單片機(jī)應(yīng)用精選(九篇)

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第1篇：?jiǎn)纹瑱C(jī)應(yīng)用范文

【關(guān)鍵詞】 任務(wù)驅(qū)動(dòng) 單片機(jī) I/O口

1 任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法

任務(wù)驅(qū)動(dòng)法是基于探究性學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)的一種自主學(xué)習(xí)模式，其核心是以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，通過整合重組教學(xué)內(nèi)容，把總的教學(xué)目標(biāo)拆分，融合到一個(gè)個(gè)的教學(xué)任務(wù)中，教學(xué)過程就是完成一個(gè)個(gè)的任務(wù)。因其每一個(gè)任務(wù)都僅僅完成一個(gè)教學(xué)內(nèi)容，所以學(xué)習(xí)難度降低。而且以任務(wù)來驅(qū)動(dòng)，圍繞任務(wù)調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，培養(yǎng)他獨(dú)立的發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，學(xué)生更容易參與并取得成功。

任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式有效解決了傳統(tǒng)的教學(xué)方法按照學(xué)科體系，從枯燥的理論到抽象的原理，不考慮學(xué)生的認(rèn)知能力和認(rèn)知特點(diǎn)的不足，是目前中職專業(yè)課教學(xué)的有效手段。

2 任務(wù)驅(qū)動(dòng)法應(yīng)用于單片機(jī)教學(xué)

任務(wù)驅(qū)動(dòng)法應(yīng)用于單片機(jī)教學(xué)，可以分為4個(gè)階段：提出任務(wù)、分析任務(wù)、任務(wù)實(shí)施、總結(jié)評(píng)價(jià)四個(gè)階段來進(jìn)行：（1）提出任務(wù)。這是教學(xué)實(shí)施的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。教師根據(jù)學(xué)科知識(shí)點(diǎn)和教學(xué)目標(biāo)，兼顧學(xué)生認(rèn)知能力和特點(diǎn)，分解重組教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)成一個(gè)個(gè)相互獨(dú)立又循序漸進(jìn)、逐步提高的學(xué)習(xí)任務(wù)，使學(xué)生在完成任務(wù)中達(dá)到掌握知識(shí)、提高能力的目的。

（2）分析任務(wù)。在開始任務(wù)前，教師要對(duì)任務(wù)進(jìn)行解讀，并組織學(xué)生討論，引導(dǎo)和幫助學(xué)生明確任務(wù)，分析出完成任務(wù)的思路、方法和具體操作步驟，同時(shí)也明確已掌握內(nèi)容和待掌握內(nèi)容。（3）任務(wù)實(shí)施。在任務(wù)分析完成后，學(xué)生已經(jīng)有了完成任務(wù)的實(shí)施方案，教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生去實(shí)施，幫助學(xué)生查閱資料，解決未掌握知識(shí)點(diǎn)和技能，必要時(shí)對(duì)任務(wù)進(jìn)行進(jìn)一步的分析分解，甚至重新制訂實(shí)施方案。（4）總結(jié)評(píng)價(jià)。在任務(wù)完成后，既要及時(shí)對(duì)學(xué)生的表現(xiàn)進(jìn)行鼓勵(lì)性評(píng)價(jià)，也應(yīng)組織學(xué)生進(jìn)行反思和討論，探討任務(wù)實(shí)施過程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)的得與失。最后，教師還應(yīng)該進(jìn)行總結(jié)拔高，概括本任務(wù)的知識(shí)點(diǎn)、核心技能，提高學(xué)生的認(rèn)識(shí)能力。

3 教學(xué)案例

下面以IO口的應(yīng)用為例，介紹任務(wù)驅(qū)動(dòng)法在單片機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用。

分析任務(wù)階段：首先，我們要求學(xué)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(lián)系？和我們的目標(biāo)又有什么聯(lián)系？

然后可以把任務(wù)拆解成如下幾個(gè)小任務(wù)：（1）修改程序，實(shí)現(xiàn)控制圖中LED燈的同時(shí)閃爍。該任務(wù)只需要修改程序中的P0為P1即可，學(xué)生經(jīng)過分析很快就能解決。（2）如何實(shí)現(xiàn)LED的逐個(gè)點(diǎn)亮？當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)亮和滅的區(qū)別后，我們只需要在編程上給予一點(diǎn)幫助，學(xué)生就能舉一反三完成任務(wù)。（3）完成任務(wù)，實(shí)現(xiàn)流水燈。

當(dāng)前2個(gè)任務(wù)完成后，學(xué)生自己就能掌握完成流水燈的方法。從而掌握單片機(jī)IO口的一般操作。

顯然，單純的講授IO口的結(jié)構(gòu)原理，學(xué)生很難接受他們看不見摸不著的東西，而通過任務(wù)驅(qū)動(dòng)法，提出一個(gè)任務(wù)，分解成幾個(gè)小的任務(wù)，循序漸進(jìn)的引導(dǎo)，學(xué)生就能主動(dòng)的參與到教學(xué)過程中，自己發(fā)現(xiàn)方法掌握知識(shí)。

4 應(yīng)注意的問題

第2篇：?jiǎn)纹瑱C(jī)應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī) 實(shí)驗(yàn) 仿真應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TP3368 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416(2012)02-0111-01

1、引言

隨著世界計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，單片機(jī)及其接口技術(shù)的也獲得了迅速提高。單片機(jī)在已經(jīng)成為了人們?nèi)粘Ｉ畹谋匾M成部分，并深入到各個(gè)領(lǐng)域，為此，我國(guó)許多高等院校都在專門成立的單片機(jī)專業(yè)以學(xué)習(xí)單片機(jī)專業(yè)理論知識(shí)及相關(guān)課程，為方便和高效的開展單片機(jī)技術(shù)課程必不可少的要進(jìn)行單片機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)。目前，我國(guó)擁有單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)和開發(fā)資質(zhì)的公司并不占少數(shù)，但真正能夠開發(fā)出便宜教師教學(xué)、適合學(xué)生自主學(xué)習(xí)的單片機(jī)仿真器卻很少。

傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中采用比舊的單片機(jī)系統(tǒng)，只能模擬出并行擴(kuò)展接口實(shí)驗(yàn)，不能及時(shí)隨著單片機(jī)技術(shù)的更新而快速的更新，嚴(yán)重阻礙了教學(xué)的實(shí)效性。目前，能夠開發(fā)出緊跟科技步伐、擁有領(lǐng)先于國(guó)內(nèi)外的技術(shù)、方便程序更新和硬件換代、成本低廉的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)仿真系統(tǒng)，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)理論知識(shí)興趣的提高、便宜單片機(jī)理論內(nèi)容的研究有重要意義，最終為我國(guó)培養(yǎng)出高水平單片機(jī)領(lǐng)域人才打好基礎(chǔ)。

2、單片機(jī)在教學(xué)中存在的問題

硬件實(shí)驗(yàn)板是單片機(jī)實(shí)驗(yàn)的重要基礎(chǔ)部分，該實(shí)驗(yàn)主要是通過實(shí)驗(yàn)電路編程來測(cè)試單片機(jī)中個(gè)組件能否完成電路的實(shí)驗(yàn)功能。實(shí)驗(yàn)中單片機(jī)仿真器的采用不但增加了實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性，同時(shí)，提高了實(shí)時(shí)仿真調(diào)試單片機(jī)程序及硬件電路效率，能夠做到及時(shí)、隨時(shí)發(fā)現(xiàn)并快速修改程序設(shè)計(jì)中存在的問題，從而提高程序編寫的效率。

經(jīng)過多年發(fā)展，我國(guó)單片機(jī)教學(xué)、仿真實(shí)驗(yàn)課程已取得了一定成績(jī)，但目前，單片機(jī)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)中仍存在諸多問題。

