礎[m]。北京：北京航空航天大學出版社，1999.

單片機畢業論文篇四

單片機是當前被運用到各個領域的一個技術產品，隨著當前社會生產活動的增多，單片機被運用到眾多的生產領域中，在一定程度上提升了人們的生活水平和質量。就當前單片機的使用情況看，單片機更多地被運用到電子技術領域中，提升電子領域的發展程度，例如在儀表儀器中使用單片機可以提升其智能程度；單片機在工業控制中通過自身功能的發揮，可使工業控制更加先進化。該文從單片機的概述入手，研究在電子技術發展中單片機運用的程度。

單片機；電子技術；應用研究

20個世紀70年代，單片機得到快速的發展，形成一個品種較為全面，功能更加強大的技術產品，開始在各生產領域中運用。隨著近半個世紀的發展，單片機取得更優質的成果，科技水平更加先進，在眾多領域中實現高效運用，提升這些領域的發展程度。單片機現在在電子技術領域中得到廣泛的使用，如在通信功能、儀表儀器等方面實現高效的運用，促進這些企業實現優質的發展。同時，隨著單片機運用程度的增加，應用領域的擴展，其技術呈現創新發展趨勢。

1.1概述

單片機是嵌入式系統的一個組成部分，它采用規模較大的電路技術將cpu、ram、rom以及定時器等眾多功能集成在一個硅片上，繼而形成一個具有完善功能的，微型的計算機系統。單片式是1970年左右開始在生產中運用，隨著多年技術的革新和使用程度的加深，當前它在汽車電子，醫療器械，工業控制以及儀表儀器中得到運用。單片式發展速度較快，由最開始的4位單片機發展成8位單片機，到目前300m具有高速運轉和處理能力的單片機。

1.2主要特點

單片機是當前計算機發展的一個重要組成部分，隨著計算機水平的增長，單片機也呈現高效革新的態勢，且呈現不同用途的，不同型號的單片機產品。以at89s52型號單片機為例，單片機目前重要的發展特點有6個方面。

第一，單片機具有使用方便的特點，單片機整體體積較小，系統構成較為簡單，整體呈現模塊化；

第二，對環境的要求較低，單片機具有較強的環境適應能力，可以在不同的環境得到運用；

第三，控制能力較強大，單片機有著較強的科技力量，通過眾多功能的集成，其具有很強的控制功能；

第四，功能消耗較低，單片機在運行的時候只需要較低的電壓，整體對功能的消耗低；

第五，速度快，單片機具有極強的處理功能，對各項數據和信息有著極快的處理速度；

第六，可靠性高，單片機可以實現長時間的工作，提升整體系統的運轉能力。

2.1手機通信中的運用

單片機在電子通訊中得到運用，主要體現在手機語音功能的建設中，單片機對手機語音信息進行識別，并開展相關操作。在手機的音頻入口安置單片機可以使其收集眾多的音頻信息，系統分辨工作開展之后，向各個部件下具體的指令和信息，實現語音信息中的手機操作。

2.2單片機提升醫療器械診斷正確性

人們在實現溫飽之后，更加關注自身的健康，對醫療水平有著越來越高的需求。但是，在醫療建設的過程中總會出現一些問題，檢測手段以及消毒水平存在一定的不足，影響整體醫療建設的質量。單片機在醫療器械中得到運用之后，大大減少了醫療問題的出現，使醫療工作得到一定程度的提升。單片機的使用增加了醫療設備的診療準確性，提升了診斷的精準性。同時，隨著單片機在醫療器械中的運用，整體醫療設備朝著更加智能化、自動化的發展方向前進，使醫療診斷的結果更加精準，更好地為人們的健康提供醫療保障。

2.3單片機使儀表儀器的使用更加智能化

單片機因其集成度高等特點被用于儀表儀器的生產，隨著單片機科研水平的不斷革新，儀表儀器的發展更加智能化，更加符合當前人們的使用需求。同時，隨著單片機使用程度的增加，儀表儀器設備朝著數字化方向發展，整體測試水平較高，儀表儀器控制和處理的功能建設更加優質。例如，在航天儀器制造的時候，使用單片機這種先進的技術可以使儀器的精準性和集成性更強，提升航天電子系統的數字化程度，大大降低航天事故發生的幾率。

