单片机应用论文篇1

二、单片机开发中的几个基本技巧

在单片机应用开发中，代码的使用效率问题、单片机抗干扰性和可靠性等问题仍困扰着。现归纳出单片机开发中应掌握的几个基本技巧。

1、如何减少程序中的bug。对于如何减少程序的bug，应该先考虑系统运行中应考虑的超范围管理参数如下。物理参数：这些参数主要是系统的输入参数，它包括激励参数、采集处理中的运行参数和处理结束的结果参数。资源参数：这些参数主要是系统中的电路、器件、功能单元的资源，如记忆体容量、存储单元长度、堆叠深度。应用参数：这些应用参数常表现为一些单片机、功能单元的应用条件。过程参数：指系统运行中的有序变化的参数。

2、如何提高C语言编程代码的效率。用C语言进行单片机程序设计是单片机开发与应用的必然趋势。如果使用C编程时，要达到最高的效率，最好熟悉所使用的C编译器。先试验一下每条C语言编译以后对应的汇编语言的语句行数，这样就可以很明确的知道效率。在今后编程的时候，使用编译效率最高的语句。各家的C编译器都会有一定的差异，故编译效率也会有所不同，优秀的嵌入式系统C编译器代码长度和执行时间仅比以汇编语言编写的同样功能程度长5-20％。对于复杂而开发时间紧的项目时，可以采用C语言，但前提是要求你对该MCU系统的C语言和C编译器非常熟悉，特别要注意该C编译系统所能支持的数据类型和算法。虽然C语言是最普遍的一种高级语言，但由于不同的MCU厂家其C语言编译系统是有所差别的，特别是在一些特殊功能模块的操作上。所以如果对这些特性不了解，那么调试起来问题就会很多，反而导致执行效率低于汇编语言。

3、如何解决单片机的抗干扰性问题。防止干扰最有效的方法是去除干扰源、隔断干扰路径，但往往很难做到，所以只能看单片机抗干扰能力够不够强了。在提高硬件系统抗干扰能力的同时，软件抗干扰以其设计灵活、节省硬件资源、可靠性好越来越受到重视。单片机干扰最常见的现象就是复位；至于程序跑飞，其实也可以用软件陷阱和看门狗将程序拉回到复位状态；所以单片机软件抗干扰最重要的是处理好复位状态。一般单片机都会有一些标志寄存器，可以用来判断复位原因；另外你也可以自己在RAM中埋一些标志。在每次程序复位时，通过判断这些标志，可以判断出不同的复位原因；还可以根据不同的标志直接跳到相应的程序。这样可以使程序运行有连续性，用户在使用时也不会察觉到程序被重新复位过。

4、如何测试单片机系统的可靠性。当一个单片机系统设计完成，对于不同的单片机系统产品会有不同的测试项目和方法，但是有一些是必须测试的：测试单片机软件功能的完善性；上电、掉电测试；老化测试；ESD和EFT等测试。有时候，我们还可以模拟人为使用中，可能发生的破坏情况。例如用人体或者衣服织物故意摩擦单片机系统的接触端口，由此测试抗静电的能力。用大功率电钻靠近单片机系统工作，由此测试抗电磁干扰能力等。

综上所述，单片机已成为计算机发展和应用的一个重要方面，单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。此外在开发和应用过程中我们更要掌握技巧，提高效率，以便于发挥它更加广阔的用途。

参考文献：

[1]何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术.北京：北京航空航天大学出版社，1990

[2]蔡美琴等.MCS-51单片机系统及其应用.北京：高等教育出版社，1992

单片机应用论文篇2

一、单片机在贮液容器温控系统中的应用

该系统中以贮液容器温度为被控参数，蒸汽流量为控制参数，输入贮液容器冷物料的初温为前馈控制，构成前馈一反馈控制系统。发挥前馈控制和反馈控制的各自优势，将可测而不可控的干扰由前馈控制克服，其他干扰由反馈控制克服，从而达到控制贮液容器温度。满足工艺要求的目的。

（一）硬件设计。选单片机AT89C51为主机，配以两路传感变送器、多路开关、A／D转换器、D／A转换器、V／I转换器、调节阀等实现对贮液容器温度的自动控制，同时还设有报警电路、键盘和显示电路。系统在稳态时，贮液容器的温度恒定在工艺要求的数值不变。当冷物料的初始温度与其设定值相比发生变化时，如果变化很小，将完全由前馈控制来克服这一变化给系统带来的影响；如果变化大，前馈控制不能完全克服这一变化给系统带来的影响，反馈控制则开始动作。当冷物料的初始温度不变，而由其他干扰引起贮液容器的温度发生变化时，只有反馈控制动作，最终使系统重新达到稳态。

1．前向通道的设计

采用JUMU90系列的温度传感变送器，其输入范围为：0℃～500℃，输出为4mA～20mA(DC)，测量精度为0.5％．选用10位逐次逼近式A／D转换芯片AD571[2]，接收到有效的CONVERT命令后，内部的逐次逼近寄存器从最高位开始顺次经电流输出的DAC在比较器上与模拟量经5k8电阻所产生的电流相比较。检测完所有位后，SAP中包含转换后的10位二进制码。转换完成后，SAP发出DR信号(低电平有效)，单片机查询到DR=0时，便使其打开三态缓冲器输出数据。

2．后向通道的设计

(1)D／A转换器的设计。为了满足系统的精度要求，选用10位的D／A转换器DAC1020。由于其内部不带有锁存器，所以必须通过I／O口才能与AT89C51单片机连接，又由于AT89C51的字长是8位的，一次操作只能传输8位数据．因此AT89C51必须进行两次操作才能把一个完整的10位数据送到AC1020。为了使10位数据能够同时送人DAC1020，避免输出电压波形出现毛刺现象，故必须采用双缓冲器方式。AT89C51先把高2位数据输出到74LS74(1)，接着把低8位数据输出到74LS377，与此同时74LS377的片选信号也作为74LS74(2)的时钟脉冲，把74IS74(1)的内容打人74LS74(2)中，从而使一个完整的数据同时到达DAC1020的数据输入端．这样就消除了DAC输出端的毛刺现象。

(2)执行器及调理电路的设计。系统中选用的是ZMAN16BG，ZGICr18Ni9Ti型号的对数流量特性的调节阀。阀的输入信号为气信号，而D／A转换器的输出为Ov～5V的电压信号．所以在D／A转换器和调节阀之间要加一个V／I转换器和一个电气阀门定位器，将0v～5v的电压信号先转换成4mA～20mA的电流信号后，再将4mA～20mA的电流信号转换成0．02MPa～0．1MPa的气信号。使调节阀接收气信号而工作。

（二）软件设计。经分析，系统软件可采用结构化模块程序设计，主要有系统主程序、看门狗中断服务程序、键盘扫描子程序、显示子程序、报警子程序、A／D转换子程序、D／A转换子程序、PID数据处理子程序、BCD码转换子程序。

主程序开始后，先对单片机AT89C51和8155芯片进行初始化，接下来是开中断，调用键盘扫描子程序，选通多路模拟开关的1号通道，将采集的数据送人A／D转换器转换后传入单片机。若温度越限就报警处理，否则直接处理后送显示，再选通多路模拟开关的2号通道，将采集的数据送人A／D转换器转换后送人单片机进行总的运算处理，输出给D／A转换器变成模拟信号去改变调节阀的开度。

二、单片机在汽车空调温控系统中的应用

（一）硬件系统。本系统选用ATMEL公司的AT89系列单片机中的AT89C52，AT89C52单片机是一种新型的低功耗、高性能且内含8K字节闪电存储器的8位CMOS微控制器，与工业标准MCS一51指令系列和引脚完全兼容。有超强的加密功能，其片内闪电存储器的编程与擦除完全用电实现，数据不易挥发，编程／擦除速度快。AT89C52芯片内部有6个中断源：两个外部中断INTO和INT1．三个定时器中断(定时器0，1，2)和一个串行口中断。在本系统中涉及到AT89C52芯片的中断源有五个：分别是外部中断INT1，定时／计数器T0，T1和T2以及串行口中断。本测控系统采用电平激活方式，也即是INT1=0；一旦INT1引脚的采样值为低电平，则TCON寄对于定时器TO和Tl，通过寄存器TMOD，TCON来控制和选择定时／计数器的功能和操作模式。这些寄存器的内容靠软件设置，系统复位时，寄存器的所有位都被清零。而T2的工作是靠对T2CON寄存器进行软件设置而定义的。本系统采用定时TO来计算车厢温度采集的时间间隔，设置为工作方式1，即l6位计数定时方式：定时Tl作波特率发生器使用，选择在工作方式2，即8位自动加载方式；定时器T2用于确定混合风门步进电机输入脉冲的频率，设置位l6位常数自动重装人的工作方式。

