單片機軟體系統設計

⑴ 畢業設計做單片機應該怎麼做

1、單片機的硬體系統是由單片機、A/D轉換器和顯示驅動電路等組成。一般在硬體電路設計完成時，應選擇標准化、模塊化的典型電路和符合單片機應用系統的常規電路在系統中.相關器件以及相關電路一定要做到性能匹配.當外接電路較多時.還應考慮驅動能力。在硬體設計中.必不可少的是可靠性和干擾性.這與自身的硬體系統有關.因此應認真對待。

2、針對於硬體的電路總體設計和各部分電路的組成.系統軟體可分為數據採集、數據顯示、數據傳輸和數據存儲這4個基本功能。軟體系統包括主程序、系統監控、定時/中斷等子程序。

主程序為整個通用數據採集系統的主體部分.它由若干個模塊組成：自檢與初始化模塊、MD轉換程序模塊、顯示驅動模塊、監控程序模塊、按鍵程序模塊、數據上傳通訊模塊、數據定時存儲模塊。

其中有些模塊還包含有子模塊，使用時下一級模塊被高一級模塊調用，各部分既相互獨立.又相互聯系主程序首先是系統初始化.當運行正常後.進入數據採集軟體的主程序運行.使用默認配置參數來設定系統的採集通道數，完成數據採集、數據顯示、數據傳輸及數據定時存儲等基本功能。

(1)單片機軟體系統設計擴展閱讀

通常，在各種工業設計環境中遇至不同形式的干擾.單片機數據採集系統是軟硬體的結合.因此設計者應從軟硬兩方面消除.結合各種抵抗干擾的方法互相補充和完善.才能確保系統可靠、安全、正確地運行。

單片機系統被干擾後會集中表現在幾個方面：控制狀態失效、採集數據誤差大、數據發生亂碼以及程序的運行失控這些干擾有內、外因素的干擾.所以軟硬體都應當採取有效的措施進行解決。

硬體系統的干擾就是防和抗的概念.即消除和抑制干擾源：降低系統對干擾信號的敏感性;切斷干擾對系統的耦合。而相應的措施有隔離、屏蔽、接地、提高信噪比、濾波以及電壓保護等軟體抗於擾主要是通過軟體的合理編制降低單片機系統對干擾的靈敏度。解決的技術有指令冗餘技術、軟體陷阱技術、「看門狗」技術、數字濾波技術等方法。

⑵ 單片機技術論文題目

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。下面是我精心推薦的一些單片機技術論文題目，希望你能有所感觸!
單片機技術論文題目
1. 智能壓力感測器系統設計

2. 智能定時器

3. 液位控制系統設計

4. 液晶控制模塊的製作

5. 嵌入式激光打標機運動控制卡軟體系統設計

6. 嵌入式激光打標機運動控制卡硬體系統設計

7. 基於單片機控制的數字氣壓計的設計與實現

8. 基於MSC1211的溫度智能溫度感測器

9. 機器視覺系統

10. 防盜與恆溫系統的設計與製作

11. 防盜報警器

12. AT89S52單片機實驗系統的開發與應用

13. 在單片機系統中實現SCR(可控硅)過零控制

14. 微電阻測量系統

15. 基於單片機的電子式轉速里程錶的設計

16. 基於GSM簡訊模塊的家庭防盜報警系統

17. 公交車漢字顯示系統

18. 基於單片機的智能火災報警系統

19. WIN32環境下對PC機通用串列口通信的研究及實現

20. FIR數字濾波器的MATLAB設計與實現方法研究

21. 無刷直流電機數字控制系統的研究與設計

22. 直線電機方式的地鐵模擬地鐵系統製作

23. 穩壓電源的設計與製作

24. 線性直流穩壓電源的設計

25. 基於CPLD的步進電機控制器

26. 全自動汽車模型的設計製作

27. 單片機數字電壓表的設計

28. 數字電壓表的設計

29. 計算機比值控制系統研究與設計

30. 模擬量轉換成為數字量的紅外傳輸系統

31. 液位控制系統研究與設計

32. 基於89C2051 IC卡讀/寫器的設計

33. 基於單片機的居室安全報警系統設計

34. 模擬量轉換成為數字量紅外數據發射與接收系統

35. 有源功率因數校正及有源濾波技術的研究

36. 全自動立體停車場模擬系統的製作

37. 基於I2C匯流排氣體檢測系統的設計

38. 模擬量處理為數字量紅外語音傳輸接收系統的設計

39. 精密VF轉換器與MCS-51單片機的介面技術

40. 電話遠程監控系統的研究與製作

41. 基於UCC3802的開關電源設計

42. 串級控制系統設計

43. 分立式生活環境表的研究與製作(多功能電子萬年歷)