(1)單片機(jī)教學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，但國(guó)內(nèi)許多高校往往將單片機(jī)課堂定性為以理論教學(xué)為主、學(xué)生實(shí)驗(yàn)為輔的課程，實(shí)驗(yàn)也僅僅是用來驗(yàn)證理論知識(shí)的驗(yàn)證性課程。這樣幾乎只學(xué)習(xí)理論不做實(shí)驗(yàn)練習(xí)的教學(xué)方法，很難提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的熱情，更別想真正深刻的理解掌握單片機(jī)方面的知識(shí)，也很難真正的培養(yǎng)出單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的高級(jí)人才。(2)單片機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)課程受到了實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地、實(shí)驗(yàn)時(shí)間等多方面的限制，學(xué)生除了在課堂上，平時(shí)很難有機(jī)會(huì)接觸，更別說實(shí)踐了。在單片機(jī)教學(xué)實(shí)踐中需要諸如電腦、實(shí)驗(yàn)電路板、編程器、仿真機(jī)等很多硬件設(shè)備。學(xué)生無法承受個(gè)人配備單片機(jī)實(shí)驗(yàn)開發(fā)系統(tǒng)所需要的高額成本，大多數(shù)高等院校不能滿足上課學(xué)生人手一套實(shí)驗(yàn)設(shè)備，來模擬和開發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行單片機(jī)實(shí)驗(yàn)。(3)現(xiàn)行條件下單片機(jī)技術(shù)發(fā)展較為迅速，更新?lián)Q代較快，新買的實(shí)驗(yàn)仿真器用不了幾年就會(huì)很快落伍，學(xué)校無法及時(shí)更新，設(shè)備卻在不斷老化。這就造成單片機(jī)實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足、落后，實(shí)驗(yàn)教學(xué)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(jī)實(shí)驗(yàn)室，我國(guó)許多高?？媳緵]有這種條件。

3、教學(xué)中的具體實(shí)例

單片機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)是單片機(jī)教學(xué)的重要組成部分，經(jīng)典的單片機(jī)仿真器包括如下單元電路模塊教具：CPU電路、LED數(shù)碼顯示電路、LED發(fā)光管電路、LCD顯示電路、存儲(chǔ)器模塊、鍵盤電路、D/A轉(zhuǎn)換模塊、A/D轉(zhuǎn)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(dòng)機(jī)、繼電器等）、集成器件擴(kuò)展模塊、分離器件擴(kuò)展模塊。老師通過手工焊制電路板、導(dǎo)線連接等方式將各個(gè)單元連接起來，可以方便的將組合教具組合出：數(shù)字鐘、簡(jiǎn)單計(jì)算器、籃球比賽計(jì)分器、簡(jiǎn)易秒表、電風(fēng)扇、電壓表、洗衣機(jī)模型、變光燈、遙控電風(fēng)扇、遙控洗衣機(jī)、交通燈、遙控變光燈、火警報(bào)警器、溫度表、光電記數(shù)器、光電開關(guān)等，許多具有較強(qiáng)實(shí)用功能的應(yīng)用電路。學(xué)生通過單片機(jī)實(shí)踐課，利用教具各單元電路模塊、合理的連接導(dǎo)線、或自己設(shè)計(jì)的硬件電路構(gòu)建出自己理想的單片機(jī)硬件，這樣不但極大的調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，同時(shí)加深了單片機(jī)理論課程的印象。

在單片機(jī)教學(xué)中我們通常會(huì)講：“8051單片機(jī)有p0，P1，p2，P3，四個(gè)I/O口”。但是，在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于大多采用電路連線固定，只用p1口接LED燈的實(shí)驗(yàn)電路板，選用這樣的實(shí)驗(yàn)電路板同時(shí)向CPU中輸入“讓LED燈反復(fù)亮滅”的實(shí)驗(yàn)程序，八個(gè)LED等將不停的閃爍。但是這樣的實(shí)驗(yàn)電路板無法演示p2、p3、P0口接LED燈的實(shí)驗(yàn)狀況，采用這種相對(duì)傳統(tǒng)的連線式單片機(jī)實(shí)驗(yàn)電路板，我們只能通過想象來完成教學(xué)中單片機(jī)電路的連接模擬，肯定沒有條件去親自設(shè)計(jì)或連接相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。如果選用組合式單片機(jī)教具作為實(shí)驗(yàn)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(guān)的實(shí)驗(yàn)狀況。

但是，將LED燈直接連p0口時(shí)，LED燈不能閃爍，也就是電路不能正常工作。這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以充分說明p0、p1、p2、p3，這4個(gè)I/O口中由于p0口的內(nèi)部電路不一樣（沒有內(nèi)部上拉電阻）所造成的同樣的硬件電路完全不同的實(shí)驗(yàn)效果。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)后，在講解四個(gè)I/O口的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)時(shí)，就可達(dá)到事半功倍的效果。

4、結(jié)語(yǔ)

我們?cè)趯?duì)單片機(jī)進(jìn)行教學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，要不斷的注重實(shí)際應(yīng)用的需要。在對(duì)單片機(jī)仿真器教學(xué)時(shí)，我們要在借助現(xiàn)代新型教學(xué)手段的同時(shí)，不斷更新單片機(jī)設(shè)計(jì)思路，轉(zhuǎn)變單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制作與調(diào)試方法，最終做到利于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐。相信，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)和電子技術(shù)教學(xué)的不斷發(fā)展，單片機(jī)新技術(shù)、新應(yīng)用會(huì)不斷出現(xiàn)和發(fā)展，學(xué)習(xí)真正為高等工程教育實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來革命性的變化。當(dāng)然，在圍繞應(yīng)用性人才培養(yǎng)目標(biāo)發(fā)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(zhǎng)。

參考文獻(xiàn)

第3篇：?jiǎn)纹瑱C(jī)應(yīng)用范文

【關(guān)鍵詞】單片機(jī)；洗衣機(jī)；延時(shí)定時(shí)器；非接觸；微型控制器

中國(guó)洗衣機(jī)目前年產(chǎn)量世界第一，家庭保有量及普及率也已經(jīng)達(dá)到了較高的水平。洗衣機(jī)作為日常生活中的家用電器，同樣在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用也十分廣泛。

單片機(jī)又稱微型控制器，或稱嵌入式控制器。而家用電器是單片機(jī)應(yīng)用最多的領(lǐng)域之一，單片機(jī)以微小的體積及其諸多優(yōu)點(diǎn)，完全滿足在洗衣機(jī)中的應(yīng)用。

1.洗衣機(jī)概述

1.1 洗衣機(jī)行業(yè)的動(dòng)態(tài)

我國(guó)洗衣機(jī)市場(chǎng)已步入成熟期，據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)城鎮(zhèn)居民家庭平均每百戶擁有量已達(dá)91.44臺(tái)。今后城鎮(zhèn)居民的購(gòu)買主要是來自更新和較高層次的新增需求。

1.2 洗衣機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)

洗衣機(jī)正在向著節(jié)水，高度自動(dòng)化，品種多樣化，節(jié)能和健康化，大容量和微型化，組合化的方向發(fā)展。

2.全自動(dòng)洗衣機(jī)的洗衣原理和構(gòu)造

2.1 全自動(dòng)洗衣機(jī)的洗衣原理

全自動(dòng)洗衣機(jī)是通過水位開關(guān)與電磁進(jìn)水閥配合來控制進(jìn)水、排水以及電機(jī)的通斷，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的。電磁進(jìn)水閥起著通斷水源的作用。如圖2-1，當(dāng)電磁線圈1斷電時(shí)，移動(dòng)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(guān)閉，水流不通。當(dāng)電磁線圈通電后，移動(dòng)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(nèi)。由于中心小孔的流通能力大于膜片兩側(cè)小孔5的流通能力，膜片上方壓強(qiáng)迅速減小，膜片將在壓力差的作用下上移，閉門開啟，水流導(dǎo)通。

圖2-1 電磁進(jìn)水閥原理圖 圖2-2 水位開關(guān)原理圖

圖2-3 全自動(dòng)洗衣機(jī)原理圖

水位開關(guān)實(shí)際上是一個(gè)壓力開關(guān)。如圖2-2，氣室1的入口與洗衣桶中的貯氣室相聯(lián)接。當(dāng)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(qiáng)亦增大，水位開關(guān)中的波紋膜片2受壓而脹起，推動(dòng)頂桿3運(yùn)動(dòng)而使觸點(diǎn)4改變，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)通斷。

2.2 全自動(dòng)洗衣機(jī)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(jī)實(shí)現(xiàn)的非接觸式延時(shí)定時(shí)器在洗衣機(jī)中的應(yīng)用

我們使用單片機(jī)制作了一個(gè)簡(jiǎn)易定時(shí)器。此定時(shí)器旨在實(shí)現(xiàn)非接觸啟動(dòng)或停止脫水機(jī)，避免觸電并具有延時(shí)功能；此定時(shí)器利用紅外線實(shí)現(xiàn)非接觸啟動(dòng)或停止延時(shí)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(shè)計(jì)