当采用12MHz的晶振时，计数速率为lMHz．微机串口通常采用RS232电平，而单片机串口是1TrL电平，二者不兼容。所以，接口必须做电平转换处理。采用MAXIM公司的MAX232电平转换芯片。单片机串行口的TXD，RXD和GND经电平转换分别与微机的RXD，TXD和SG相连，MAX232电平转换芯片的第9，10引脚分别接单片机的l0和11引脚。DB9串口的第2，3引脚分别接MAX232电平转换芯片的7，8引脚。通过MAX232的TTL电平和RS232的输入／输出端口，自动地调节了单片机串口的TTL电平信号和RS232的串行通信信号的电平匹配。数据发送是由一条写发送寄存器(SBUF)的指令开始，随后在串行口由硬件自动加人起位和停止位，构成一个完整的帧格式，然后在移位脉冲的作用下，由TXD端串行输出。一个字符帧发送完后。使TXD输出线维持在“1”状态下，并将串行控制寄存器SCON的TI位置“1”，通知CPU可以接着发送下一个字符。

（二）软件系统。轿车空调智能温控系统的工作模式分为“正常运行模式”、“软关机模式”、“手动控制模式”和“自动控制模式”。系统上电时，软件进人上电自检状态，这时系统会首先从监控芯片x25045读入上次断电前存人EEPROM的系统状态信息，初始化各个中断并恢复空调控制器到上次关机前状态。经过上电初始化，智能温控系统会恢复到上次关机前的“正常运行模式”。此时，通过温度调节按键可以设定需要的温度值，温度传感器定时检测车厢温度，显示器显示温度设定值和温度测量值，混合风门的开度会根据温差和温差变化自动调节，温控系统能够与PC机通过串口通讯交换数据。按一下“ON／OFF”键，可使温控系统进入“软关机模式”。此时，系统不能再进行温度检测、温度设定和串行通讯，显示器熄灭，混合风门步进电机停止运转。

参考文献：

单片机应用论文篇3

本文主要的工作将从以下几个方面展开：

1）当前单片机在环境监测中的应用概况。

2）单片机在一般环境监测系统中的功能实现。

3）对于特殊的监测目标或任务单片机的选择。

4）根据当前应用情况，分析单片机在环境监测系统中未来的应用趋势。

5）探索适用于各种不同环境的监测系统的单片机研究。

研究的基本方法是以单片机在具体环境监测系统中的应用实例，如单片机在温度监测系统中的应用、单片机在海洋环境监测中的应用等，以及以单片机为基础的处理系统网络来阐述单片机在环境监测系统中的应用情况。对比各种环境监测系统中的单片机的使用优缺点和作用效果，探索未来在环境监测中使用的单片机的发展方向和趋势。

二、当前单片机在环境监测中的应用概况

随着单片机的广泛应用和通信技术的日趋发展，超远程的实时监控越来越倍受关注。尤其在国防和工业生产中更是起着无可代替的作用。同时，随着人们生活水平的不断提高，人们对环境质量也提出了很高的要求。可现实生活中有些人由于知识的缺乏，在使用煤取暖的过程中煤气中毒的事情是经常发生的，这给国家和人民造成了很大的损失。因此就迫切需要有一个完善的监控系统，对煤气的主要成分一氧化碳进行有效的监控。目前，我国已经建立了较为完备的GSM网络，这为我们远距离的传输数据提供了必要媒介；而现有的GSM网主要承载业务就是语音通信，该网络没有得到充分的应用。借助于GSM网建立一个环境监控网络是很有可能的。若干家庭拥有一个发射机，一家一个传感器，将检测到的相关信息及时反馈到监控中心，这样就建立了一个以计算机为中心的监控网络，既解除了人们的担忧，也有利于环境的改善。所以该系统无论是在技术上或是市场上前景都是可观的。

三、单片机在一般环境监测系统中的功能实现

温室环境调控水平是决定设施农业生产水平的重要技术条件之一，设施农业是世界现代农业发展的主要方向，我国农业正处于从传统向高产、优质、高效为目的的现代化农业转化阶段，设施农业是我国今后比较长的时间内农业发展的一个主要方向。在温室环境中，影响温室作物生长的环境因子如温室内温度、湿度、光照度、浓度等，均对作物的生长产生影响，因而实现温室中环境的自动控制尤为重要。在现代大型温室中，室内的所有环境因子的监控都由计算机进行综合管理并实施自动控制。目前国内在温室的自动控制与智能化方面进行了许多有价值的研究，开发出符合国情及当地条件的自动化温室系统是今后一段时间内设施农业的重点工作方向。本课题的研究目标是开发一款基于单片机的温室环境自动监控系统，它能够独立地对温室各个参数进行控制。同时也可以和上位机进行通信，接受上位机指令对各个模块进行控制，并把采集的数据传给上位机。

四、单片机在燃煤电厂环境自动监测系统的应用

4.1基于单片机的燃煤电厂环境自动监测系统的应用平台

1、宿主机和监控中心PC是由装有相关软件的PC机来实现。

2、开发板是由相关公司提供的单片机或嵌入式系统的开发平台。

3、将宿主机、开发板和GPRS无线模块三者结合起来进行GPRS终端的开发。

4、监控中心PC用于监控中心软件的开发和运行。

5、整个系统用于GPRS终端和监控中心之间的互调互通。

4.2基于单片机的燃煤电厂环境自动监测系统的监控中心

监控中心是燃煤电厂环境自动监测系统的中心服务器，是系统的重要组成部分，通常情况下，由燃煤电厂的多个煤矿区域同时使用一个服务器，通过这种方式，使得集中管理与监控更加方便。监控中心采集燃煤电厂的多个煤矿区域的数据，对于多种数据进行集中监测，并且把数据到Web上。监控中心的服务器部分可以是单机或者是局域网，根据规模进行决定，监控中心的后台必须要有一台计算机接入Internet网络，接入服务需要网络服务提供者提供。

在整个燃煤电厂环境自动监测系统中，监控中心服务器起着举足轻重的作用，能够进行数据处理和分析，并提供了WWW服务的Web服务器提供Web服务使得外部用户可以通过Internet访问。监控中心服务器由两台服务器组成。其中一台是具有公网的IP地址、并安装了数据库管理软件和数据分析处理软件的主服务器；另外一台是提供了WWW服务的Web服务器。从数据采集现场得到的所有数据，首先经过Internet网络进入具有公网IP地址的主服务器。

服务器应具有以下多种的功能：

服务器提供的人机交互界面是非常友好的；

多个现场模块的连接请求能同时满足；

不仅能够接收远程模块发送来的数据，而且能够远程设置现场模块；

能够通过文件的形式保存接收到的数据，还能够将接收到的数据自动导入到数据库中，同时能够分析数据。

4.3基于单片机的燃煤电厂环境自动监测系统的GPRS终端

在燃煤电厂环境自动监测系统中，GPRS终端通过环境采集系统的相应接口将相关的环境自动监测数据取出来，同时进行处理，然后通过无线的形式，发送到GPRS基站，或者接收监控中心的环境自动监测数据远程控制信息，并进行环境自动监测数据的处理。

在燃煤电厂环境自动监测系统中，GPRS终端主要通过控制模块控制串行通信模块、TCP/IP模块和GPRS无线发送模块实现。

GPRS终端的各个模块的作用如下。

（1）GPRS终端的控制模块

1) GPRS终端的控制模块通过AT指令，对于GPRS无线模块进行初始化，从而与GPRS网络获得连接，通过动态地址分配的方式得到IP地址，并建立与目的终端或服务器之间的Internet网络连接；

2) 通过RS232串口，控制模块控制的串口通信模块向客户系统进行数据或指令的收发；

3) 通过RS232串口，控制模块向TCP/IP模块收发所采集到的环境数据；

4) 控制模块可以自行操作或者根据远程控制指令采取其他的操作。

（2）GPRS终端的串口通信模块

由于环境自动监测子站系统是在IBM兼容型工控计算机的数据采集系统的基础上开发的，IBM兼容型工控计算机的数据采集系统对外界一般都提供有标准的串行接口。而且，现在大多数的单片机、微处理器也都提供有标准的串行接口。因此，环境自动监测子站系统可以通过串口通信模块，来对客户系统所采集到的环境数据进行提取。

（3）GPRS终端的TCP/IP模块

TCP/IP模块通过RS232串口与GPRS无线模块通信，提供非透明和透明的两路通道。GPRS终端的TCP/IP模块相对应提供两种传输模式：透明模式和非透明模式。通过软件切换，GPRS终端的TCP/IP模块在不同的方式下，就会采用不相同的数据流向。当传送AT指令集时，传输模式是透明模式，能够对GPRS无线模块进行直接访问；当模块进人非透明传输方式时，用户数据从串口进入TCP/IP模块后，首先被打包成为TCP/IP包，再经过串口，TCP/IP包被发送给GPRS模块；GPRS无线模块将TCP/IP包封装成GPRS分组数据包传到GPRS网上。

（4）GPRS终端的GPRS无线模块

GPRS无线模块作为GPRS终端的无线收发模块，对于从TCP/IP模块接收的TCP/IP包和从基站接收的GPRS分组数据分析处理之后，再将这些分组数据进行转发。GPRS终端的GPRS无线模块可以采用一些比较大型的企业生产的好产品，例如，SIEMENS公司的MC35 GPRS模块。