2.4家電中普遍使用單片機

單片機不僅在高科技的領域中實現運用，如醫療器械、儀表儀器等領域，同時也在日常生活中得到運用，例如在家電行業中。隨著科研水平的發展，單片機越來越多地在生活中得到運用，提升人們生活的質量和幸福感。當前人們家庭生活中使用的洗衣機、微波爐以及電視機等家電都運用了單片機這項技術。在電視機的運用中，通過使用單片機使其系統控制技術更加先進，功能操作更加便捷。

例如，人們可以通過遙控器自由切換不同的電視頻道，選擇自己想看的電視節目。單片機在微波爐建造中，通過系統信息的處理，可以根據食材的不同進行科學的、自動的選擇工作，主要是選擇加熱時所需要的溫度和具體時間。單片機在洗衣機的系統控制中，可以根據衣物的材質以及臟污程度進行自動洗滌，對洗衣液的使用量、洗滌的強度控制以及詳細的洗滌時間有著科學的控制和選擇。

隨著社會生產實力的增強，科研技術程度更加深入，單片機型號和技能革新的速度會越來越快，其在電子領域的應用開發主要從以下3個方面進行。

3.1對單片機程序開發

隨著單片機自身開發程度的加深，其在嵌入式系統的建設中得到越來越全面的運用，目前已經不在裸機的環境中實現開發和使用。單片機已經實現一定程度的自動執行，可以對數據進行較強的儲存，科學處理和傳輸數據。單片機具有較強的環境使用能力，可以保障計算機在不同的環境中實現正常的運轉和數據的處理，對外界的物理參數實現高質量的采集，并對其進行邏輯分析和正確的處理。

3.2優化c語言系統程序

c語言有著強大的數據處理能力，可以以簡易的方式對編程語言開展編譯、處理等工作，有著強大的編程能力。為了使單片機在復雜的計算數據和控制數據的環境中實現正常的使用，提升系統的集成和控制能力，一定要加強c語言在單片機中的運用程度。通過對c語言更深度的開發，可以加大單片機的開發程度和力度，進而拓展單片機使用和運用的范圍和領域。

3.3加強對計算機的研發

目前，單片機的制作中使用眾多的通信接口，通過接口的連接可以和計算機進行數據的交流和溝通。可以說，單片機通過通信接口可以讓通信設備和計算機形成一定的聯系，可以使雙方進行精準的數據支持，提升設備對數據的使用程度和運用程度。為此，要想對單片機進行深度的開發，應該對計算機進行系統的分析和運用，提升數據連接和傳輸的質量。

單片機是當前計算機發展的一個重要組成部分，隨著計算機水平的增長，單片機也呈現高效革新的態勢，在電子領域實現高效的運用。突出表現在手機通信中和家庭電器的使用中，提升人們的生活建設質量。同時，單片機使儀表儀器的使用更加智能化，提升醫療器械的診斷正確性。在未來的發展中，可以通過對單片機程序進行開發、優化c語言系統程序以及加強對計算機的研發這3個方面提升單片機在電子領域的運用程度。

[1]鄭澤宏。單片機在電子技術中的應用和開發技術研究[j]。科技信息，2013(25)：140，221.

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單片機畢業論文篇五

隨著電子科技的飛速發展，尤其是超大規模集成電路的出現，給我國的經濟帶來了實質性的改變。其中，對于單片機的使用已經在很多領域都有出現，比如說在工業自動化控制房間、在智能儀器儀表方面以及各種家用電器方面，單片機都起到了很大的作用。由于其極高的性能價格比，使其在電子時鐘方面的應用也是很常見的。本文通過對普通單片機電子時鐘的設計分析，從而達到對單片機進行更深入的學習與設計。

單片機；電子時鐘；設計分析

時鐘就是一個最典型的例子，由于人們的生活速度越來越快，人們的時間觀念也在不斷增強，生活中處處離不開時鐘，時鐘對人們可以說是不可或缺的東西。現如今，時鐘的樣式很功能也越來越多，人們對時鐘的精準度要求也越來越高。本文就是針對時鐘的精準度來設計一個普通單片機電子時鐘。

（一）單片機的定義與分類

單片機是一種集成電路芯片，采用超大規模集成電路技術把具有數據處理能力的中央處理器、隨即存儲器、只讀存儲器等集成到一塊硅片上構成的一個小而完善的微型計算機系統。主要分類包括：stc系列單片機、avr單片機、at系列單片機等等 。