3.1.1 系統(tǒng)控制過程

電路如圖3-1所示。在初始狀態(tài)下，紅色LED指示燈D2點(diǎn)亮，脫水機(jī)不工作。當(dāng)手靠近紅外發(fā)射管時(shí)，紅外線經(jīng)手掌反射到紅外接收頭U4，經(jīng)其濾波、放大、解碼后輸出低電平，此信號(hào)（可能不止出現(xiàn)一次）經(jīng)單片機(jī)U1處理后，先驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)出約2分鐘的聲音信號(hào)，然后控制繼電器J1啟動(dòng)脫水機(jī)進(jìn)行脫水工作，并點(diǎn)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(hào)（可能不止一次），則經(jīng)單片機(jī)U1處理后控制脫水機(jī)停止工作，并發(fā)出聲音提示，否則，將延時(shí)一段時(shí)間后再停止脫水機(jī)并發(fā)出聲音提示。

3.1.2 電路原理

如圖3-1所示。單片機(jī)U1（STC89C52）是系統(tǒng)控制核心，單片機(jī)通過程序產(chǎn)生38.5kHz(周期為26us)、脈寬為50%的方波，并驅(qū)動(dòng)紅外管D5發(fā)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(yōu)良。但是，該紅外接收頭暴露在太陽(yáng)光底下會(huì)持續(xù)輸出低電平，導(dǎo)致傳感器電路無法正常工作，我們?cè)诤竺鏁?huì)介紹程序抗干擾法。當(dāng)U4接收到38kHz的紅外線時(shí)，③腳將輸出低電平，并送到U1⑿腳，U1進(jìn)入外部中斷程序，最后通過光耦U3來控制繼電器，進(jìn)而控制電機(jī)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(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，紅色發(fā)光二極管D2長(zhǎng)亮，用于指示工作狀態(tài)。當(dāng)定時(shí)器開始延時(shí)工作，綠色LED管D3將點(diǎn)亮。

電源部分采用三端穩(wěn)壓塊7805給單片機(jī)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(diào)試

只要按照?qǐng)D3-1將電路焊好并將編寫好的源程序燒到單片機(jī)中，便可工作。如果發(fā)現(xiàn)系敏度太高或不穩(wěn)定，可適當(dāng)增大R8的值，直到滿足要求為止。

4.結(jié)束語(yǔ)

本文主要研究了單片機(jī)在洗衣機(jī)中的應(yīng)用，使用單片機(jī)制作一個(gè)簡(jiǎn)易定時(shí)器，實(shí)現(xiàn)了該定時(shí)器具有非接觸式停止或啟動(dòng)脫水機(jī)，以免觸電并且具有延時(shí)功能，提高了其性能，為生活帶來了更多的方便。

參考文獻(xiàn)

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[2]王幸之,鐘愛琴,王雷,王閃.AT89S系列單片機(jī)原理與接口技術(shù)[M].北京:航空航天大學(xué)出版社,2008,5.

[3]劉海斌.中國(guó)洗衣機(jī)行業(yè)分析報(bào)告[M].北京:清華大學(xué),2009,2.

[4]余永權(quán).模糊控制技術(shù)與模糊家用電器[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2005.

第4篇：?jiǎn)纹瑱C(jī)應(yīng)用范文

【關(guān)鍵詞】單片機(jī)，技術(shù)應(yīng)用，特點(diǎn)，趨勢(shì)，挑戰(zhàn)

一、單片機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)合

1.1智能儀器儀表。單片機(jī)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(shí)還簡(jiǎn)化了儀器儀表的硬件結(jié)構(gòu)，從而可以方便地完成儀器儀表產(chǎn)品的升級(jí)換代。如各種智能電氣測(cè)量?jī)x表、智能傳感器等。

1.2機(jī)電一體化產(chǎn)品。機(jī)電一體化產(chǎn)品是集機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體，具有智能化特征的各種機(jī)電產(chǎn)品。單片機(jī)在機(jī)電一體化產(chǎn)品的開發(fā)中可以發(fā)揮巨大的作用。典型產(chǎn)品如機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)包裝機(jī)、點(diǎn)鈔機(jī)、醫(yī)療設(shè)備、打印機(jī)、傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)等。

1.3實(shí)時(shí)工業(yè)控制。單片機(jī)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(shù)的采集和控制均可以利用單片機(jī)方便地實(shí)現(xiàn)。在這類系統(tǒng)中，利用單片機(jī)作為系統(tǒng)控制器，可以根據(jù)被控對(duì)象的不同特征采用不同的智能算法，實(shí)現(xiàn)期望的控制指標(biāo)，從而提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。典型應(yīng)用如電機(jī)轉(zhuǎn)速控制、溫度控制、自動(dòng)生產(chǎn)線等。

1.4家用電器。家用電器是單片機(jī)的又一重要應(yīng)用領(lǐng)域，前景十分廣闊。如空調(diào)器、電冰箱、洗衣機(jī)、電飯煲、高檔洗浴設(shè)備、高檔玩具等。另外，在交通領(lǐng)域中，汽車、火車、飛機(jī)、航天器等均有單片機(jī)的廣泛應(yīng)用。如汽車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、航天測(cè)控系統(tǒng)、黑匣子還有分布式系統(tǒng)的前端模塊等等。

二、單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展特點(diǎn)

2.1單片機(jī)長(zhǎng)壽命。8位、16位、32位單片機(jī)共同發(fā)展？這是當(dāng)前單片機(jī)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)動(dòng)向。長(zhǎng)期以來，單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展是以8位機(jī)為主的。隨著移動(dòng)通訊、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)等高科技產(chǎn)品進(jìn)入家庭，32位單片機(jī)應(yīng)用得到了長(zhǎng)足發(fā)展。以Motorola？68K為CPU的32位單片機(jī)97年的銷售量達(dá)8千萬(wàn)枚。過去認(rèn)為由于8位單片機(jī)功能越來越強(qiáng)，32位機(jī)越來越便宜，使16位單片機(jī)生存空間有限，而16位單片機(jī)的發(fā)展無論從品種和產(chǎn)量方面，近年來都有較大幅度的增長(zhǎng)。

2.2單片機(jī)速度越來越快。MPU發(fā)展中表現(xiàn)出來的速度越來越快是以時(shí)鐘頻率越來越高為標(biāo)志的。而單片機(jī)則有所不同，為提高單片機(jī)抗干擾能力，降低噪聲，降低時(shí)鐘頻率而不犧牲運(yùn)算速度是單片機(jī)技術(shù)發(fā)展之追求。一些8051單片機(jī)兼容廠商改善了單片機(jī)的內(nèi)部時(shí)序，在不提高時(shí)鐘頻率的條件下，使運(yùn)算速度提高了很多，Motorola單片機(jī)則使用了瑣相環(huán)技術(shù)或內(nèi)部倍頻技術(shù)使內(nèi)部總線速度大大高于時(shí)鐘產(chǎn)生器的頻率。68HC08單片機(jī)使用4.9M外部振蕩器而內(nèi)部時(shí)鐘達(dá)32M，而M68K系列32位單片機(jī)使用32K的外部振蕩器頻率內(nèi)部時(shí)鐘可達(dá)16MHz以上。

2.3低噪聲與高可靠性技術(shù)

為提高單片機(jī)系統(tǒng)的抗電磁干擾能力，使產(chǎn)品能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境，滿足電磁兼容性方面更高標(biāo)準(zhǔn)的要求，各單片機(jī)商家在單片機(jī)內(nèi)部電路中采取了一些新的技術(shù)措施。如美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體NS的COP8單片機(jī)內(nèi)部增加了抗EMI電路，增強(qiáng)了“看門狗”的性能。Motorola也推出了低噪聲的LN系列單片機(jī)。另外他還有低電壓低能耗等特點(diǎn)。

三、單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展前景及趨勢(shì)

由于通用型IC的仿冒現(xiàn)象比較嚴(yán)重，因此定制化IC將是未來單片機(jī)發(fā)展的主要方向。此外，盡管16位、32位單片機(jī)市場(chǎng)有所增加，但8位在未來三五年內(nèi)仍將占主流，只是成長(zhǎng)幅度會(huì)趨緩。從應(yīng)用角度講，盛揚(yáng)看好消費(fèi)類電子和家電產(chǎn)品，尤其是中小型家電產(chǎn)品，它屬于比較成熟的單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域；其次是高端領(lǐng)域的車用產(chǎn)品。目前，盛揚(yáng)已針對(duì)汽車周邊領(lǐng)域推出系列產(chǎn)品，主要用于汽車防盜、車載電子、信息娛樂、胎壓監(jiān)測(cè)、里程表的面板等。