4.4基于单片机的燃煤电厂环境自动监测系统的传输系统

在燃煤电厂环境自动监测系统中，传输系统是利用现有的GPRS网络和Internet网络进行数据传输。由于GPRS网络本身就是一个分组型数据网络，支持TCP/IP、X.25协议，只要用户将GPRS终端打开，就能够使用利用现有的GPRS网络和Internet网络进行数据传输，GPRS通过允许现存的Internet和新的GPRS网络的连接，使移动Internet的功能得到实现。因此，通过GPRS系统的网关，通用分组无线业务网关支持节点，用户就可以与Internet网络进行连接，通用分组无线业务网关支持节点还提供许多相应的互联网功能，例如，动态地址分配、路由、域名解析、网络安全和计费等。目前，任何一种在固定Internet上的业务通过GPRS同样能在移动网络上实现。

在燃煤电厂环境自动监测系统中，数据传输系统具有以下的具体的数据的传输流程：

(1) 通过相关的接口，GPRS终端能够从客户系统中取出用户数据；

(2) 用户数据经过处理之后，能够通过GPRS分组数据的形式，发送到GSM基站(BSS)；

(3) GSM基站(BSS)的分组数据经过GPRS业务支持节点的封装后，向GPRS IP骨干网发送；

(4)如果是发送分组数据到其它的GPRS终端，则先发送分组数据到目的GPRS业务支持节点，再经过GSM基站发送分组数据到GPRS终端；若分组数据是发送到如Internet等外部网络，则将分组数据包经过GPRS业务支持节点进行协议转换后，发送到如Internet等外部网络。

五、单片机在环境监测系统中未来的应用趋势

5.1基于单片机的分布式禽舍环境监控

随着我国经济的快速发展和人民生活水平的逐步提高，人们对生活质量提出了更高的要求，特别是国际市场对肉食品需求多元化的发展趋势，促进了我国畜禽养殖业的快速发展。现在，畜禽养殖业已经成为一种不可忽视的产业。然而，我国畜牧业生产面临着严峻的形势和巨大的挑战，除优质产品比重低、市场竞争能力弱、兽医保护薄弱等主要问题外，还存在畜禽死亡率高、饲养成本高的问题。

据有关方面统计，我国每年因畜禽死亡造成的直接经济损失达260多亿元，造成畜禽死亡的一个最主要的原因是畜禽生长的环境没有满足畜禽生长的需要，并且畜禽生长环境的恶化导致病菌的滋生，引起传染病的迅速传播，造成畜禽的大量死亡。尤其近几年禽流感带来的巨大经济损失，使人们越来越重视畜禽生长的环境，因为畜禽生长环境内的各个因素和环节都成为影响畜禽生长发育的重要因素，各种不良因素的发生都会直接影响到畜禽的生产性能以及是否导致畜禽群疾病的传播，并且畜禽舍环境的污染直接影响到周围环境的空气质量。因此，调控好畜禽舍内的每个环节，是畜禽饲养管理的最根本问题。

近年来，随着我国人民生活质量的不断提高，加速了市场对肉类食品的需求，促使我国畜禽养殖业呈现出由以前的千家万户小规模、分散饲养为主向规模化、科学化养殖转型。目前国内已有许多大中型养殖场，而大中型养殖场家禽种类繁多，每种家禽又在不同的生长周期对生长环境的要求不同，管理复杂、混乱，需要投入大量的人力物力资源，从而增加了生产成本，这也是我国畜禽养殖存在的另一重要问题。

所以，越来越多的畜牧业研究与生产人员把目光关注到畜禽场的环境质量及管理问题上，希望通过对环境监控等技术的应用，改善禽舍区环境质量，进而提高畜禽生产力水平和产品质量，借助改善管理方法提高经济效益。而计算机监控技术具有配置灵活、结构开放和可靠性高等特点，已被各行业广泛应用。因此，可以将自动控制和电子计算机技术运用于畜禽养殖业，并针对禽场特有的分散舍区环境开发一种新的系统，实现对禽舍环境的监测与控制，科学合理地控制影响畜禽生长的各种环境因子，优化禽舍内环境，保证畜禽群生活在优良的环境下，从而有效地预防畜禽疾病，提高禽业的科技水平和综合能力，促进畜禽养殖业的增产、增收和增效，实现畜禽养殖自动化管理，还可减少现场管理人员的劳动强度，提高企业的劳动生产率。

然而，我国经济基础薄弱，许多国外的畜禽养殖环境监控系统由于成本过高，对我国的经济条件差的这种国情并不适用，因此，开发一种成本低、性能完善的家禽养殖领域的智能环境控制和生产管理系统，实现畜禽舍环境多因素综合的优化控制，达到提高设施生产效率和经济效益目的的控制系统是我国畜禽养殖业的当前需要。

5.2高温恶劣环境下基于单片机的直流电机控制系统

电机控制系统是自动化应用中必不可少的环节，在很多领域得到广泛应用。然而在高温恶劣环境下，当遇到突发事件的时候，很多传统电器控制系统都无法可靠的运行，带来巨大的安全隐患和经济损失。电机控制系统的可靠反应成为安全生产活动的重要保障。

直流电机控制系统可以根据突发事件，进行智能控制，同时记录相关的事件和状态。单片机在完成数据处理和储存后，有时需要与PC 机（或其他智能设备）相连接，进行数据交换；而另些时候需要通过PC机（或其他智能设备）对控制系统的参数进行修改，通讯电路模块不可缺少。

六、适用于各种不同环境的监测系统的单片机研究

6.1基于单片机的多功能静电衰减测试仪

静电衰减时间常数是定量描述材料静电性能的重要物理量，能够通过测量静电衰减时间达到测量静电的目的，并依此来评价材料的静电起电规律及其静电防护的性能。虽然市面上的静电电荷衰减试验仪器种类比较繁多ll，但是一般使被测试样带电的方式只有一种，只能用于评价某一类结构材料或者某一种带电方式下的静电性能，功能普遍单一。为了全面评价不同种类材料的防静电性能，需要利用不同的方法使被测试样带电，所以急需研制出具有通用性与精密性的多功能静电电荷衰减时间测试仪器。

静电衰减时间测量是通过某种方法使被测试样带电至稳定初始电位值后，撤除作用于被测试样的静电发生装置，然后将被测试样接地，使其开始放电，同时利用监测系统实时测量被测试样表面静电电位随时间变化的衰减信号，计算出电荷减少至设定终止电位的衰减时间，并以此为依据来评价被测材料的防静电性能。

采用温度补偿的方法，测量温度为24℃时的CO气体体积分数的误差为2．65％ ，如果不采用温度补偿，测量误差为4．53％。CO气体测量的误差为原来的58．50％。通过CO测量系统的温度自补偿，可以提高测量系统的温度稳定性，减小温度变化带来的温度附加误差。

6.2基于C8051F005 单片机的小电阻测试仪

在电路测试过程中常常会碰到由于忽略某些小电阻的影响引起实验数据与理论值之间存在较大误差，从而影响测试效果。例如电感器、变压器中往往存在铜电阻，地铁铁轨的电阻；由于其数值较小，一般的指针万用表无法测量出来；通常实验室里会用电桥进行测量，但电桥操作手续较烦，又不能直接读出被测电阻阻值。鉴于此，我们采用了单片机，利用单片机的优势设计了该测量仪。该测量仪可直接从LCD 显示屏上读出所测得的电阻值，测量范围为10μΩ～2.9999kΩ，同时可以把测试的数据进行储存，然后经串行口送入上位机，通过上位机的强大功能，可以对所测得的数据进行分析、处理。该测试仪的测量精度高达±0.1%，并采用四端测量法，电阻值不受引线长短及接触电阻的影响。不仅测量简便，读数直观，且测量精度、分辨率也高于一般电桥。可用于实验室、研究所，尤其适用于工作现场。

系统的主程序主要完成 C8051F005 单片机系统的初始化、设置系统时钟和中断字，调用键盘处理程序，根据不同的按键转入相应的服务程序，完成不同的功能，如数据的采集与处理、串行通信以及历史记录的查询。其中串行通讯子程序不仅可以将单片机存储的数据传送到PC 机进行处理分析，用户也可以根据情况从PC 机上设置待测数据多少以及测试时间的长短等。

6.3基于单片机的视觉检测系统运动平台的研究

计算机视觉技术是精密测试技术领域内最具有发展潜力的新技术之一，它综合运用了电子学、光学探测、图像处理和计算机技术。传统的检测手段已经不能满足现代工业生产对运动机构位移的检测要求，将机器视觉引入到工业检测中，实现了对物体的平丽或三维位置尺寸的快速测量，具有非接触性、速度快和柔性好等突出优点，在现代制造业中有着重要的应用前景。本系统的设计不仅需要实现单幅面的图像信息检测和测量，而且还要对大幅面的图像进行处理，而考虑到CCD的视野范围有限，如果调整视野范围，则处理的图像精度不高；若用高精度的CCD替代，则成本太高，故本系统拟采用大幅度检测和测量的X-Y运动平台。