（二）單片機的應用與發展

目前，隨著電子自動化的廣泛應用，單片機以其自身的諸多優勢已經應用到了各個領域之中，這些領域主要包括智能儀器儀表、計算機網絡、機器人控制、工業控制、家電管理等等。由于單片機的優勢很有多，在未來的生活中一定會被更多的領域所應用，有很好的發展趨勢。

單片機電子時鐘的構成主要由：一個8位cpu；一個片內振蕩器及時鐘電路；4k字節rom程序存儲器；256字節ram數據存儲器；兩個16位定時器/計數器；可尋址64k外部數據存儲器和64k外部程序存儲器空間的控制電路；32條可編程的i/o線（四個8位并行i/o端口）和一個可編程全雙工串行口組成。

單片機電子時鐘的設計主要是對時鐘的內部工作和外部顯示進行設計，主要的設計方案則分為數字時鐘方案和數碼管顯示方案。通過數字時鐘和數碼管顯示的完美結合使電子時鐘的質量得到完善和保證。

（一）數字時鐘方案

這部分是單片機電子時鐘最主要的設計，也是時鐘內部工作部分。在單片機的內部存儲器中設置三個分別代表時、分、秒信息的字節。在對內部的存儲器進行設置的時候，要根據時鐘的運作規律設定，時鐘的工作是由內部的定時器和軟件結合來實現的。對此設定1秒中斷，以此來推動秒針的運動，而當秒針中斷的次數達到60次的時候，則將其清零，同時分針的字節開始運行，以此類推，當分鐘的中斷次數達到60次的時候，時鐘的字節開始運行。當時鐘的字節達到24的時候，便將時鐘的字節清零，以上的操作反復進行，這就是單片機電子時鐘關于數字時鐘的設計方案。這部分的設計起來比較繁瑣，每個步驟都要做到很好的處理，設置時、分、秒的順序也不能打亂。

（二）數碼管顯示方案

數碼管顯示方案主要是對時鐘的外部顯示進行設計，主要分為靜態顯示和動態顯示兩個部分，在電子時鐘外部顯示中占主導地位的就是動態顯示。所謂動態顯示就是根據內部設計中的秒針的運行情況，在出現的顯示器數字的輪流點亮，每隔一段時間都要點亮一次，這部分要求顯示器的掃描必須要有足夠快的速度，只有這樣，顯示出來的字符才不會出現閃爍的效果。同時，秒鐘和顯示器的運作應該是保持一致的，否則在電子時鐘運行的時候，就很容易出現時間上的誤差，這種動態顯示節省了i/o口，也會降低耗能。

（三）電子時鐘的硬件選擇

1、單片機的選擇，在單片機電子時鐘的設計中，通常都會選用at89c52單片機，配備12mhz晶振，采用上電復位來對電路進行系統復位。

2、顯示電路選擇，在顯示電路的選擇上，采用軟件譯碼動態顯示。

3、電源選擇，采用直流電源供電，電源基本選擇在4.5v左右。

4、選擇器的選擇，通常采用741s04.

對系統軟件的設計主要包括軟件的設計思想、總體設計以及按鍵掃描子程序。

（一）軟件設計思想

根據人們對電子時鐘功能的需求，需要設計出來的電子時鐘程序必須具備動態掃描、時鐘信號產生以及按鍵掃描處理等功能。利用單片機來實現電子時鐘的這些功能，主要利用的方法就是分時復用，要協調好各個器件的占用時間，這樣才能實現單片機電子時鐘以上的功能，使電子時鐘對人們的需求造成滿足。

（二）總體設計

1、系統說明及設計框圖

利用普通單片機制作的簡易時鐘，其主要的工作原理就是運用6個pnp管來分別控制6個led數碼管來完成時鐘的運行工作。這里出現的6個數碼管主要負責顯示小時、分鐘以及秒針的十位位置和個位位置，還會設定一個按鍵用于對時間的調整。

2、模塊設計

普通單片機電子時鐘的設計主要包括電源部分、復位電路、顯示部分、控制部分、位選部分等幾個模塊。對于電源部分的技術，要從外部引入直流電，電流應該選擇4.5v，這樣就可謂電子時鐘提供電源，使其能夠正常運行。

