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單片機(jī)技術(shù)論文范文第1篇

關(guān)鍵詞：TCP/IP協(xié)議單片機(jī)因特網(wǎng)局域網(wǎng)網(wǎng)卡芯片

在因特網(wǎng)上，TCP/IP協(xié)議每時(shí)每刻保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確傳輸。在數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域，如何利用TCP/IP協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸成為一個(gè)炙手可熱的話題。在本系統(tǒng)中，筆者利用TCP/IP協(xié)議中的UDP（用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議）、IP（網(wǎng)絡(luò)報(bào)文協(xié)議）、ARP（地址解析協(xié)議）及簡(jiǎn)單的應(yīng)用層協(xié)議成功地實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)的網(wǎng)絡(luò)互連，既提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?，又保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性，同時(shí)也擴(kuò)展了數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行О霃健?/p>

1TCP/IP協(xié)議簡(jiǎn)介

TCP/IP協(xié)議是一套把因特網(wǎng)上的各種系統(tǒng)互連起來(lái)的協(xié)議組，保證因特網(wǎng)上數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確快速傳輸。參考開(kāi)放系統(tǒng)互連（OSI）模型，TCP/IP通常采用一種簡(jiǎn)化的四層模型，分別為：應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、鏈路層。

（1）應(yīng)用層

網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層要有一個(gè)定義清晰的會(huì)話過(guò)程，如通常所說(shuō)的Http、Ftp、Telnet等。在本系統(tǒng)中，單片機(jī)系統(tǒng)傳遞來(lái)自Ethernet和數(shù)據(jù)終端的數(shù)據(jù)，應(yīng)用層只對(duì)大的數(shù)據(jù)報(bào)作打包拆報(bào)處理。

（2）傳輸層

傳輸層讓網(wǎng)絡(luò)程序通過(guò)明確定義的通道及某些特性獲取數(shù)據(jù)，如定義網(wǎng)絡(luò)連接的端口號(hào)等，實(shí)現(xiàn)該層協(xié)議的傳輸控制協(xié)議TCP和用戶數(shù)據(jù)協(xié)議UDP。在本系統(tǒng)中使用UDP數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議。

（3）網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層讓信息可以發(fā)送到相鄰的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)上的任一主機(jī)上，IP協(xié)議就是該層中傳送數(shù)據(jù)的機(jī)制。同時(shí)建立網(wǎng)絡(luò)間的互連，應(yīng)提供ARP地址解析協(xié)議，實(shí)現(xiàn)從IP地址到數(shù)據(jù)鏈路物理地址的映像。

（4）鏈路層

由控制同一物理網(wǎng)絡(luò)上的不同機(jī)器間數(shù)據(jù)傳送的底層協(xié)議組成，實(shí)現(xiàn)這一層協(xié)議的協(xié)議并屬于TCP/IP協(xié)議組。在本系統(tǒng)中這部分功能由單片機(jī)控制網(wǎng)卡芯片CS8900實(shí)現(xiàn)。

2硬件框圖

如圖1所示，系統(tǒng)提供RJ45接口連接Ethernet網(wǎng)絡(luò)，并且提供一個(gè)串口給用戶使用。系統(tǒng)板可以將從Ethernet上過(guò)來(lái)的IP數(shù)據(jù)報(bào)解包后送給串口，也可將從串口過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)封裝為IP包送到局域網(wǎng)中。外部RAM使用61C1024（128KB），從而為數(shù)據(jù)處理提供了很大的緩存；使用E2PROM——X25045，既可以作為看門(mén)狗使用，也可以將IP地址、網(wǎng)卡物理地址和其他參數(shù)保存在里面。

CS8900芯片是CirrusLogic公司生產(chǎn)的一種局域網(wǎng)處理芯片，它的封裝是100-pinTQFP，內(nèi)部集成了在片RAM、10BASE-T收發(fā)濾波器，并且提供8位和16位兩種接口，本文只介紹它的8位模式。

NE103是一種脈沖變壓器，在CS8900的前端對(duì)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)進(jìn)行脈沖波形變換。

3工作原理

3.1CS8900的工作原理

CS8900與單片機(jī)按照8位方式連接，網(wǎng)卡芯片復(fù)位后默認(rèn)工作方式為I/O連接，基址是300H，下面對(duì)它的幾個(gè)主要工作寄存器進(jìn)行介紹（寄存器后括號(hào)內(nèi)的數(shù)字為寄存器地址相對(duì)基址300H的偏移量）。