触摸屏具有坚固耐用、反应速度快、节省空间、防尘防水、易于操作等特点，从而成为高性能仪器仪表理想的输入设备。工业控制中经常需要观察系统的运行状态或者修改运行参数，触摸屏能够直观、生动地显示运行参数和运行状态，而且通过触摸屏画面可以直接修改系统运行参数，人机交互性好。单片机广泛应用于工控领域中，与触摸屏配合，可组成良好的人机交互环境。

单片机应用论文篇4

图中TX（红外发射管）、R1、R5、Q4组成红外发射电路，单片机RA1口输出一定频率的脉冲控制三极管Q4的通断，从而控制红外发射管TX的发射频率。由单片机RA3口为发射电路提供电源，是为了节能。当RA1口将要发射脉冲时，RA3口置高，发射电路加电。RX（红外接收管）、R2、R11、R12、R13、R16、Q6、C3组成红外接收电路，RX接收红外脉冲，整形后由Q6放大。接收电路必须严格控制放大倍数，确保红外反射接收距离在10cm左右。接收电路电源由单片机RB1口提供，在发射脉冲后，将RB1口置高。R6、R7、R8、Q3组成电池电压监测电路，当电源电压降到一定值时，Q3截止，单片机RB3口为高电平，欠压报警。D2、D3、R9、R10、Q1、Q5组成电机供电电路，提供微型电机所需的3V电压、500mA负载电流，当需驱动电机泵液时，由单片机RB2口输出低电平，Q发射极为电机供电。D1、C4、Q2、R3组成电机控制电路，泵液时先为电机供电，然后单片机RA2口输出高电平驱动电机运转。LED为工作状态指示灯，单一按键SW为多功能键，可完成设定泵液量、暂停、手动泵液等功能。

2软件设计

本电路硬件设计通过控制各单元电路供电达到节能的目的，软件上利用PIC单片机的休眼、看门狗溢出唤醒特性以及对发射脉冲个数的控制进一步降低能耗，使其待机电流小于100μA，4节4号碱性电池可提供15000次以上的使用次数或200天以上的使用时间。程序流程如图2所示。

程序开始先对单片机各端口初始化，并设置好看门狗溢出时间，程序工作一个周期后，自动进入休眠模式，由看门狗溢出唤醒单片机进入下一周期。进入一个工作周期前，首先判断是电池上电第1次工作，还是看门狗溢出唤醒单片机。如果是电池上电第1次工作，指示灯应给出指示，并对泵液量进行设定。进入工作周期后要判断按键是否按下，若按下按键，则判断是手动泵液还是暂停泵液器工作，这两者靠按键时间长短决定。

单片机应用论文篇5

中图分类号：G421 文献标识码：A

[中图分类号] TU855[文献标识码]A

近年来，单片机以其控制能力强、可靠性高、通用性好、扩展灵活、体积小、价格便宜等优点，在工业控制、家用电器、建筑设备等大多数行业都有广泛的应用[1]。在智能建筑中，电梯控制系统、空调温控系统、安防系统、消防系统、照明控制系统中均可见到单片机的踪影[2]。因此，对于需要熟知建筑设备原理的建筑设备类高职学生掌握单片机应用技术显得相当重要。在我校建筑设备、建筑电气、楼宇智能化专业中均开设有单片机课程，但传统的单片机教学存在重理论轻实践、考核方式单一等诸多弊端，造成学生单片机应用能力不足，与企业要求的高技能型人才培养存在较大差距[3，4]。基于上述情况，本文从案例教学的角度以及基于自主研发的单片机实践教学平台对这门课程的教学模式进行探讨。

一、单片机教学的现状

高职高专单片机教材众多，但从内容编排看大多是叙述单片机内部硬件结构、单片机指令系统、汇编程序设计、单片机定时/中断、单片机的扩展应用以及电路接口相关理论知识，与实际工程应用联系较少，使得学生学完之后仍无法应用于实际工程。现行的教材中虽配有实验，但也多为验证性实验，内容较为陈旧、模式单一，缺少创新性的训练和锻炼，一般都是老师按照大纲要求操作几个实验，学生跟着模仿完成规定的实验等这样的教学模式，而学生就缺乏在实验中积累解决工程实践中问题的经验，无法进一步提高其能力。

我校建筑设备类专业学生生源包括普通高中生、中职升高职对口生等学生，在学习自主性、知识接受能力方面都存在一定的差异，面对枯燥的理论知识传统的教学方法难以提起学生的学习兴趣。因此应该因材施教，注重教学实验讲解及着重培养高职学生的动手能力，理论结合实践，以实验带动理论学习，以实验加深理论理解，方才能够取得良好的教学效果。

目前单片机课程的考核通常是平时成绩与期终成绩三七开，实验成绩计入平时成绩，期终测验重点考核理论知识，采用闭卷笔试形式进行考核。而闭卷考试形式只能在一定程度上考查出学生对知识点的理解与记忆，很难灵活地考查出学生的分析与解决问题的能力。这种考核形式容易使学生误以为学习单片机只要死记硬背知识原理即可，实验技能的培养并不重要，从而树立错误的学习导向。

二、单片机教学的改进

（一） 课程的引入

单片机的第一课，首先要让学生对单片机的应用有一个感性认识。利用自主开发的单片机控制系统给学生演示最基础的流水灯控制，使学生能联想到街道上的霓虹灯、交通灯、广告牌等，并通过改动极少的参数实现他们所想的功能。直观的演示以及告知学生在学习单片机的过程中每个人都可以实现这样的系统，容易激发学生学习单片机的积极性，树立学生学习单片机的自信心。

（二） 调动学生学习的积极性

高职学生的特点是一般抽象思维能力不足，若直接教授编程语法知识则难以引起他们的兴趣。因此应多注重形象思维方面的教学，在实际教学过程中先做后学，在做中学习理论知识，最终完成教学任务。目前市场有很多单片机实验箱或实验模块供学生学习，运用实验模块的确可以快捷方便地进行操作，但实验模块最大的缺点是不能进行硬件设计，也不能使学习了解整个单片机系统开发的过程。因此我们在教学时并不直接把成品的实验箱提供给学生，而是仅提供原理图和PCB板图，打印出图、转印做板、元器件焊接等全部由学生自己完成，当学生亲手完成了项目的设计与制作，看到实际效果时会充满了喜悦和成就感，这会激发学生学习单片机的积极性与创造性。

（三） 合理设计实验项目教学内容

为能达到教学大纲的要求，并结合建筑设备类专业学生就业后的工作性质特点，在教学过程设计了七个基础项目（模拟交通灯、计数器、电子时钟、液晶显示广告牌、简易数字电压表、温度测试、电机驱动）和一个综合项目（智能电梯控制系统），在每个项目均给予学生详细的实验方法、程序流程图、范例程序及程序解析，让学生通过输入范例程序理解程序中各指令的作用和程序的结构；根据电路原理，重新编制程序完成各基础项目所规定的任务，以达到学生能够独立编程的目的；最后通过综合项目智能电梯控制系统的设计和调试，让学生全面掌握硬件和软件这一有机的整体，形成单片机应用“系统”的概念，培养开发单片机应用系统的综合能力。另外，在每个项目完成之后，均配有和工程实践联系紧密的扩展项目，在相同或经少许的改动的硬件基础上，改写相应的程序即可完成各种不同的功能，这样会让学生觉得单片机系统就在他们生活中，也会大大提高学生的学习热情。

（四） 实践考核与理论考核相结合

考核的目的在于检查教学效果，以便改进教学工作，提高教学质量，督促学生积极努力地学习。对于单片机这种应用性极强的课程，考核方式应以实践考核为主，考查学生是否真正能学以致用。为此，在考核方式上做了以下尝试。理论考试采用开卷的形式，主要考查学生对知识的掌握和应用能力，题型采用分析和程序设计题为主，答案不唯一，可以引导学生开动脑筋编写最佳程序，培养学生严密的逻辑思维和推理能力。实践考核类似于综合实验项目，目的是检查学生对单片机系统的掌握程度和综合应用能力。理论考试和实操考试都及格时，本课程才能获得学分。这样做可以避免有些学生因实操薄弱而用理论成绩弥补的现象，引导学生强化实践能力方面的锻炼。

三、结束语

在高职院校教学过程中，单片机应用技术课程是一门理论性和实践性都很强的综合课程，需要多个方面的有机结合。本文根据开发的建筑设备类专业单片机的实践教学平台，采用实践先行、理论并重的教学模式进行教学，经实践证明该教学方式效果良好，大大提高了学生对单片机学习的积极性与实践动手能力，得到了学生与学院的认可。

【参考文献】

[1] 王静霞. 单片机应用技术-C语言版[M]. 北京：电子工业出版社，2009.5

[2] 张世冬. 单片机在楼宇照明中的应用[J].科技致富向导，2011（11）：122.