單片機(jī)擁有良好的應(yīng)用前景，但廠商之間的競(jìng)爭(zhēng)愈演愈烈。因此，對(duì)本土企業(yè)而言，要想脫穎而出，質(zhì)量一定要好，同時(shí)還要注重產(chǎn)品的環(huán)保和可靠性，因?yàn)榧译姾推嚨犬a(chǎn)品對(duì)安全性的要求越來越高；其次，充分發(fā)揮本土廠商在特定應(yīng)用領(lǐng)域的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)。不過，這種性價(jià)比必須建立在性能過關(guān)、可靠度過關(guān)的基礎(chǔ)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(jìn)。同時(shí)，采用雙CPU結(jié)構(gòu)，增加數(shù)據(jù)總線的寬度，提高數(shù)據(jù)處理的速度和能力；采用流水線結(jié)構(gòu)，提高處理和運(yùn)算速度，以適應(yīng)實(shí)時(shí)控制和處理的需要。增大存儲(chǔ)容量，片內(nèi)EPROM的E2PROM化，程序的保密化，提高并行口驅(qū)動(dòng)能力，以減少驅(qū)動(dòng)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(kuò)展；電路的內(nèi)裝化；和互聯(lián)網(wǎng)連接已是一種明顯的走向，可靠性及應(yīng)用水平越來越高。

四、不斷發(fā)展的單片機(jī)技術(shù)給工程師們提出個(gè)新的挑戰(zhàn)

單片機(jī)從開發(fā)到產(chǎn)品端有很多關(guān)鍵階段。首先，開發(fā)新產(chǎn)品需要了解市場(chǎng)需求和應(yīng)用方面的技術(shù)，才能定IC的規(guī)格；IC規(guī)格定下來后才能進(jìn)行IC設(shè)計(jì)；IC設(shè)計(jì)完成后要進(jìn)行驗(yàn)證；驗(yàn)證完成后，要做演示版進(jìn)行市場(chǎng)推廣。這些階段都要求單片機(jī)工程師具備優(yōu)良的素質(zhì)。

首先工程師們要懂技術(shù)，并注意技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的長(zhǎng)期積累。比如定IC規(guī)格，這是決定IC成敗的關(guān)鍵，規(guī)格定得好，IC才能做得好。但I(xiàn)C規(guī)格不能關(guān)起門來自己定，一定要與市場(chǎng)和產(chǎn)品端相結(jié)合。所以就要求工程師必須熟悉整機(jī)產(chǎn)品的整個(gè)研發(fā)和生產(chǎn)過程，要懂生產(chǎn)環(huán)節(jié)和產(chǎn)品的專業(yè)知識(shí)，懂IC內(nèi)部的相關(guān)工藝和IC設(shè)計(jì)。因此，要完全掌握這項(xiàng)技術(shù)至少需要十年的經(jīng)驗(yàn)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(chǎng)，對(duì)市場(chǎng)要有敏銳的洞察力，才可能做到技術(shù)管理的高層或工程領(lǐng)域的主管。否則，只能永遠(yuǎn)是一名普通的工程師。

第5篇：?jiǎn)纹瑱C(jī)應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī) 應(yīng)用系統(tǒng) 設(shè)計(jì)

一、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程

1、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)組成

硬件和軟件構(gòu)成了單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)兩大基本組成部分。CPU、存儲(chǔ)區(qū)、若干I/O接口及設(shè)備等組成了硬件部分。其中，單片機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的核心部件，能運(yùn)行程序和處理數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)單片機(jī)程序及數(shù)據(jù)，I/O接口是單片機(jī)與外部被控對(duì)象的信息交換通道。

實(shí)時(shí)軟件和開發(fā)軟件構(gòu)成了單片機(jī)系統(tǒng)的軟件。針對(duì)不同單片機(jī)控制系統(tǒng)功能所編寫的軟件為實(shí)時(shí)軟件，在開發(fā)、調(diào)試控制系統(tǒng)時(shí)使用的軟件稱為開發(fā)軟件，如匯編軟件、編譯軟件、仿真和調(diào)試軟件、編程下載軟件等。

2、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求

對(duì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)侯，首先選用可靠性高的元器件，以免系統(tǒng)的可靠運(yùn)行被損壞，同時(shí)要排除電路中的不穩(wěn)定因素。其次，在設(shè)計(jì)的過程中系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要模塊化、規(guī)范化，控制開關(guān)不能太復(fù)雜，太多，要便于查找故障和排除故障。最后，要優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化硬件電路，使系統(tǒng)的操作順序簡(jiǎn)單明了，必要的時(shí)候考慮軟件是否要設(shè)置加密功能，使固化到單片機(jī)內(nèi)的用戶程序不被非法復(fù)制。

3、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)

單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的一般可分為五個(gè)階段，第一階段的任務(wù)是確定總體設(shè)計(jì)方案，需要完成用戶需求分析與方案的調(diào)研，目的是通過對(duì)市場(chǎng)及用的了解明確應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)機(jī)技術(shù)指標(biāo)。根據(jù)需求分析與方案調(diào)研進(jìn)行可行性分析。第二階段的主要任務(wù)是系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)與制作，主要包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)總體設(shè)計(jì)需求，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的硬件電路原理圖，并初步設(shè)計(jì)印制電路板等。第三階段是仿真調(diào)試，分為硬件調(diào)試、軟件調(diào)試和系統(tǒng)聯(lián)調(diào)三個(gè)過程。硬件調(diào)試是利用開發(fā)系統(tǒng)基本測(cè)試儀器（萬(wàn)用表、示波器等），通過執(zhí)行開發(fā)系統(tǒng)有關(guān)命令或測(cè)試程序，檢查用戶系統(tǒng)硬件中存在的故障。軟件調(diào)試時(shí)通過對(duì)用戶程序的匯編、連接、執(zhí)行來發(fā)現(xiàn)程序中存在的語(yǔ)法錯(cuò)誤與邏輯錯(cuò)誤并加以排除糾正的過程。系統(tǒng)聯(lián)調(diào)是指讓用戶系統(tǒng)的軟件在其硬件上實(shí)際運(yùn)行，并進(jìn)行軟、硬聯(lián)合調(diào)試。第四階段的任務(wù)是程序固化及獨(dú)立運(yùn)行。第五階段的任務(wù)是文件編制階段，文件應(yīng)包括任務(wù)描述；設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想及設(shè)計(jì)方案論證；性能測(cè)定及現(xiàn)場(chǎng)試用報(bào)告與說明。

二、單片機(jī)的選型

1、單片機(jī)的性能指標(biāo)

目前的單片機(jī)有4位機(jī)、8位機(jī)、16位機(jī)及32位機(jī)等幾種。單片機(jī)的位數(shù)是由其內(nèi)核CPU的位數(shù)決定的。位數(shù)越多，單片機(jī)處理數(shù)據(jù)的能力就越強(qiáng)。單片機(jī)的運(yùn)行速度取決于外部晶振或外部時(shí)鐘信號(hào)的頻率。如89C51的外部時(shí)鐘頻率可達(dá)24MHz。單片機(jī)運(yùn)行速度高則執(zhí)行速度塊，但功耗也會(huì)相應(yīng)地增加。單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)類型主要有ROM和RAM。在一些自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀表及電池供電的產(chǎn)品中，低功耗是主要的技術(shù)指標(biāo)，通常采用HCMOS工藝的單片機(jī)在低電壓下工作單片機(jī)的封裝一般有DIP、QFP、PLCC等類型，應(yīng)從印制板的尺寸、加工手段、購(gòu)買途徑及成本等方面綜合考慮。

2、單片機(jī)的選型原則

單片機(jī)的選型一般有三個(gè)原則，一是單片機(jī)的系統(tǒng)適應(yīng)性，它是指能否用這個(gè)單片機(jī)完成應(yīng)用系統(tǒng)的控制任務(wù)。主要考慮的因素有：是否有合適的計(jì)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(shí)器？是否有所需的I/O端口數(shù)？二是單片機(jī)的可開發(fā)性，開發(fā)工具的使用時(shí)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的必須手段，是選擇單片機(jī)的一個(gè)重要依據(jù)。主要考慮的因素有：開發(fā)環(huán)境、調(diào)試工具、在線BBS服務(wù)及應(yīng)用支持。三是制造商歷史及可購(gòu)買性，要考慮產(chǎn)品的性價(jià)比是否可靠？所以，依據(jù)這三個(gè)原則，應(yīng)該可以選擇出最適用于具體應(yīng)用系統(tǒng)的單片機(jī)。