位選電路、復位電路二極管、電解電容部位，在其運行的時候，相應的引腳也會出現不同。在開關按下時引腳rst為高電平1，斷開時引腳為低電平0。

（三）按鍵掃描子程序

普通單片機電子時鐘的運行，最好選用按鍵來切換各種不同的狀態，這樣不僅簡單，容易操作，而且在電子時鐘出現狀況而需要查詢按鍵信息的時候，電子時鐘所具有的按鍵掃描功能就可以提供以往的按鍵情況，這種按鍵程序中還嵌套了按鍵掃描程序用來處理在不同情況下的電子時鐘狀態切換。

在單片機電子時鐘設計完成之后，要對電子時鐘所應用的系統進行簡單的測試，仔細分析在測試的過程中所出現的問題，進行問題的統計與分析，從而找到合理、科學的解決方法。使單片機電子時鐘更加完善。

（一）系統調試方法

對于單片機電子時鐘各個系統的調試，首先要對每個單獨的程序進行調試，將出現的問題歸納整理，找到合理的解決方法后，針對出現問題的程序進行系統的調試。確保每個程序都沒有問題之后，再進行整體的調試工作。只有這樣，才調試的過程中才會使調試工作有理有序的進行。

（二）系統時鐘誤差分析

時間準確，長時間不容易出現誤差是一個時鐘被認可的標準之一。對于系統誤差，設計者應該及時進行誤差的分析和調試工作。

在單片機電子時鐘系統中，能夠出現誤差的地方有很多，比如說晶體頻率的誤差，定時器溢出誤差以及延遲誤差等等，設計者要結合不同的誤差進行不同的分析，找出其內在的原因，從而擬定出解決的方案，使電子時鐘的精準度提高。

（三）軟件調試問題及解決

在軟件調試的過程中，應該將調試的重點分別放在各個模塊上，對這些模塊的調試可以采取在線調試和離線調試兩種方法，在調試過程中出現的問題要及時分析及時解決。

隨著我國電子技術的迅速發展，單片機的應用也會越來越廣泛，對于電子時鐘系統的設計一定也會日趨完善，功能也會越來越全面，性能會更加穩定，可以預見，在未來的幾年里，單片機的應用也會越來越廣泛。更好的造福人們。

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單片機畢業論文篇六

單片機監控系統探究

摘 要：單片機因為其強大的控制系統目前被廣泛應用到了野外作業、企業生產和軍事指揮監控之中。文章介紹了單片機的監控系統方案，并對單片機監控系統的發展趨勢進行了預測。

關鍵詞：單片機；監控；數據；通信技術

中圖分類號：tp277 文獻標識碼：a 文章編號：1006-8937(2013)02-0098-02

隨著半導體技術的飛速發展，當前將超大規模集成電路集成到一個很小硅片上的技術已經得到了實現，由此帶來了單片機技術的飛速發展。目前的單片機，已經由最初的4位、8位單片機，發展到現在的32位300 m高速單片機。32位單片機由于內部采用了risc(精減指令系統計算機)機構，因而優化了指令系統，同時也帶來了快捷的運算速度和超強的數據處理能力，同時由于其使用方便，具有強大的中斷控制系統、定時/事件控制系統，同步/異步通信控制系統，因而可以利用單片機實現對分散測控對象的監控。目前，這項技術已經被越來越廣泛地應用到野外作業、企業生產和軍事指揮控制之中了。

1 單片機監控系統方案介紹

監控系統需要有一個主站、若干個機動從站構成。主站的作用在于收集來自傳感器的數據信息，發布控制命令及實現自動化轉臺。從站位于固定機房、無人值守間及野外作業站等地方，其主要功能是對傳感器的指示數據進行檢測驗收、對karlman濾波后的生產工藝方程進行解算和相關顯控處理等。主站與從站之間的通信方式采用點與點之間的碼分多址通信。

從站電路功能如圖1所示。

①主站和從站自定義了60芯的專用系統信號，結構采用雙cpu(80c196、8031)擴展std總線結構。為了和數據通信板的8031之間數據交換的便利，將0c000h-0c3ffh分配給雙口ram(idt7130)。為了方便調試非全地址譯碼i/o空間，芯片類型選擇了在線可編程芯片isp2031。

②付站顯控電路。顯控主芯片采用mc6847，將80c196地址空間的0a000-0c000h分出供顯存占用，監視器選擇工業級crt，屏幕分辨率800×600.自建專用12×12非標準漢字庫。選擇8279型號主芯片進行鍵盤控制。