单片机应用论文篇6

中图分类号：G712　文献标识码：A　文章编号：1671-0568(2012)08-0041-02

目前，计算机硬件技术向巨型化、微型化和单片化三个方向高速发展。自1975年第一块单片微型计算机芯片问世以来，在短短的三十多年间，单片机技术已发展成为计算机技术一个非常有前途的分支，它具有体积小、性能优越、价格低廉等优点。一方面，单片机芯片是自动控制系统的核心部件，广泛应用于工业控制、智能化仪器仪表、通信终端设备、家用电器、高档电子玩具等领域；另一方面，单片机也是电子技术数字化的核心部件之一，在数字化电子产品中承担着数字信号处理的重任。鉴于单片机技术在实践中的广泛应用，很多高职院校电类专业均开设了《单片机技术》课程，但是院校之间的教学模式及教学效果存在着一定的差别，为了找到此类课程的理想教学方法，有必要对单片机课程的教学模式进行研究。

一、传统的单片机教学模式

传统的高职院校《单片机技术》课程存在一些比较普遍的问题，主要体现在适合高职学生的优质单片机教材较少，很多教材偏重于理论，相应的教学计划针对性不强，传统教学方法因过多体现“讲授式”特点，缺乏对学生主动学习与实践创新能力的关注。传统的“单片机技术”课程教学模式往往是“理论课+实验课”。理论课在教室采用多媒体或“粉笔+黑板”的方式，以逐个知识点的讲授为主。实验课在实验室环境下练习，且实验内容多为验证性实验。这种教学模式的缺点是教学中以教师为中心，理论与实践相脱节，学生被动地接受知识，学习过后不易理解和掌握。因此，开展《单片机技术》课程教学方法改革，探索适应新形势要求的教学方法已是必然。

二、单片机一体化教学模式

《单片机技术》自身就是一项实践性非常强的技术，光靠理论讲授和后续的实验验证根本不可能使学生很好的掌握这项高新技术，为了改变现状使学生掌握这项受之有用的技术，唯有在教学过程中加大实践的力度，使得学生能够在做中学，学中做，通过自己动手做而获得成就感，通过自己动手做而找到学习的乐趣，进而自主的学习。基于此，本文对单片机一体化教学模式进行探究，采用“教学做一体化”的教学方式，以项目情景和工作过程为导向，突出学生的主体地位，在做的过程中由教师教和学生学来共同完成教学活动。

三、单片机一体化教学具体实施

整个课程教学过程的实施按照“理论引导普通项目实训典型项目实训综合(创新)项目实训竞赛”的系列步骤展开。

1　实施方案。每个教学过程均安排在实训室采用“理论讲解－分析设计－学生编程－仿真－实训－设疑－再编程－再仿真－再实训”的方式进行，边讲边动手，有目的、有计划地带领学生先完成普通项目实训，再完成典型项目实训，然后完成综合(创新)项目实训。例如，要完成“8个发光二极管轮流点亮”的任务，教师先讲解完成这个实例需要掌握的相关电路原理和指令规则，接着引导学生一起来分析思考如何实现任务功能，待学生发现指令和任务之间的联系之后，让学生动手写程序，并仿真看结果对不对。如果仿真正确。再尝试将程序代码下载到实验板看结果是否正确。接下来再适当改变任务要求，让学生动手完成新任务。通过这样的过程，调动学生的主观能动性，提高学生学习兴趣，真正将“学－思－知－行”统一起来。

2　实施方法。本课程实践教学环节的实施按照“普通项目实训典型项目实训综合(创新)项目实训竞赛”的步骤循序渐进地展开，其组织形式也有相应的区别。

(1)普通实训项目。普通实训项目采用集中进行，统一指导和个别辅导相结合的方式进行。实训后学生必须根据要求，写出项目实训报告。实训过程中，教师的作用是导向、纠偏、督促、检查。重在培养学生自主创新地完成：资料查找、方案构思、电路设计与制作、编程及调试等工作，注重讲练结合，教师一般先有统一的入门指导，讲解实训的原理、方法、步骤、注意事项，根据需要作必要的现场操作演示，然后巡回指导。通过普通项目的实训使学生掌握单片机开发工具、单片机仿真软件、应用软件的使用方法，获得基本实训技能。掌握单片机指令应用、程序设计基本方法和技巧，提高了动手能力。

(2)典型实训项目。教师下达典型实训项目任务，提供参考资料书目，学生自己查阅资料，确定设计方案。在教师对设计方案检查无误后开始进行硬件原理图的设计和软件程序编制，调试硬件电路、调试设计程序直至成功，整个过程由老师提供技术支持。学生根据任务书的时间内容要求完成设计任务。典型实训项目采用相对集中、任务分散，小组讨论，个别辅导相结合的方式进行。通过典型实训项目的实训使学生进一步理解单片机的组成及工作原理，掌握接口电路的工作原理，理解接口技术、中断、定时／计数器等功能部件的基本原理和设计应用方法，培养学生的单片机应用与开发能力以及团队协作的能力。

(3)综合(创新)项目实践。综合(创新)项目实践采用课题组形式，每组学生进行任务分工，共同完成一个相对完整的设计任务：审题、查阅资料、方案构思、绘制原理图、电路板设计与制作、编程及调试、论文撰写等工作。教师采用相对集中、任务分散，小组讨论，个别辅导相结合的方式进行。教师在实训全过程中起技术指导作用。要真正提高学生单片机实际应用能力，单靠课堂(理论、实验)教学是不够的。为了巩固、提高学生单片机理论教学的效果，单片机应用设计综合项目，旨在继续强化学生单片机应用能力的培养，要求学生完成一个比较全面的单片机综合应用项目，对学生进行全面综合的训练，有效地提高学生的创造性思维和独立分析、解决问题的能力。

(4)竞赛。竞赛主要采用学生自由创作的形式，教师只对作品进行评价，通过学生独立对整个作品的设计制作、设计报告的撰写及答辩，使学生真正达到能够独立面对实际问题，独立分析及解决问题。

通过以上实施步骤有效地解决了传统理论课加实验课的单片机教学中遇到的问题，增强了学生的参与感，提高了学生的学习兴趣和动手能力，使理论教学与实际应用相结合，实现了一体化教学，对教学产生了积极的影响，增强了学生的创新意识和实践能力，具有一定的理论价值和实际意义。

单片机应用论文篇7

［中图分类号］G642.4［文献标识码］A［文章编号］1009-5349（2011）09-0199-01

引言

单片机凭借着其成熟的发展以其体积小、可靠性高、设计灵活等特点被广泛应用于家用电器、航空航天、通信、仪器仪表等领域。[1]《单片机原理及应用》是一门综合性、实用性很强的课程，是许多本科类院校电子、电气、机电、机械等专业学生必修的一门重要专业基础课。[2]

一、单片机教学的现状

作为一门理论性、实践性、综合性很强的课程，单片机的教学存在诸多个性特征。要较好地掌握单片机控制系统的设计，必须熟悉或掌握数字电路、模拟电路及自动控制等方面的知识。在日常教学中发现主要存在以下几个方面的问题。

从教学内容上来说，现阶段大部分本科类院校的《单片机》教学都是以单片机的知识结构为主线，分别从单片机的硬件体系结构、指令系统、汇编程序设计以及单片机系统的扩展和各种接口电路等五部分来讲解单片机知识。按照这种以理论知识为主的教学模式进行教学，学生普遍感到对知识难以接受，对老师讲的知识难以理解，并存在着厌学情绪。这种方式已经不能适应《单片机》教学发展的需要，必须对其进行改革，找到更适合教与学的方法。

从教学方法上来说，本科类院校的《单片机》教学主要注重理论教学。教师一般采用合堂，通过多媒体课件授课的方式给同学大量灌输知识点，这种授课方法使学生上课听不懂，久而久之课堂上教师在前面讲，学生在下面不愿意听，教师和学生分离开，从而降低了学生的学习兴趣，打击学生的学习积极性和主动性。

从实验项目上来说，本科类院校的教师过多地注重《单片机》理论教学而轻实践教学。有些本科院校虽然具备实验条件，但往往安排一些基本的验证性实验让学生在实验室用简单的实验箱操作完就结束课程，很少让学生去做解决问题的设计性实验。更有部分院校由于经费、实验场地等原因不愿意过多地于实验设备和实验室建设上而没有安排实验，从而导致了学生只懂理论而不会应用的尴尬状况。

二、单片机教学的探索

由于单片机课程是一门理论性、实践性很强的学科，教师在注重理论教学的同时更应该注重实践教学。

首先，激发学生学习单片机课程的兴趣，教师可以将课堂搬进实验室，通过展示实际生活中用单片机设计的产品或者是用单片机做的课程设计、毕业设计，让学生对单片机不再产生畏惧感，拉近与学生之间的距离，从而使理论与实践相结合。

其次，增加实训项目，锻炼学生的动手能力，提高综合运用能力。教师可以实行开放式的实训教学模式，让学生自选课题，自己查找资料，在教师的指导下完成从硬件到软件的设计。不仅使学生学习了知识，而且提高了学生的动手能力、分析能力、解决问题的能力。

再次，提高教师队伍的建设。许多高校的单片机教师在课堂上讲理论的时候，讲的头头是道，但自己从来没有开发过产品，指导学生的能力也欠缺，从而导致学生在学习单片机课程时理论与实践脱轨，所学知识不能很好地应用，这样培养出来的人才不是社会所需要的人才。所以单片机教师要不断地提高自己综合知识的运用能力，不仅理论精，实践也要强，从而在指导学生的时候才能如鱼得水。