44. 高效智能汽車調節器

45. 變速恆頻風力發電控制系統的設計

46. 全自動汽車模型的製作

47. 信號源的設計與製作

48. 智能紅外遙控暖風機設計

49. 基於單片控制的交流調速設計

50. 基於單片機的多點無線溫度監控系統

51. 蔬菜公司恆溫庫微機監控系統

52. 數字觸發提升機控制系統

53. 農業大棚溫濕度自動檢測

54. 無人監守點滴自動監控系統的設計

55. 積分式數字電壓表設計

56. 智能豆漿機的設計

57. 採用單片機技術的脈沖頻率測量設計

58. 基於DSP的FIR濾波器設計

59. 基於單片機實現汽車報警電路的設計
單片機技術論文
單片機應用技術探究

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採用單片機，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，並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/輸出埠(I/0)等主要計算機功能部件都集成在一塊集成電路晶元上的微型計算機。現在可以說單片機是百花齊放的時期,世界上各大晶元製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。單片機用於各種儀器儀表，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體結構，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、智能感測器等。

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於一體，具有智能化特徵的各種機電產品。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、列印機、傳真機、復印機等。

1.3實時工業控制。單片機還可以用於各種物理量的採集與控制。電流、電壓、溫度、液位、流量等物理參數的採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徵採用不同的智能演算法，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採用了單片機，並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體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。對於系統自身而言，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於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，而對於系統運行過程中可能出現的潛在的問題考慮欠缺，採取的措施不足，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，它是指在振盪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鍾，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，從而保證系統的時鍾信號正常工作。

2) 低雜訊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，就使電源雜訊穿過整塊晶元，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晶元的電流，而且在印製電路板上容易布置去耦電容，從而降低系統的雜訊。現在為了適應各種應用的需要，很多單片機採用"跳變沿軟化技術"，從而消除大電流瞬變時產生的雜訊。

3) 採用低頻時鍾。高頻外時鍾是雜訊源之一，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。對於要求可靠性較高的系統，低頻外時鍾有利於降低系統的雜訊。在一些單片機中採用內部鎖相環技術，則在外部時鍾較低時，也能產生較高的內部匯流排速度，從而保證了速度又降低了雜訊。

三、單片機的發展趨勢

1單片機技術的發展前景及趨勢

由於通用型IC的仿冒現象比較嚴重，因此定製化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佔主流，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，它屬於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，主要用於汽車防盜、車載電子、信息娛樂、胎壓監測、里程錶的面板等。

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。

製作工藝CMO化。更小的光刻工藝提高了集成度，從而使晶元更小、成本更低、工作電壓更低、功耗更低。CPU的改進。同時，採用雙CPU結構，增加數據匯流排的寬度，提高數據處理的速度和能力;採用流水線結構，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，提高並行口驅動能力，以減少外圍驅動晶元，增加外圍?I/O?口的邏輯功能和控制的靈活性。最後，以串列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)、並行和串列通信介面,中斷系統、定時電路、時鍾電路集成在一塊單一的晶元上,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晶元上,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,製造出具有自己特色的單片機晶元。 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串列擴展技術

在很長一段時間里,通用型單片機通過三匯流排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,加之處圍介面不斷進入片內,推動了單片機“單片”應用結構的發展。特別是I2C、SPI 等串列匯流排的引入,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,從計算機的網路通訊與數據傳輸,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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⑶ 請簡述單片機系統的設計過程是怎樣的

單片機應用系統設計分為硬體設計與軟體設計兩部分及系統調試三個部分，大致過程如下：一、硬體電路設計1、根據任務需求規劃確定單片機類型及外圍介面電路方案；2、根據方案設計具體電路。二、軟體設計1、根據目標任務的功能需求，結合硬體電路控制方式，規劃設計軟體功能模塊；2、將功能模塊細化成流程圖；3、根據流程圖編寫程序代碼；4、將編譯後的目標代碼下載到實物單片機或虛擬單片機進行軟體模擬調試；三、系統調試1、將初調成功的目標的代碼下載到單片機目標試驗板進行軟硬體聯調及功能驗證；2、驗證成功符合設計要求，就可以進入小批量測試了。