三、單片機(jī)的抗干擾技術(shù)

1、干擾的來源

用信號(hào)外的噪聲或造成惡劣影響的變化部分的總稱為干擾。在進(jìn)行單片機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品的開發(fā)過程中，我們經(jīng)常碰到一個(gè)很棘手的問題，即在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下系統(tǒng)運(yùn)行的正常，但小批量生產(chǎn)并安裝在工作現(xiàn)場(chǎng)后，卻出現(xiàn)一些不太規(guī)律、不太正常的現(xiàn)象。究其原因主要是系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)不全面，導(dǎo)致應(yīng)用系統(tǒng)的工作不可靠。引起單片機(jī)控制系統(tǒng)干擾的主要原因有三類，分別是供電系統(tǒng)的干擾、過程通道的干擾和空間電磁波的干擾。電源開關(guān)的通斷、電機(jī)和大的用電設(shè)備的啟停都會(huì)使供電電網(wǎng)發(fā)生波動(dòng)，受這些因素的影響，電網(wǎng)上常常出現(xiàn)幾百伏甚至幾千伏的尖峰脈沖干擾。

2、硬件抗干擾技術(shù)

常用的硬件抗干擾技術(shù)主要有隔離技術(shù)、接地技術(shù)、去耦技術(shù)、濾波技術(shù)及屏蔽技術(shù)。在單片機(jī)系統(tǒng)中，為了提高供電系統(tǒng)的質(zhì)量，防止竄入干擾，建議采用單片機(jī)輸入電源與強(qiáng)電設(shè)備動(dòng)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(dú)立功能塊單獨(dú)供電，并用集成穩(wěn)壓塊實(shí)現(xiàn)兩級(jí)穩(wěn)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(shí)系統(tǒng)輸入、輸出以及單片機(jī)之間進(jìn)行信息傳輸?shù)穆窂健Ｓ捎谳斎胼敵鰧?duì)象與單片機(jī)之間連接線長(zhǎng)，容易竄入干擾，必須抑制。

3、軟件抗干擾技術(shù)

單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的抗干擾性不可能完全依靠硬件解決，軟件抗干擾設(shè)計(jì)也是防止和消除應(yīng)用系統(tǒng)故障的重要途徑。一旦單片機(jī)因干擾而使得程序計(jì)數(shù)器PC偏離了原定的值，程序便脫離正常運(yùn)行軌道，出現(xiàn)操作數(shù)數(shù)值改變或?qū)⒉僮鲾?shù)當(dāng)作操作碼的“跑飛”現(xiàn)象。此時(shí)，可采用軟件陷阱和“看門狗”技術(shù)使程序恢復(fù)到正常狀態(tài)。所謂軟件陷阱，是指可以使混亂的程序恢復(fù)正常運(yùn)行或使“跑飛”的程序恢復(fù)到初始狀態(tài)的一系列指令。如NOP指令、LJMP指令等。程序運(yùn)行監(jiān)視系統(tǒng)又稱“看門狗”?！翱撮T狗”就是一個(gè)劍士跟蹤定時(shí)器，應(yīng)用“看門狗”技術(shù)可以使單片機(jī)從死循環(huán)中恢復(fù)到正常狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)：

第6篇：?jiǎn)纹瑱C(jī)應(yīng)用范文

【關(guān)鍵詞】電子技術(shù) 單片機(jī) 應(yīng)用研究

對(duì)于電子技術(shù)來說，未來要滿足嵌入式應(yīng)用不斷發(fā)展的需求，單片的微控制器隨需求提高而出現(xiàn)，并且以高速的發(fā)展態(tài)勢(shì)進(jìn)入人們的視線。從上個(gè)世紀(jì)七十年展至今，單片機(jī)的種類已逐漸齊全，大部分的行業(yè)領(lǐng)域都有單片機(jī)的涉及。

1 組成單片機(jī)的零部件

簡(jiǎn)單來說，單片機(jī)就是一種集成的電路芯片，通過運(yùn)用超大規(guī)模的集成電路技術(shù)把具有強(qiáng)大處理能力的CPU、存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器、多種接口的中斷系統(tǒng)、斷時(shí)器和計(jì)時(shí)器等設(shè)備鑲嵌到一塊硅片上，并且讓這塊硅片具有完善的計(jì)算處理能力。如今，隨著電子技術(shù)領(lǐng)域不斷的擴(kuò)張，單片機(jī)也隨之融入我們的生活和工作以及各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中，筆者幾乎找不到?jīng)]有單片機(jī)蹤跡的行業(yè)。衛(wèi)星導(dǎo)彈發(fā)射的飛行路線設(shè)置裝置，飛機(jī)上的導(dǎo)航裝置，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)傳輸及通訊，這些都不能離開單片機(jī)的技術(shù)支持。

1.1 運(yùn)算處理器

運(yùn)算器主要是以算術(shù)/邏輯運(yùn)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(gè)八位數(shù)據(jù)的寄存器，累加器也是CPU中工作最為平凡的寄存器。當(dāng)CPU在進(jìn)行運(yùn)算時(shí)，累加器ACC通常會(huì)在運(yùn)算之前暫存一個(gè)操作數(shù)，在運(yùn)算之后保存其運(yùn)算的結(jié)果。B寄存器主要運(yùn)用于乘法和除法的計(jì)算操作。

1.2 控制器

控制器可以說是CPU的中樞神經(jīng)，其功能包含了具有定時(shí)控制效能的邏輯電路、數(shù)據(jù)指令寄存器、譯碼器和地址指南等。本文所屬的程序計(jì)數(shù)器計(jì)算機(jī)主要是由18位寄存器構(gòu)建而成。8061CPU指定的地址，從相應(yīng)的單元中取出指令字節(jié)并放入專門的指令寄存器當(dāng)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(hào)，這些不同類型的控制型號(hào)與CUP中的時(shí)鐘振蕩器在特定的實(shí)踐內(nèi)相結(jié)合，最終形成在一定時(shí)間點(diǎn)或段上的電平，這也就是我們常說的控制信息。

1.3 存儲(chǔ)器

存儲(chǔ)器是組成單片機(jī)整體的重要部分，其特點(diǎn)就是一個(gè)單元對(duì)一個(gè)地址，若有269個(gè)單元那么就有269個(gè)地址，并且使用兩位十六進(jìn)制的數(shù)字表示，這就是存儲(chǔ)器的地址。存儲(chǔ)器中的每一個(gè)存儲(chǔ)單元都能夠存儲(chǔ)一個(gè)八位數(shù)據(jù)的二進(jìn)制信息，一般情況下都是用兩位十六進(jìn)制數(shù)據(jù)來表示，這就是存儲(chǔ)器的主要內(nèi)容。這里要注意，存儲(chǔ)單元地址和存儲(chǔ)單元是兩個(gè)完全不相同的概念。

2 電子技術(shù)中的單片機(jī)特點(diǎn)

經(jīng)筆者的實(shí)踐分析，電子技術(shù)領(lǐng)域中的單片機(jī)大致有這幾大優(yōu)勢(shì)，即：高集成度，體積小便于攜帶；整體的控制性能優(yōu)越；只需使用很低的電壓就可以驅(qū)動(dòng)，總體能耗相對(duì)較低，利于便攜式產(chǎn)品的開發(fā)；兼容度高，能夠與其他硬件產(chǎn)生擴(kuò)展聯(lián)系；高性價(jià)比。據(jù)相關(guān)調(diào)查報(bào)告顯示，單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域主要包括：完全自動(dòng)化的辦公設(shè)備；機(jī)電一體化發(fā)展中的運(yùn)用；單片機(jī)在我們?nèi)粘Ｉ钪械膽?yīng)用；各類科研檢測(cè)儀器中的單片機(jī)，提高檢測(cè)儀器的檢測(cè)精度，簡(jiǎn)化操作方式；汽車本體以及周邊附屬產(chǎn)品；航天科技，尖端武器等領(lǐng)域。