三、结束语

通过《单片机》课程实际教学，发现问题，改进教学方法，完善课程内容，增加实验实训项目，在不断的探索中找到适合学生学习的方法，使学生由被动变主动，充分发挥学生的主观能动性，使本科类院校培养出来的学生所学知识应用于实践中，为社会培养出大量的应用型人才。

单片机应用论文篇8

单片机是一门综合性、实践性极强的课程。单片机的概念多、专有名词多、内容抽象、指令丰富，且软、硬件发展很快，新器件不断，故相当多的学生在学习单片机时感到郁闷，实际使用不知如何下手，不能真正掌握单片机技术。因此，如何安排教学内容，使学生既能了解新技术又能对单片机的应用技术融会贯通；如何设计教学方法，激发学生的学习兴趣，真正理解和掌握单片机技术，是在单片机教学中需要解决的问题。针对教学对象的特点和课程特点，我们提出了“案例教学”的教学理念，以达到创新人才的培养效果[1]。

一、单片机教学的现状和存在的问题

（一）传统的理论教学环节

教师上理论课时，先讲述单片机的理论知识，如讲述单片机的概述与发展，单片机的内部结构，指令系统及I/O接口电路，而讲述单片机实例的课时比较少，达不到理想的效果，并且学生在学理论知识时，只是处于被动接受知识的一方，调动不了学生的主观能动性，学生对单片机知识的学习会感到很盲目，从而对这门课程产生不了很大的兴趣。

（二）传统的教学实践环节

教学实践环节分为实验教学环节和课程设计环节两部分。实验教学环节一般采取单片机实验箱，学生做实验时根据实验连线步骤连接好硬件电路，下载现有的实验程序，得出实验结果，一般只能起一个验证过程的作用，学生缺乏对整体电路的设计，也缺乏修改硬件电路和软件程序的机会，从而不能真正锻炼学生的动手实践能力。课程设计环节，对于设计一个单片机应用系统，要涉及到很多的单片机的专业知识，很多同学只是在网上下载一些实例，按照资料设计硬件电路图，复制其程序生成HEX文件，然后联调就基本仿真通过。如果要求他们改变或增加一些功能设计，很多同学基本完成不好，主要原因是他们还没有基本没有搞懂对应的知识。

二、单片机课程仿真案例教学的实施

（一）单片机案例教学简介

单片机案例教学就是将单片机课程所要求掌握的基本知识点、基本原理和方法都溶入到包含这些原理的实际项目例子的讨论与讲解之中，基于项目开发的过程来组织教学内容[2]。

（二）单片机案例确定

经过教研室教师对单片机案例进行设计，将单片机的基本知识点都包含到以下几个案例中。单片机案例从难易程度暂分为三个阶段，分别为第一阶段、第二阶段和第三阶段。第一阶段为初级阶段，基本掌握单片机的I/O口的使用，学生比较容易掌握，而且容易提高学生的兴趣。第二阶段为中等难度阶段，需要掌握单片机与各常用接口电路的应用。第三阶段比较难，涉及到的传感器驱动程序比较复杂。

（三）单片机课程仿真案例具体实施

1.教师进行具体案例任务的确定，并确定相应的单片机知识点，针对各个具体的案例，老师进行设问。同时，课前将下一堂课的案例材料发给学生，要求学生熟悉每一个案例的材料，针对设计的问题进行分小组思考和探讨。

2.在课堂教学组织方式上，每次教学过程均围绕一个案例进行各教学环节的组织，以任务目标为主线，结合相应案例对各相关知识点和技能点进行讲解，引导学生思考并提出相应的解决方案，激发学生的主观能动性和创新能力，学生在学习过程中以小组为单位，每组针对任务和要求进行分析，并对实现的方案、硬件电路和软件功能设计。最后，由老师进行总结和评价，指出案例所涉及的理论知识及其应用方法，就学生提出的问题进行解答[3，4]。

3.将实践教学环节溶入课堂教学，学生实践环节以课堂教学任务为对象，利用PROTEUS仿真软件绘制硬件电路图，用KeilC软件进行软件程序的编写，然后进行联合仿真调试。教师对学生调试过程中的重点、难点以及学生操作过程存在的问题进行实时点评，并要求学生在已经实现的硬件电路和程序的基础上，进行适当修改。

4.具体仿真案例教学的举例———交通灯案例分析。

第一，确定具体任务和要求：设置东南西北四个方向红、绿、黄共12个（或者6个，其中东西一组，南北一组）LED信号指示灯，南北方向的绿灯亮27秒，黄灯闪烁3秒，东西方向的红灯亮30秒，然后南北方向红灯亮30秒，东西方向绿灯亮27秒，黄灯闪烁3秒，依次循环，数码管倒计时显示，当出现紧急情况时，四个方向交通灯全部为红灯。要求利用并行接口芯片8255扩展设计相应的硬件电路、软件流程图和程序。

第二，确定交通灯案例的相关单片机知识点为：并行I/O接口芯片与单片机的接口电路设计，以及其相应的8255的驱动程序，定时器和中断程序，数码显示电路和按键电路驱动程序等。

第三，针对交通灯案例老师准备的问题：问题1：为什么设计黄灯和黄灯闪烁如何实现？问题2：倒计时1秒应该如何实现？问题3：紧急情况用什么来实现？单片机交通灯仿真图如图1所示。图1中南北方向红灯亮，东西方向绿灯亮。P1口提供南北方向的段码，P2口提供东西方向的段码，P3.0-P3.3分别提供南北方向和东西方向数码管的位码，P0.0-P0.5分别提供6组交通指示灯。

三、单片机课程仿真案例教学的考核

单片机案例教学考核方法是课程教学的最后环节，它直接检验单片机教学的效果。随着教育教学改革的不断深入，变应试教育为素质教育，《单片机原理及应用》的考核应注重考核学生的实践和创新能力，该课程的考核一般采取开卷考试、实验成绩和平时成绩相结合的方式进行考核。其中平时成绩占20%，主要包括学生的考勤、作业、随堂测试以及课堂表现和回答老师的提问情况等。实验成绩占30%，主要考查学生的硬件电路的设计和软件编程能力，在完成基本的实验任务时，然后根据思考部分的提问进行相应硬件电路和软件程序的修改。开卷成绩考试占50%，主要考查学生单片机理论知识、单片机接口电路设计和软件编程。

四、结束语

文章针对传统单片机教学过程中存在的不足提出了单片机案例教学方法，将单片机的理论知识融入到实际的案例中去，在讲述案例的同时插入理论知识的讲解，这样充分调动了学生的学习兴趣，增强了学生对单片机的综合应用能力。基于单片机案例教学已取得了较好的效果，对学生参加各类电子设计竞赛和毕业论文设计具有较大帮助。

参考文献

[1]孙军业.案例教学[M].天津：天津教育出版社，2004.

[2]陈锟.单片机课程案例教学的思考与探讨[J].中南民族大学学报，2008（27）：10-12.

单片机应用论文篇9

中图分类号：TP391.9 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2016）20-0052-03

Abstract The simulation experiment is done during the class consi-dering present status and problems in the teaching of the Principle and application of single chip microcomputer major. The demonstra-tion of Proteus simulation experiment can make the students further understand and master the contents they learned from the class. Themethod putting the teaching theories into practice， it is proved throughpractice that effects of teaching can be improved by this means.

Key words MCU； Proteus； simulation

1 前言

单片机原理及应用是电气工程类、电信类和机电类等专业开设的一门非常重要的专业基础课，也是学生参加大学生电子竞赛和进行科技创新活动必须熟练掌握的一门课程。单片机课程具有理论知识体系严谨，抽象和逻辑性强、应用性强等特点，单片机的学习需要硬件和软件相结合进行。多年的教学实践使笔者深感单片机原理及应用既难教又难学，教学效果一直不太理想，主要有以下几项原因。

1）教学模式采用传统的先基础后应用模式，学理论时学生感觉枯燥无味，学习积极性不高，同时有畏难情绪。

2）单片机的学习需要理论和实践相结合，而目前兰州工业学院的单片机教学则是实践环节和理论教学环节相脱节。兰州工业学院的单片机原理及应用这门课程的教学主要包括课堂理论教学环节、课外实验环节、课程设计环节和实训环节。理论教学主要介绍单片机硬件结构、软件指令编程、硬件资源的使用以及和接口芯片的应用等，实验是在实验室利用实验箱所提供的硬件资源来设计能完成一定功能的程序或验证一些程序的运行结果，课程设计和实训等环节又在课程结束后进行。由于学生在理论教学时只听到教师在讲解每段程序，不能及时观察到程序运行的结果，很难理解和掌握；而做实验时，只是按部就班，也谈不上灵活应用，致使学生容易对该课程学习缺乏兴趣。

3）由于受到硬件资源的限制，学生动手训练太少。单片机的课程设计和实训等环节是对所学知识的一次系统综合应用，但是由于受硬件资源的限制，学生在课程设计时所设计的硬件电路有些不能在实训环节实现，设计的程序不能观察到运行的结果，学生容易失去继续学习的兴趣。