·LINECTL（0112H）

LINECTL決定CS8900的基本配置和物理接口。在本系統(tǒng)中，設(shè)置初始值為00d3H，選擇物理接口為10BASE-T，并使能設(shè)備的發(fā)送和接收控制位。

·RXCTL（0104H）

RXCTL控制CS8900接收特定數(shù)據(jù)報(bào)。設(shè)置RXTCL的初始值為0d05H，接收網(wǎng)絡(luò)上的廣播或者目標(biāo)地址同本地物理地址相同的正確數(shù)據(jù)報(bào)。

·RXCFG（0102H）

RXCFG控制CS8900接收到特定數(shù)據(jù)報(bào)后會(huì)引發(fā)接收中斷。RXCFG可設(shè)置為0103H，這樣當(dāng)收到一個(gè)正確的數(shù)據(jù)報(bào)后，CS8900會(huì)產(chǎn)生一個(gè)接收中斷。

·BUSCT（0116H）

BUSCT可控制芯片的I/O接口的一些操作。設(shè)置初始值為8017H，打開(kāi)CS8900的中斷總控制位。

·ISQ（0120H）

ISQ是網(wǎng)卡芯片的中斷狀態(tài)寄存器，內(nèi)部映射接收中斷狀態(tài)寄存器和發(fā)送中斷狀態(tài)寄存器的內(nèi)容。

·PORT0（0000H）

發(fā)送和接收數(shù)據(jù)時(shí)，CPU通過(guò)PORT0傳遞數(shù)據(jù)。

·TXCMD（0004H）

發(fā)送控制寄存器，如果寫(xiě)入數(shù)據(jù)00C0H，那么網(wǎng)卡芯片在全部數(shù)據(jù)寫(xiě)入后開(kāi)始發(fā)送數(shù)據(jù)。

·TXLENG（0006H）

發(fā)送數(shù)據(jù)長(zhǎng)度寄存器，發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，首先寫(xiě)入發(fā)送數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，然后將數(shù)據(jù)通過(guò)PORT0寫(xiě)入芯片。

以上為幾個(gè)最主要的工作寄存器（為16位），CS8900支持8位模式，當(dāng)讀或?qū)?6位數(shù)據(jù)時(shí)，低位字節(jié)對(duì)應(yīng)偶地址，高位字節(jié)對(duì)應(yīng)奇地址。例如，向TXCMD中寫(xiě)入00C0H，則可將00h寫(xiě)入305H，將C0H寫(xiě)入304H。

系統(tǒng)工作時(shí)，應(yīng)首先對(duì)網(wǎng)卡芯片進(jìn)行初始化，即寫(xiě)寄存器LINECTL、RXCTL、RCCFG、BUSCT。發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)，寫(xiě)控制寄存器TXCMD，并將發(fā)送數(shù)據(jù)長(zhǎng)度寫(xiě)入TXLENG，然后將數(shù)據(jù)依次寫(xiě)入PORT0口，如將第一個(gè)字節(jié)寫(xiě)入300H，第二個(gè)字節(jié)寫(xiě)入301H，第三個(gè)字節(jié)寫(xiě)入300H，依此類(lèi)推。網(wǎng)卡芯片將數(shù)據(jù)組織為鏈路層類(lèi)型并添加填充位和CRC校驗(yàn)送到網(wǎng)絡(luò)同樣，單片機(jī)查詢(xún)ISO的數(shù)據(jù)，當(dāng)有數(shù)據(jù)來(lái)到后，讀取接收到的數(shù)據(jù)幀。讀數(shù)據(jù)時(shí)，單片機(jī)依次讀地址300H，301H，300H，301H…。

3.2單片機(jī)工作流程

如圖人所示，單片機(jī)首先初始化網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。網(wǎng)卡IP地址和物理地址存在X25045中，單片機(jī)復(fù)位后首先讀取這些數(shù)據(jù)以初始化網(wǎng)絡(luò)。

單片機(jī)主要完成數(shù)據(jù)的解包打包。當(dāng)有數(shù)據(jù)從RJ45過(guò)來(lái)，單片機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)進(jìn)行分析，如果是ARP（物理地址解析）數(shù)據(jù)包，則程序轉(zhuǎn)入ARP處理程序（因?yàn)樵诰W(wǎng)絡(luò)上正是ARP協(xié)議將IP地址和物理地址相映射）。如果是IP數(shù)據(jù)包且傳輸層使用UDR協(xié)議，端口正確，則認(rèn)為數(shù)據(jù)報(bào)正確，數(shù)據(jù)解包后，將數(shù)據(jù)部分通過(guò)串口輸出。反之，如果單片機(jī)從串口收到數(shù)據(jù)，則將數(shù)據(jù)按照UDP協(xié)議格式打包，送入CS8900，由CS8900將數(shù)據(jù)輸出到局域網(wǎng)中。