③使用i/o板，進行數據接收。采用數字濾波技術消除模擬輸入信號的噪聲，為了使運行混亂的程序重新步入正規，采用在雙字節指令和三字節指令后插入兩個字節以上的nop，造成指令冗余的方式，避免后面的指令被當作操作數執行，從而使程序自動納入正軌。

④智能接口板芯片采用3片mc6821控制芯片，通過對信號實現定位，達到和模擬器數據通信的目的。

⑤轉臺方位轉換電路。同步傳輸機的模擬方位信號經由分立元器件電路獲取后，予以一定的信號分離處置，轉變成直流電平，經cpu切換后由ad變換電路分析出方位數據。其他傳感器轉換電路，采用高性能計數器記錄下同步脈沖信號，最后由cpu進行處理。

2 有線/無線數據通信設計

實現單片機監控的重要環節在于中遠距離通信方案的選擇，對于單片機串行口來說，目前尚無法有效適應中遠距離通信的需要，如果從站間距離較遠，則點與點之間的距離就將超過1 km，這時候，需要采用調制解調技術。

2.1 有線數據通信

有線數據通信主要以電話線為主，經過數字調制解調器處理(modem)，形成fsk調制信號。我們可以選用ti公司生產的單片cmos工藝的modem，這種調制解調器符合ccittv.23建議和bell202標準，可以實現對通信信號的調制解調、載波檢測，以及群延時均衡等功能。單片機的串行口rxd、txd可以實現和rd及td腳的直接相接。rxb腳的作用在于對接受信號偏壓調整，門限電平則進行片內調整。為保證良好的收發性能，需要精確調整cdl腳作載波檢測電平的w1、w2參數。rc、tc經過兩級調制解調運放及1∶1變壓線圈隔離后外接電纜插件。

2.2 無線數、話一體通信

當前，隨著無線數據傳輸技術的日益成熟，在遇到復雜地形或者無法架設有線傳輸設備的時候，我們常常選擇無線設施進行通信數據的傳輸。無線數據模塊的選擇在過去經常以msm6927為主，該模塊是日本oki公司生產的一種單片集成、采用fsk調制的modem。目前，隨著我國無線通信模塊技術的快速發展，國內一些廠商的設備也達到了國際先進工藝水平。如東莞博銀ky-903，采用采用溫補頻率基準源，頻率合成技術，可以實現點對點、點對多點，靈活組網。另外，提供了模擬通道，在實現無線數據傳輸的時候，也可以實現話音的傳送，從而為系統監控提供了更大的便利。

2.3 通信軟件設計

具體通信方法，采取先對主機寫入數據，然后向各從機發布通信信息，以檢驗各從機是否及時相應，如未及時響應的從機，就將之從通信序列中清除出去，在實現這一過程之前，應設定主機與從機之間的響應規則，以避免多點同時響應導致的通信擁堵現象發生。

3 單片機監控系統保護措施

單片機監控系統常作為外部嵌入式系統而發揮監控作用，因而，為保證其正常工作，務必需要采取一定的保護措施，以時期可靠地進行工作。

①適時優化系統，進行冗余設計，不斷提高軟硬件的抗干擾能力。

②外接電源、通信電纜等裝置都要加裝防雷擊、防風雨、防腐蝕裝置，如加裝防雷保護器，選用防腐蝕套管等。此外，應經常對外露設施進行定期檢驗，做到發現問題及早解決。

③不斷優化算法設計。算法優化能夠有效提高系統的可使用性。如karlman濾波、ad采樣后的“野值”剔除處理等。通過不斷優化算法，達到提高運算速率，增強處理能力的作用。

④做好非正常復位工作。由于野外環境復雜，系統在使用過程中，難免會出現電壓異常或者斷電事故的發生，一旦出現意外，系統就將出現非正常復位現象。當系統非正常復位的時候，先要恢復一些必要的系統數據，如顯示模塊的初始化、片外擴展的初始化等。然后再對測控系統的系統狀態、運行參數等予以恢復。之后再把復位前的任務、參數、運行時間等恢復，再進入系統運行狀態。

4 結 語

目前，單片機以其強大的數據處理和通信、控制能力，已經被廣泛應用到了眾多的監控系統之中了。隨著單片機系統模塊集成度越來越高，利用單片機監控系統功能，必將會更加的便捷、可靠。

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