为增强单片机课程的教学效果，在单片机课程教学中，结合重点、难点，适当将Proteus仿真技术引入课堂。Proteus仿真技术可动态实时模拟程序在硬件元器件（如显示、按键、电机等）运行的状态和结果，有利于形象化教学，吸引学生的学习兴趣，增强教学效果；有利于开阔学生的视野，让学生了解单片机的发展和新技术的应用；有利于培养学生的编程能力和仿真实验能力，建立科学的分析设计理念；有利于提高学生的科学探索能力和自主创新能力。同时，以往在实验室进行的单片机的实践环节，如单片机实验、课程设计和实训，都可以在Proteus软件中进行仿真。Proteus就相当于一个可以移动的、功能非常强大的单片机实验室，给学生提供了自主学习和创新的平台。

2 Proteus简介及特点

Proteus软件是由英国Labcenter公司开发的世界上著名的EDA工具（仿真软件）。Proteus从原理图分布、代码调试到单片机与电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现从概念到产品的完整设计，是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台[1]。它运行于Windows操作系统上，具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其电路组成的系统的仿真等功能，目前支持的单片机类型有MCS-51系列、DSP

系列、Arm系列等[2]。Proteus软件有以下特点。

1）具有强大的原理图绘制功能：Proteus自带35 000多种电子元器件，并且提供总线器件和总线布线，方便使用者绘图。

2）具有完善的电路仿真功能：Proteus可提供常见的激励源，如直流信号、脉冲信号、正弦信号、分段线性脉冲、音频等，并可以设定和改变性能参数；可提供多种仪器仪表的仿真，在虚拟面板上进行参数调节，如交直流电压/电流表、示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。

3）单片机协同仿真功能：Proteus支持主流单片机系统的仿真，包括68000系列、8051系列、AVR系列、PIC系列、ARM系列等；支持字符LCD模块、图形LCD模块、LED点阵、LED七段显示模块、键盘/按键等通用外设模型[3]。

4）提供软件调试功能：Proteus软件可对8051、PIC、AVR等单片机进行汇编语言调试，同时支持Keil等第三方的软件编译和调试。

5）强大的PCB设计平台：Proteus具有PCB的自动布局/布线功能和原理图到PCB的自动转换，为电路的硬件实现提供方便，并支持多种输出格式。

3 Proteus仿真在单片机原理及应用课程教学中的应用

在单片机原理及应用课程教学中，LED数码管的动态显示技术在课堂讲授时，因为学生没有感性认识，教师的各种理论分析使学生感到烦躁，失去兴趣。如果利用仿真电路来展示程序在单步执行和全速执行时LED数码管所显示的状态，将有助于激发学生的兴趣并加深理解。下面以LED数码管的动态显示技术为例，说明Proteus仿真技术在课堂教学中的应用。

运行Proteus的ISIS程序，进入仿真软件的主界面，点击Library选择Pick Device/Symbol以打开元件库，将电路所需的元件添加到对象选择器窗口，在图形编辑窗口将各个元器件按设计原理图放置并连线。利用Keil编译器或文本文档编写相应程序，生成.ASM文件，在主菜单栏点击source菜单，选择Add，添加源程序.ASM文件，再选择Builled All进行编译，编译无误后生成.hex文件，并加载到51芯片中。最后点击菜单DebugExecute或按Play键进行电路仿真。LED数码管的动态显示原理图及仿真结果如图1所示[4]。

在本例中，将要显示的数据的显示码从P0口送出，位选信号从P2.0―P2.3送出，教学中先让学生观察全速执行和单步执行时的显示结果，再结合程序进行单步演示，并引导学生实时观察P0寄存器（80H）和P2寄存器（A0H）的值，如图2所示。此时P0寄存器或P0寄存器物理地址80H的值均为2的共阴极字形码值5BH，P2寄存器或P2寄存器物理地址A0H的值均为FDH，目的是使P2.1引脚输出为0，其余位为1，从而使2能在指定位点亮。通过观察，使学生看到段选码信号和位选码信号的配合输出，有了感性认识，同时增加了学生对动态显示的程序的理解，活跃了课堂气氛，激发了学生学习兴趣，达到事半功倍的效果。

4 结束语

教学实践证明，将仿真软件引入单片机的课堂教学中，可以把抽象的理论知识通过仿真实验形象化，使学生对单片机的学习从不愿学、学不懂到喜欢学、容易学。同时，Proteus软件中有很多实际中不易接触到的仪器，可以很方便地从软件中选用，不受硬件资源的限制，能够增强课堂教学的直观性和生动性，加深学生对概念、原理、编程思路的理解，激发学生的学习兴趣和积极性，从而提高教学质量，增强教学效果。

参考文献

[1]张文梅，黄晓红，崔楠.仿真技术在电类课程实践教学中的应用[J].广东农工商职业技术学院学报，2013（2）：42-46.

单片机应用论文篇10

中图分类号：TP368.1 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2012） 14-0166-01

单片机理论部分知识点零碎、内容抽象难懂、章节与章节之间没有因果联系。如果仅仅采用以“板书”为主的传统教学模式，按照教材的编写顺序：先讲单片机的结构与工作原理，然后是指令系统等，最后才是单片机应用系统开发技术。除了板书教学之外，目前也有很多老师在课堂中引入了多媒体、实物演示等，尽管这些方法在节省时间和课堂信息量方面比板书教学在一定程度上有了较大改进，但是仍然是以抽象的理论为主，实物演示特别少，实物演示也只是在学生面前一晃而过，具体如何做学生仍然觉得遥望不可及。通过实际调研发现，本课程的理论教学主要存在以下两点不足：第一，选材不当。选用的教材都是以汇编语言讲解为主，而实际应用时大多数采用C语言编程实现；第二，理论教学与实际应用相脱节。授课模式单调、内容抽象难懂。为了弥补以上不足，培养出大量社会所需要的应用型人才，我们从选用教材和课堂教学模式两个环节进行了改革与实践。

一、应用驱动型地选用教材

高校教材不仅是教学内容和教学方法的知识载体，也是高校实行教与学的基本工具，同时还是培养创新人才的重要保证。因此，如何科学地、合理地选用高校教材直接关系着其教学效果的好坏。众所周知，单片机原理与应用是一门专业技术性很强的课程，对于应用型高校来说，其教材的选用也应当以“应用”为前提条件。

学习单片机这门课关键是学会如何使用单片机，而单片机的使用主要包括硬件电路和软件编程两方面。牵涉单片机的软件编程常采用的语言有两种：即汇编语言和C语言。目前，不论是研究型高校还是应用型高校，选用的单片机原理与应用教材几乎都是采用汇编语言讲解和设计程序实例的。而汇编语言是一种采用助记符表示的面向机器的低级语言，尽管采用该语言编写的程序概念清晰、对硬件资源操作很方便、编写的程序代码短，但是，汇编语言难理解，使用起来比较繁琐费时，可读性和可移植性都很差，而且汇编语言程序在编写时应用系统设计周期长，调试和排错也比较难。高级语言与自然语言更接近，而与硬件功能相分离，便于广大用户掌握和使用；C语言不仅具有高级语言使用方便的特点，也具有汇编语言直接对硬件进行操作的特点，且对系统的功能描述与实现简单，程序的阅读、修改和移植都比较方便，特别适合于编写复杂一些的程序。

针对应用型高校培养应用型人才的目标，综合以上汇编语言和C语言的优势和不足，选用兼顾汇编语言和C语言两种语言讲解的教材比较好，比如《单片机原理与应用及C51程序设计》。这样，在课堂上讲解单片机原理的同时介绍单片机C语言程序设计，通过用汇编语言和C语言编程对比，使学生能够快速掌握并使用C语言，同时理解汇编语言是如何操作硬件的。

二、应用驱动型的理论教学模式

如何彻底地面向应用型展开理论部分的教学，本文提出了主要从以下两方面入手：一方面拓展教学内容，打破教材的章节顺序；另一方面根据授课内容需要，采用合适的教学手段。具体做法如下：

（一）拓展教学内容，打破教材的章节顺序

众所周知，作为一名教师要想上好每一堂课，仅仅参考选用的教材是远远不够的，教材也只是用来参考，教材上的内容也不一定全讲，教材以外的知识也不一定不讲。而且教材编排的章节顺序也不一定全部适合授课。尤其是单片机这门课，在理论部分的授课过程中要想突出其实用性很强的特点，就必须拓展教学内容，打破教材的章节顺序。如介绍P0、P1、P2、P3四个并行口时，可以通过Proteus硬件仿真和keil软件编程实现并行口控制发光二极管；然后，讲单片机常用接口，如单片机与键盘、LED显示器、继电器等的接口；最后，要讲几个完整的单片机系统开发的实例，如电子时钟、数字显示温度计等的开发。这样，每讲一个实例，学生都会边学边做，在做的过程中还会提一些问题，有的还会来个小创新，为今后独立动手开发系统迈开了重要一步。

（二）采用合适的教学手段

为了突出单片机原理与应用实用性强的特点，采用多媒体技术、proteus硬件仿真和keil软件编程以及实物演示等多种手段相结合。根据授课内容的需要，能结合图片、动画展示讲解的内容不用纯文字叙述，比如单片机的品种与应用、堆栈操作过程以及中断系统等；能用proteus硬件仿真和keil软件编程演示的内容尽量避免用图片和文字叙述讲解，比如并行输入/输出接口的应用与编程、串行口的应用与编程、LED数码管动态显示方式等；能用实物简单演示的，可以先通过proteus和keil仿真，然后再实物演示，比如并行输入/输出接口的应用（跑马灯）、外部中断、键盘功能等。采用多种教学手段不仅可以把抽象的知识准确、生动地阐述清楚，还能使学生由被动的听变为主动的做，让学生从感性认识上升到理性认识，同时，还锻炼了学生的动手实践能力，激发学生有更高的学习兴趣。

三、结束语

在面向应用型选用教材和面向应用型理论教学模式两个环节紧密结合的基础上，“应用”贯穿于理论教学的全过程，不但让学生由“被动”的听变为“主动”的做，还让学生彻底掌握了单片机应用系统开发的全过程，同时锻炼了学生查资料解决问题的能力，为今后毕业设计和工作奠定了坚实的基础。

参考文献：

[1]楼然苗，王世来.单片机实践教学改革与应用型人才培养[J].中国大学教学，2009，3：80-81.