3 單片機(jī)的應(yīng)用

3.1 使用壽命

單片機(jī)的使用壽命可以從兩個(gè)方面來看，一方面是指以單片機(jī)開發(fā)的產(chǎn)品所使用的時(shí)間，另一方面就是指微處理器的壽命。伴隨著半導(dǎo)體技術(shù)不斷的發(fā)展，MPU的換代間隔時(shí)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(xiàn)，讓單片機(jī)的種類不斷的增長(zhǎng)，給我們的用戶帶來了更多的選擇余地。多種不同數(shù)位的單片機(jī)共同發(fā)展是單片機(jī)發(fā)展的另一個(gè)趨勢(shì)，但是長(zhǎng)時(shí)間以來，單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展還主要是以八位機(jī)為主。隨著眾多高新科技進(jìn)入人們的家庭，三十二位單片機(jī)的出現(xiàn)得到了高速發(fā)展的機(jī)會(huì)。

3.2 運(yùn)算速度越來越快

從MUP中展現(xiàn)出來的高速運(yùn)算讓時(shí)鐘的頻率越來越高，這也是MUP發(fā)展的主要表現(xiàn)之一。但是單片機(jī)卻又不同，為了提高單片機(jī)的抗干擾能力和降噪效果，通過降低時(shí)鐘頻率而不犧牲運(yùn)算速度是單片機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展所追求的理念之一。通過改變單片機(jī)的內(nèi)部時(shí)序列表，在不影響內(nèi)部時(shí)鐘頻率的前提下，讓運(yùn)算速度得到提升。

3.3 降噪效果和高可靠性

在單片機(jī)的應(yīng)用過程中，可靠性是最為重要的因素，為了進(jìn)一步擴(kuò)大單片機(jī)的運(yùn)用范圍，那么通過運(yùn)用不同技術(shù)手段來提高單片機(jī)的可靠性是非常有必要的。近兩年，單片機(jī)生產(chǎn)廠家為了提高單片機(jī)的可靠性，在單片機(jī)生產(chǎn)過程中融入了幾種新技術(shù)，其新型技術(shù)有以下幾點(diǎn)：

（1）EFT技術(shù)：這是一種抗干擾的新型技術(shù)，主要用于保護(hù)振蕩電路的正弦信號(hào)不會(huì)受到外在因素的干擾。

（2）降噪布線以及驅(qū)動(dòng)技術(shù)：這種技術(shù)就是在傳統(tǒng)的單片機(jī)上，讓電源和集成電路處于集成電路外殼的對(duì)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(gè)對(duì)稱點(diǎn)上。這么做就會(huì)讓干擾源穿過整個(gè)芯片，對(duì)電路內(nèi)部造成干擾。目前，為了優(yōu)化這一問題，很多單片機(jī)在生產(chǎn)過程中都會(huì)把地線和電源的引腳設(shè)置在兩條相鄰的邊上。這就大大降低了干擾源對(duì)整個(gè)芯片電流的影響。

4 結(jié)束語(yǔ)

筆者堅(jiān)信，二十一世紀(jì)是單片機(jī)在電子技術(shù)領(lǐng)域中高速發(fā)展的時(shí)期。隨著各項(xiàng)技術(shù)的高速發(fā)展和普及度的增長(zhǎng)，世界的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)逐漸從資本經(jīng)濟(jì)進(jìn)入知識(shí)經(jīng)濟(jì)。嵌入式系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)的核心，而單片機(jī)就是最經(jīng)典、最廣泛的嵌入式系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介

馮珊珊（1981-），女，遼寧省人。大學(xué)本科學(xué)歷?，F(xiàn)為遼寧建筑職業(yè)學(xué)院講師。研究方向應(yīng)用電子。

楊中興（1982-），男，遼寧省人?，F(xiàn)為遼寧建筑職業(yè)學(xué)院講師。研究方向電子、自動(dòng)化。

第7篇：?jiǎn)纹瑱C(jī)應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī) 電氣設(shè)備 應(yīng)用 探討

中圖分類號(hào)：TP368.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2013）12-0006-01

單片機(jī)被我國(guó)吸收運(yùn)用不過是十幾年的事情，但是由于單片機(jī)體積小、功能強(qiáng)、適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)發(fā)展很快，逐漸被各種行業(yè)所接受。目前國(guó)內(nèi)的單片機(jī)以51系列為主，但是在一些復(fù)雜、性能要求高的系統(tǒng)中51系列已經(jīng)不是用，而16位單片機(jī)則可以滿足要求。

1 單片機(jī)技術(shù)概覽

單片機(jī)就是微控制器，是Intel公司推出的產(chǎn)品，憑借強(qiáng)大的功能、小巧的體積和穩(wěn)定的性能和明顯的價(jià)格優(yōu)勢(shì)取得了市場(chǎng)的青睞，目前為止，在各個(gè)領(lǐng)域都已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。單片機(jī)的普及必將帶來科技上的革新，在電氣傳動(dòng)方面的應(yīng)用更是具有里程碑的意義。電氣設(shè)備在電器傳動(dòng)控制系統(tǒng)中有著極為重要的意義，傳統(tǒng)的電氣設(shè)備廣泛的應(yīng)用并不代表著傳統(tǒng)技術(shù)的完美，由于控制線路觸點(diǎn)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(jī)的應(yīng)用對(duì)電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的線路控制可以達(dá)到理想的程度。

2 單片機(jī)技術(shù)原理分析

單片機(jī)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)是通過高度集成電路把處理器、RAM、ROM、輸入輸出電路等計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)件集成在一個(gè)芯片上。這使得單片機(jī)雖然只有一個(gè)芯片，但是卻具備計(jì)算機(jī)的完整功能，可以滿足很多領(lǐng)域的應(yīng)用。單片機(jī)的結(jié)構(gòu)形式分為馮諾依曼結(jié)構(gòu)和Harvard結(jié)構(gòu)兩種，一種是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和程序存儲(chǔ)共用存儲(chǔ)空間，一種是數(shù)據(jù)和程序存儲(chǔ)分開。單片機(jī)自問世以來就憑借巨大的優(yōu)勢(shì)為各個(gè)領(lǐng)域所接受。無論是通訊、交通、辦公自動(dòng)化等領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用，單片機(jī)的抗干擾能力強(qiáng)，對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，很多巨型機(jī)不能工作的環(huán)境單片機(jī)都能夠勝任，使得單片機(jī)在工業(yè)控制領(lǐng)域發(fā)揮巨大的優(yōu)勢(shì)，在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用更是作用明顯。

電氣傳動(dòng)控制技術(shù)。是指通過對(duì)電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)裝置的控制，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化的技術(shù)。是工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化技術(shù)中的重要基礎(chǔ)性技術(shù)。電氣控制的原理是以為處理器為中心的網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)，把自動(dòng)化控制、微電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和智能檢測(cè)等技術(shù)結(jié)合起來的一種控制技術(shù)。

3 單片機(jī)在電氣傳動(dòng)控制中的應(yīng)用

單片機(jī)在電氣設(shè)備中的運(yùn)用有效的提高了工作效率和勞動(dòng)條件，對(duì)于產(chǎn)品的質(zhì)量、能耗的降低都有著很明顯的作用。對(duì)于加入單片機(jī)的電氣設(shè)備，由于更為復(fù)雜精密，日常維護(hù)和故障排除需要建立科學(xué)合理的數(shù)學(xué)模型，而故障本身又會(huì)對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)帶來一些變化影響模型的準(zhǔn)確性，使得對(duì)電氣設(shè)備故障的檢查和檢測(cè)帶來了更大的困難。對(duì)于電器傳動(dòng)常用的80C19型單片機(jī)，作為一種直流伺服控制系統(tǒng)，主要由單片機(jī)核心電路、鍵盤、顯示器著稱，電路結(jié)構(gòu)包括整流器、濾波器、模塊組成H橋。接口電路控制電路信號(hào)，子系統(tǒng)采用16位系統(tǒng)總線增強(qiáng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸寬度，兩個(gè)存儲(chǔ)器可以共用一個(gè)地址。

軟件系統(tǒng)的應(yīng)用。匯編語(yǔ)言依賴的是單精度浮點(diǎn)運(yùn)算，單片機(jī)的開發(fā)越來越復(fù)雜精密，對(duì)算法的要求越來越高。在算法上，大量C語(yǔ)言程序可以為單片機(jī)提供支持。當(dāng)單片機(jī)應(yīng)用在對(duì)響應(yīng)速度有要求的情景下時(shí)，一般操作人員會(huì)考慮用匯編代碼執(zhí)行。實(shí)際項(xiàng)目開發(fā)過程中，匯編項(xiàng)目和C模塊之間經(jīng)?；ハ嗾{(diào)用，在進(jìn)行調(diào)用時(shí)，要在程序中嵌入ASM（…）的命令來實(shí)現(xiàn)二者之間的轉(zhuǎn)換。涉及到參數(shù)傳遞時(shí)要在程序代碼中加入目的匯編程序。程序編譯完成之后進(jìn)行M96和M51文件的核實(shí)，沒有沖突和溢出、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和程序存儲(chǔ)位置正常，就表明目的匯編程序發(fā)揮正確作用。