⑷ 什麼是單片機應用系統 關於單片機應用系統 的了解

1、單片機系統是指單片機能正常工作所必須的外圍元件，主要由單片機、晶振電路和復位電路構成。而輸入、輸出部分則通過單片機的I/O口實現。一般地，單片機應用系統是指為實現特定的功能，由單片機、外圍介面電路及合適的軟體等構成的應用系統。

2、單片機是將中央處理器（CPU）、隨機存儲器（RAM）、只讀存儲器定時器晶元和一些輸入、輸出介面電路集成在一個晶元上的微控制器。

3、同微型計算機系統一樣，單片機應用系統也是由硬體和軟體組成的，硬體是應用系統的基礎，軟體則在硬體的基礎上對其資源進行合理調配，從而完成應用系統所要求的任務，是功能的體現者，二者相互依賴，缺一不可。

4、單片機系統的開發過程一般包括系統的總體設計、硬體設計、軟體設計和系統總體調試四個階段。這幾個設計階段並不是相互獨立的，它們之間相輔相成、聯系緊密，在設計過程中應綜合考慮、相互協調、各階段交叉進行。

⑸ 什麼是單片機應用系統的軟體設計

單片機是軟體與硬體的結合，所謂軟體設計就是要用程序來代替一些硬體上的不足或使之更加完美。

⑹ 一般做單片機軟體設計有哪些事情是需要重點考慮的呢

各種各樣的外圍電路。信號匹配關系和時序控制。各種演算法和信號處理。是否需要操作系統，或需要什麼樣的操作系統。演算法的可理解性可維護性。資源的佔有和速度效率的平衡關系。 當然最重要的還有選型等，具體型號可以關注一下英銳恩的系統軟體設計，樣式蠻全的

⑺ 開發單片機應用系統需要什麼樣的開發環境

明確任務

分析和了解項目的總體要求，並綜合考慮系統使用環境、可靠性要求、可維護性及產品的成本等因素，制定出可行的性能指標。

(2)劃分軟、硬體功能

單片機系統由軟體和硬體兩部分組成。在應用系統中，有些功能既可由硬體來實現，也可以用軟體來完成。硬體的使用可以提高系統的實時性和可靠性;使用軟體實現，可以降低系統成本，簡化硬體結構。因此在總體考慮時，必須綜合分析以上因素，合理地制定硬體和軟體任務的比例。

(3)確定希望使用的單片機及其他關鍵部件

根據硬體設計任務，選擇能夠滿足系統需求並且性價比高的單片機及其他關鍵器件，如A/D、D/A轉換器、感測器、放大器等，這些器件需要滿足系統精度、速度以及可靠性等方面的要求。

(4)硬體設計

根據總體設計要求，以及選定的單片機及關鍵器件，利用Protel等軟體設計出應用系統的電路原理圖。

(5)軟體設計

在系統整體設計和硬體設計的基礎上，確定軟體系統的程序結構並劃分功能模塊，然後進行各模塊程序設計。

單片機程序設計語言可分為三類：

➢ 機器語言 ：又稱為二進制目標代碼，是CPU硬體唯一能夠直接識別的語言(在設計CPU時就已經確定其代碼的含義)。人們要計算機所執行的所有操作，最終都必須轉換成為相應的機器語言由CPU識別、控制執行。CPU系列不同，其機器語言代碼的含義也不盡相同。

➢ 匯編語言 ：由於機器語言必須轉換為二進制代碼描述，不便於記憶、使用和直接編寫程序，為此產生了與機器語言相對應的匯編語言。用匯編語言編寫的程序執行速度快，佔用存儲單元少，效率高。

➢ 高級語言 ：高級語言具有很好的可讀性，使程序的編寫和操作都十分方便，目前廣泛使用的高級語言是C51。

匯編語言和高級語言都必須被翻譯成機器語言之後才能被CPU識別。

⑻ 做單片機軟體設計時，都應該考慮哪些事情

1.首先要保證實現所需要的各種功能，要做到零故障，准確無誤，做到零BUG。
2.其次，凡是需要人工操作的，要做到操作簡便，避免可能出現的誤操作，必須在軟體上加以限制，做到零錯誤。
3.需要顯示時，做到顯示明確，避免用戶誤會，應准確顯示出系統狀態，出現故障時應及時提示和報警。
4.在軟體編寫時，做到模塊化，層次清晰，結構合理，易懂易讀易移植，利用團隊合作完成。
5.在軟體上，要有防止干擾的措，加看門狗，防止飛程序，禁止死循環。
這些是主要幾點，對於一個項目，一個產品，在研發時，公司會有嚴密的管理制度和措施，更會有硬體軟體的設計要求的，會更詳細具體。