单片机应用论文篇11

关键词 ：单片机原理与应用 理实一体化教学模式 项目教学

一、实施以万能板为载体设计单片机硬件电路理实一体化项目教学

传统的理论教学和实践教学是在不同的时间和不同的地点由不同的教师分别进行的。由于教学目标和教学任务不同，教学组织形式分离，因此容易造成理论教学内容和实践教学内容脱节，降低学生学习兴趣，增加教学难度，直接影响到人才培养的质量。

单片机原理与应用是一门实践性很强的应用性课程，在电子产品开发设计中应用非常广泛，并需要硬件电路开发与软件程序设计同时进行。如果只进行理论教学而不进行实践教学，则教学效果不理想；如果只进行实践教学而不进行理论教学，教学效果也不明显，因此学好单片机技术必须是理论、实践“两条腿走路”，缺一不可。理论知识的学习可以通过听课、看书、看视频教程等方式进行，实践技能就必须亲自动手操作。

为了能更好地培养现代生产企业需求的单片机技术人才，根据笔者学院多年来对用人单位的跟踪反馈，以及多种教学模式的比较、实践，笔者主张在单片机原理与应用课程中实施理论与实践一体化教学模式，即把理论与实践结合起来，理论融入到实践中，学一个知识点、做一次产品、编一次程序、总结一次学习成果，真正做到“边学边做”。

在项目教学环节采用万能板设计与制作单片机产品，这种项目教学方法，不仅能锻炼学生的焊接技术，同时还能提高学生识读单片机硬件电路图的能力，更重要的是能让学生掌握单片机开发的基本步骤，提高软硬件的编程与设计能力，为日后开发设计电子产品打下坚实的基础。

二、实施单片机理实一体化教学的项目设计

为了实现统筹单片机原理与应用课程的知识目标和能力目标，笔者将整个课程重新整合为由易到难的具有连贯性的教学项目。每个教学项目包含了必需的理论知识和岗位能力需要的实践技能，以任务驱动教学，把理论知识和实践技能渗透到教学项目的每个环节中。按照这个教学思路，设计了三个教学项目，项目中包含了三个硬件电路和100个程序范例。

1.项目一：单片机最小系统硬件电路设计与制作

单片机最小系统，是指满足单片机的工作条件，可以正常工作的单片机系统。

该项目的学习目的是掌握单片机入门基础知识和单片机的引脚功能，掌握单片机延时程序的多种编写方法，掌握单片机开发的基本步骤和关键环节，掌握单片机简单程序编辑、编译、在线下载等基本步骤。掌握单片机开发软件Keil uVision4和ISP在线编程软件progisp的使用方法。

2.项目二：基于单片机控制的十六路LED霓虹灯设计与制作

霓虹灯广泛应用于商店广告牌、城市美化等场所，采用单片机控制的霓虹灯，显示花样随程序的改变而改变，样式千变万化，深受商家和居民的喜爱。

该项目的学习目的是掌握单片机P0、P1、P2、P3口作为输入输出口的使用方法，掌握单片机键盘的工作原理及使用方法，掌握单片机C语言源程序的结构特点、标志符与关键子、数据类型与运算符、C语言的语句、数组、指针、函数等用法。

3.项目三：基于单片机控制的红外二极管感应计数报警器

红外二极管感应计数报警器可以实现当用手经过红外发射管和红外接收管时，蜂鸣器发声、二位数码管数字加1的功能，其灵敏度非常高。该电路设计思路来源于企业商品自动计数器的应用实例，当有商品从传送带上经过感应器前，计数器加1，并发出提示声。该电路在现实生活中应用广泛，可以作为单片机设计人员的基本电路模块。

该项目的学习目的是掌握单片机的定时器、计数器、中断及接口技术，掌握LED数码管的工作原理和接口电路，能综合运用模拟电路、数字电路、传感器等基础知识设计与制作比较复杂的作品。

三、组织实施单片机理实一体化教学的关键点

1.前期准备是组织教学的起点

在教学准备阶段，推荐购买单片机制作常用工具和用万能板设计的单片机学习套件。

2.课堂管理是组织教学的难点

由于学生的学习动力、接受能力差异较大，教师要有针对性地将学习动力、接受能力较强的学生与学习动力、接受能力较弱的学生组成一个小组，同时指定一个小组长，协助教师进行课堂管理。

3.教师现场技术指导是组织教学的重点

当学生进行实践操作的时候，教师一定要巡视，及时解决学生遇到的困难，批评教育个别不遵守纪律的学生，要求其加强组织性和纪律性。

单片机应用论文篇12

 

前言

切削力的测量不仅可以研究切削机理、计算功率消耗、优化切削用量和刀具几何参数、校核切削力和切削温度理论计算的准确性，更重要的是，可以通过切削力的变化来监控切削过程，反映刀具磨损或破损、切削用量合理性、机床故障、颤振等切削状态。

1 计算机向单片机传输命令和数据

通过对单片机的编程来控制USB接口芯片，接收和响应主机对设备发出的命令。在测力系统中，单片机的编程设计程序通常由三部分组成：

第一、初始化单片机和所有的电路。

第二、主循环部分，其任务是可以中断的。

第三、中断服务程序，其任务是对时间敏感的，必须马上执行。

当应用程序中的“数据采集”按钮按下后，USB进入主循环函数，将从端点缓冲区中提取命令，并按照命令的要求，调用相应的函数，如采集数据，桥路调零，设置频率等。关键的几个函数如下：

(1) AfxBeginThread( WriteCommand, &mMainWrite)；//启动一个线程，调用传输命令函数

(2) open_ file(threadParam->pipe-name)；//创建文件句柄

(3) open_dev()；//创建设备句柄

(4) DeviceIoControl(hDevice，IOCTL_ WRITE_REGISTERS,

(PVOID)&ioBlock,sizeof(IOBLOCK)，NULL,O,&nBytes,NULL);

//DeviceIoControl函数发送控制代码到指定的设备驱动上，使得相应的设备完成数据输出的功能。论文格式。

(5) WriteFile(hFile,threadParam->pcIoBuffer，threadParam->uiLength,&nBytes，NULL)；

//写文件函数将数据传送到单片机的缓冲区中。论文格式。

2 单片机向计算机传输数据其流程

单片机向计算机传输流程

经过模数转换后的数据首先保存在单片机的数据缓冲区中，当单片机接收到主机发来的IN命令时，调用如下函数将数据传送到计算机的内存中。论文格式。

1) AfxBeginThread( ReadData, &m一ainRead)；//启动一个线程，调用读取数据函数

2) open_ file(threadParm一>pipe name);； //创建文件句柄，准备读取数据

3) open dev ()；//创建设备句柄

4) DeviceIoControl (hDevice，IOCTLesWRITE REGISTERS,

(PVOID)&ioBlock，sizeof(IO_BLOCK)，NULL,O,&nBytes,NULL)；

//DeviceIoControl函数发送控制代码到指定的设备驱动上，使得相应的设备完成数据输入的功能。

5) ReadFile(hFile，threadParam->pcIoBuffer， threadParam->uiLength,&nBytes, NULL)；

//读文件函数将数据从单片机的缓冲区读入到threadParam->pcIoBuffer内存中。

3结论

利用单片机实现切削力测量中USB数据传输功能，以达到对切削力的测量的监控。实现了生产过程中连续自动采样、实时显示、过载报警。

参考文献：

[1]师汉民.金属切削过程中的分叉与突变现象兼论切削过程的可控性问题[J].应用力学学报,1999,16(1):15～20.

[2]丛力,丛贵梁等.功率监控在机床中的应用[J].组合机床与自动化加工技术,10:29～31,1999.

[3]李熙亚，王卫平.车削切削力不确定性的模糊-灰色预测[J].工具技术，2002,36(8):26-29.

[4]陶永兰，等.切削力数据采集和处理系统[J].试验技术与试验机，1997,37(2):49-50.