算法優(yōu)化。并不是所有計(jì)算都需要浮點(diǎn)運(yùn)算的，可以僅考慮轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。轉(zhuǎn)速值必須是整數(shù)，跟蹤精度取決于轉(zhuǎn)速編碼器的精度。采樣周期固定時(shí)，輸出比較寄存器只能在整數(shù)范圍內(nèi)波動(dòng)，控制器的輸入輸出都是整數(shù)，可以通過參數(shù)的調(diào)整就可以轉(zhuǎn)速控制。這種算法提高了運(yùn)算效率，精簡(jiǎn)了運(yùn)算代碼，在實(shí)際編程中已經(jīng)取得了廣發(fā)的使用，取得了較好的效果。

4 80C196十六位總線單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例

鑒于80C196MC單片機(jī)在電氣傳動(dòng)管理中應(yīng)用的廣泛性，對(duì)于這種單片機(jī)的應(yīng)用應(yīng)該著重論述。

CPU改用的寄存器-寄存器結(jié)構(gòu)使得CPU和256字節(jié)寄存器直連，消除了CPU結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的瓶頸累加，提高了運(yùn)算能力。寄存器中通用寄存器的數(shù)量遠(yuǎn)高于CPU，可以為終端服務(wù)程序局部變量提供專用寄存器，節(jié)省了軟件開銷，方便了程序設(shè)計(jì)。80C196MC單片機(jī)自帶波形發(fā)生器，不需要波形發(fā)生器，同時(shí)自帶波形發(fā)生器具有靈活的死區(qū)調(diào)節(jié)功能，可以有效地避免“共態(tài)穿通”。

5 結(jié)語(yǔ)

單片機(jī)應(yīng)用在電氣傳動(dòng)控制中，實(shí)在巨型機(jī)不適用的情況下產(chǎn)生的方案，單片機(jī)輕便可靠，抗干擾能力強(qiáng)，通過對(duì)單片機(jī)程序的更改可以實(shí)現(xiàn)各種各樣豐富的功能，在電氣傳動(dòng)控制方面的應(yīng)用可以保證電氣傳動(dòng)精準(zhǔn)穩(wěn)定，在未來技術(shù)的發(fā)展中，單片機(jī)會(huì)朝著更加精密復(fù)雜的方向發(fā)展，同時(shí)具備更加強(qiáng)大的功能，滿足電氣傳動(dòng)的發(fā)展對(duì)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(xiàn)

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第8篇：?jiǎn)纹瑱C(jī)應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)電子技術(shù)應(yīng)用開發(fā)

當(dāng)代社會(huì)已進(jìn)入高科技發(fā)展時(shí)代，特別是電子智能生產(chǎn)的需求量和技術(shù)水平在不斷提升，嵌入式的應(yīng)用技術(shù)也得到了深入研發(fā)。作為一種嵌入式的控制器，單片機(jī)是影響計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展過程的重要因素。

單片機(jī)屬于集成芯片，其與電子技術(shù)相結(jié)合，能實(shí)現(xiàn)搜集、處理和儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的功能，這也是當(dāng)下微型電子設(shè)備中至關(guān)重要的性能和組成部分。單片機(jī)因?yàn)楹哪艿?、體積小、功能強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)，成為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中不可缺少的部分。

一、單片機(jī)概述

單片機(jī)是新型的電路芯片，從自身基礎(chǔ)特點(diǎn)來看，它體積小，不需要占據(jù)較大的空間，控制性能較強(qiáng)，而且耗能非常小，穩(wěn)定安全。特別是在高科技產(chǎn)品中，運(yùn)用單片機(jī)能節(jié)約成本，提高產(chǎn)品的技術(shù)功能。在一般情況下，單片是利用植入程序，依托其內(nèi)部的運(yùn)算器和控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制。

單片機(jī)是一種非常小的芯片，可以依靠數(shù)字運(yùn)算管理系統(tǒng)，處理數(shù)字信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)儀器的控制。單片機(jī)是一種非常微小的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在當(dāng)前各個(gè)領(lǐng)域都發(fā)揮著重要作用。特別是在智能電子產(chǎn)品飛速發(fā)展的過程中，單片機(jī)占據(jù)了不可替代的位置。

在運(yùn)行過程中，單片機(jī)主要是依靠提前編號(hào)的程序編碼，相當(dāng)于對(duì)其產(chǎn)生的一種指令，在采集了相關(guān)的操作信息之后，與對(duì)應(yīng)的指令向接軌，從而做出一系列反應(yīng)，完成指令需要的功能。

二、單片機(jī)在電子技術(shù)中的應(yīng)用

1.在工業(yè)控制行業(yè)的應(yīng)用

由于工業(yè)生產(chǎn)過程中有許多比較危險(xiǎn)的作業(yè)和生產(chǎn)類型，如電力檢修、高空作業(yè)等，所以保障工人的人身安全，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)是非常必要的。因此，在電子技術(shù)的推動(dòng)下，人們應(yīng)利用單片機(jī)數(shù)據(jù)控制和搜集功能，提高對(duì)工業(yè)生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)的細(xì)節(jié)控制，加強(qiáng)對(duì)安全隱患的監(jiān)管和檢測(cè)，降低危險(xiǎn)系數(shù)。如在電力、煤炭生產(chǎn)等行業(yè)中使用的報(bào)警裝置，可以對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)設(shè)置臨界值，再利用智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦超過正常臨界值，就會(huì)自動(dòng)報(bào)警。

2.在通信領(lǐng)域的發(fā)展

網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展使得人們的通信技術(shù)也在飛速進(jìn)步，而單片機(jī)則在通信領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用。如智能手機(jī)中的電話錄音和語(yǔ)音等功能，實(shí)際上就是利用單片機(jī)完成了聲音、文字的轉(zhuǎn)換。電話錄音的過程就是單片機(jī)收集信號(hào)，然后處理信息，再將處理結(jié)果傳送給收集的內(nèi)部?jī)?chǔ)存中心的過程，以達(dá)到保存音頻的效果。

3.家用電器和儀器儀表方面的應(yīng)用

單片機(jī)在電子技術(shù)上的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)工程的智能化和多樣化，以提高智能家用電器設(shè)備的功能。如現(xiàn)代化的冰箱已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度的效果，能夠?qū)崿F(xiàn)保鮮，也能夠進(jìn)行冷凍，這都是因?yàn)閱纹瑱C(jī)的功能。精密儀表中單片機(jī)的使用能夠提升儀器的精密程度，使其工作時(shí)更加穩(wěn)定。如在航空儀表中，單片機(jī)可以保證相關(guān)儀器不受惡劣環(huán)境和條件的影響。

三、單片機(jī)的技術(shù)開發(fā)

單片機(jī)的技術(shù)開發(fā)可以從單片機(jī)程序、計(jì)算機(jī)等方面進(jìn)行。作為嵌入式的系統(tǒng)，單片機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)執(zhí)行程序的開發(fā)，它可以被嵌入某些系統(tǒng)或者設(shè)備。在此之前，程序員可以設(shè)置單片機(jī)的程序，按照其需要完成的任務(wù)、指令等，設(shè)置相對(duì)應(yīng)的操作，就像智能電子產(chǎn)品中的核心系統(tǒng)和處理器。同時(shí)，開發(fā)單片機(jī)的程序可以提高數(shù)據(jù)處理和傳輸?shù)男?，擴(kuò)大系統(tǒng)的容量，推動(dòng)計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行保駕護(hù)航。另外，單片機(jī)的語(yǔ)言也在不斷發(fā)展，特別是在工業(yè)生產(chǎn)的行業(yè)中，單片機(jī)開始不斷優(yōu)化自身內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而提升操作流程的有效性，減少其占用的資源。

第9篇：?jiǎn)纹瑱C(jī)應(yīng)用范文

單片機(jī)自從1971年誕生以來，現(xiàn)今已經(jīng)獲得了極大的發(fā)展，其種類之齊全，應(yīng)用領(lǐng)域之廣泛，社會(huì)影響之深刻，在數(shù)字技術(shù)領(lǐng)域中都是獨(dú)一無二的。其中最為成功的51系列單片機(jī)至今還在被廣泛的使用著。而隨著技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)于某些要求處理速度快，精確度較高的設(shè)計(jì)任務(wù)，僅僅使用單片機(jī)和相關(guān)電路模塊已經(jīng)很難完成了。本文主要研究FPGA模塊在單片機(jī)上的擴(kuò)展應(yīng)用問題。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī) FPGA 擴(kuò)展應(yīng)用

1 單片機(jī)與FPGA的端口連接

FPGA（Field-programmable Gate Array），也即是現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列，它是在PAL、CPLD等可編程邏輯器件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn)和發(fā)展的產(chǎn)物。FPGA的端口資源比較豐富，可外接各類高速ADC/DAC器件、存儲(chǔ)器、傳感器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和顯示器等，也正因此，其和單片機(jī)在應(yīng)用上能互相結(jié)合，取長(zhǎng)補(bǔ)短。FPGA作為單片機(jī)的一個(gè)擴(kuò)展模塊，其不但可以彌補(bǔ)單片機(jī)I/O 端口少的問題，而且可以解決單片機(jī)不能直接和各種高速ADC/DAC等器件相連的問題。在擴(kuò)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(jī)進(jìn)行控制。單片機(jī)擴(kuò)展FPGA系統(tǒng)中，單片機(jī)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(jī)對(duì)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(jī)的P3.0和P3.1口與FPGA相連的目的是通過串并轉(zhuǎn)換模塊以求能擴(kuò)展更多的數(shù)據(jù)端口，但是如果P3.0和P3.1口要用于和PC機(jī)的串行通信，此時(shí)就不能連接FPGA進(jìn)行端口擴(kuò)展了。

2 FPGA連接模塊的接口安排

由于FPGA的功能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其可以較為方便地處理各種并行任務(wù)。

（1）數(shù)據(jù)采集控制。在FPGA模塊中，我們一般使用狀態(tài)機(jī)的形式去控制ADC的采樣，并實(shí)時(shí)地將采樣數(shù)據(jù)存入FPGA模塊內(nèi)部的RAM之中，之后單片機(jī)在在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候再去讀取并處理數(shù)據(jù)。考慮到FPGA接口數(shù)據(jù)通道的高速性，我們?yōu)榱烁玫貙?duì)阻抗進(jìn)行匹配，同時(shí)也為了減少相應(yīng)的高頻干擾，一般應(yīng)在每一通道線上都串聯(lián)連接一個(gè)小電阻。信號(hào)的頻率與阻值大小成反比，信號(hào)頻率越高，阻值就越小，在100MHZ和50MHZ的工作頻段內(nèi)，其對(duì)應(yīng)的串聯(lián)電阻值一般在20歐-50歐之間。

（2）DAC/ADC信號(hào)輸出控制。FPGA控制高速DAC/ADC的優(yōu)勢(shì)是一般單片機(jī)所無法比擬的，因?yàn)镕PGA能提供高速的數(shù)據(jù)采集信號(hào)。

（3）存儲(chǔ)器接口。常用的與FPGA相接的存儲(chǔ)器一般有兩類，第一類是串行接口存儲(chǔ)器，第二類是規(guī)模較大的SDRAM或SRAM等動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器，我們?cè)贔PGA擴(kuò)展模塊中可以利用動(dòng)態(tài)RAM去控制相關(guān)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(nèi)存。

（4）直流電機(jī)控制。FPGA可以控制直流電機(jī)，但前提是必須通過一個(gè)相關(guān)的驅(qū)動(dòng)電路。其對(duì)于直流電機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)定方法有多種，比如光電法、光柵法、模數(shù)轉(zhuǎn)換法等。FPGA的功能模塊主要包括PWM轉(zhuǎn)速控制模塊、電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)定模塊、轉(zhuǎn)速信號(hào)毛刺排除模塊、閉環(huán)控制模塊等。

（5）步進(jìn)電機(jī)控制。FPGA控制步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)勢(shì)是可以并行產(chǎn)生多通道的SPWM，F(xiàn)PGA通過對(duì)它們之間不同相位的控制，從而實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分驅(qū)動(dòng)控制。

（6）顯示控制。電路能很容易的實(shí)現(xiàn)彩色液晶顯示器、VGA顯示器和LED顯示屏的顯示控制。因?yàn)檫@些控制都涉及高速掃描、高速數(shù)據(jù)傳輸和高速大容量顯示緩存的應(yīng)用。顯然，這些工作如果離開了FPGA，普通單片機(jī)是達(dá)不到此種效果的。

3 單片機(jī)擴(kuò)展FPGA系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟和流程

傳統(tǒng)的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)，包括一些擴(kuò)展模塊的應(yīng)用，從本質(zhì)上來說都不屬于硬件設(shè)計(jì)概念。因?yàn)榘▎纹瑱C(jī)在內(nèi)的擴(kuò)展電路，都是現(xiàn)成的集成電路，其引腳、功能和時(shí)序性能都是預(yù)先確定或本身包含的。從而整個(gè)單片機(jī)的硬件系統(tǒng)只是各電路器件根據(jù)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(shè)計(jì)的內(nèi)容是單片機(jī)軟件的設(shè)計(jì)與調(diào)試。也正因此，傳統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)的核心任務(wù)就主要集中在軟件開發(fā)上，即使用一些仿真軟件調(diào)試也僅是圍繞基于軟件對(duì)CPU和接口硬件模塊工作行為控制的測(cè)試。

然而以FPGA作為單片機(jī)主要擴(kuò)展模塊的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案與傳統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)有很大的不同。這是因?yàn)檫@個(gè)系統(tǒng)的開發(fā)包括基于FPGA的硬件設(shè)計(jì)與時(shí)序功能的測(cè)試、基于單片機(jī)的軟件設(shè)計(jì)和仿真調(diào)試以及軟硬件綜合構(gòu)建和調(diào)試。其主要步驟如下：

（1）硬件模塊設(shè)計(jì)。我們可以根據(jù)設(shè)計(jì)對(duì)象的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)和設(shè)計(jì)方案，首先完成擴(kuò)展器件FPGA中的功能模塊的設(shè)計(jì)，并對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的時(shí)序仿真和硬件測(cè)試。即首先完成硬件設(shè)計(jì)任務(wù)，利用時(shí)序仿真工具和其他測(cè)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(cè)。

（3）單片機(jī)軟件設(shè)計(jì)。對(duì)于直接和單片機(jī)相連的鍵盤接口或簡(jiǎn)便顯示接口，我們可以變寫相應(yīng)的程序，充分發(fā)揮單片機(jī)控制能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。

（4）軟硬件聯(lián)調(diào)。當(dāng)單片機(jī)的軟硬件仿真各自通過后，多項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)已經(jīng)通過考核鎖定，我們就可以將單片機(jī)與FPGA擴(kuò)展中的功能模塊進(jìn)行聯(lián)調(diào)，聯(lián)調(diào)時(shí)，ADC器件、步進(jìn)電機(jī)、傳感器等模塊的控制也應(yīng)綜合考慮，必要的時(shí)候可以逐個(gè)隔離調(diào)試，隔離調(diào)試成功之后再進(jìn)行關(guān)聯(lián)工作。

（5）優(yōu)化系統(tǒng)軟硬件功能結(jié)構(gòu)。很多情況下，軟硬件工作是可以相互替代的。因此最后的設(shè)計(jì)方案應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)項(xiàng)目的性能指標(biāo)、成本、功耗、速度、可靠性等要求，綜合權(quán)衡后確定軟件和硬件承擔(dān)的工作和功能，使設(shè)計(jì)項(xiàng)目中的軟硬件工作得更協(xié)調(diào)完美。

4 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于FPGA模塊的應(yīng)用擴(kuò)展，和單片機(jī)來比優(yōu)點(diǎn)有很多，二者一旦有機(jī)的結(jié)合起來，形成一個(gè)具體的應(yīng)用電子系統(tǒng)，功能就相當(dāng)強(qiáng)大，因此，單片機(jī)擴(kuò)展FPGA模塊的應(yīng)用也就比較重要且發(fā)展非常迅速。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介

勞勝領(lǐng)（1982-），男，河南省周口市人。學(xué)士學(xué)位。現(xiàn)為周口職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系助教。研究方向?yàn)榭刂乒こ獭?/p>

董會(huì)錦（1983-），女，河南省周口市人。學(xué)士學(xué)位?，F(xiàn)為周口職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系助教。研究方向?yàn)榍度胧较到y(tǒng)開發(fā)。