可以知道，單片機(jī)主要處理協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層，鏈路層部分由CS8900完成。因單片機(jī)將數(shù)據(jù)接收后完整不變地通過(guò)串口輸出，所以將應(yīng)用層交付用戶來(lái)處理，用戶可以根據(jù)需求對(duì)收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

在單片機(jī)的程序處理中，包含了完整的APR地址解析協(xié)議。通過(guò)在單片機(jī)中正確設(shè)置網(wǎng)關(guān)、子網(wǎng)掩碼等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了通過(guò)局域網(wǎng)單片機(jī)與外部因特網(wǎng)上的終端設(shè)備的數(shù)據(jù)通信。

單片機(jī)技術(shù)論文范文第2篇

論文關(guān)鍵詞：模塊教學(xué)，制作，電子鐘

 

單片機(jī)技術(shù)作為現(xiàn)代電子技術(shù)的重要基礎(chǔ)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)過(guò)程控制，機(jī)電一體化產(chǎn)品，智能儀器，家用電器、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及通信等方面，是各類(lèi)控制系統(tǒng)的核心?！秵纹瑱C(jī)控制技術(shù)》是在前面所學(xué)《單片機(jī)基礎(chǔ)1》和《單片機(jī)基礎(chǔ)2》教學(xué)模塊的基礎(chǔ)上，進(jìn)行小型單片機(jī)電子產(chǎn)品軟硬件設(shè)計(jì)和制作的教學(xué)模塊。通過(guò)本模塊的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生掌握單片機(jī)技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用，鍛煉學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和新產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)能力，為將來(lái)從事單片機(jī)新產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、檢測(cè)和維護(hù)等工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

一、教學(xué)實(shí)施設(shè)想

依據(jù)單片機(jī)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)研制過(guò)程，模塊《單片機(jī)控制技術(shù)》可分為單片機(jī)系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)與調(diào)試和單片機(jī)程序設(shè)計(jì)與調(diào)試兩個(gè)部分，在綜合應(yīng)用階段將二者融為一體。通過(guò)本模塊的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握單片機(jī)硬件設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)，熟悉單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的組成和開(kāi)發(fā)方法，懂得單片機(jī)系統(tǒng)調(diào)試與維護(hù)技術(shù)，并在實(shí)際制作的基礎(chǔ)上制作，了解單片機(jī)控制的電子產(chǎn)品生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)管理方法。

在“教、學(xué)、做”一體的教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)分組實(shí)施，提高學(xué)生的溝通能力、團(tuán)隊(duì)合作及協(xié)調(diào)能力，提高學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎悸罚b密的工作方式和強(qiáng)烈的責(zé)任意識(shí)。教學(xué)實(shí)施按照3個(gè)階段逐級(jí)深入：①基礎(chǔ)知識(shí)復(fù)習(xí)講解；②基本應(yīng)用訓(xùn)練；③綜合實(shí)際制作。

二、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

曾經(jīng)有人這樣說(shuō)過(guò)，如果用數(shù)碼管和按鍵，做一個(gè)可以調(diào)整時(shí)間的電子鐘出來(lái)，那么你的單片機(jī)就算入門(mén)了60%了。我認(rèn)為這句話是有道理的。基于單片機(jī)技術(shù)的實(shí)時(shí)時(shí)鐘能夠涵蓋單片機(jī)課程的大部份知識(shí)點(diǎn)，對(duì)單片機(jī)知識(shí)的應(yīng)用，其綜合度是相當(dāng)高的。

本模塊以4位數(shù)碼管實(shí)時(shí)時(shí)鐘的硬件電路和程序設(shè)計(jì)為載體，以8位數(shù)碼管實(shí)時(shí)時(shí)鐘的設(shè)計(jì)和制作為任務(wù)驅(qū)動(dòng)，將單片機(jī)有關(guān)知識(shí)點(diǎn)融入“教、學(xué)、做”一體，采用分組實(shí)施，逐級(jí)深入的方式，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用單片機(jī)知識(shí)進(jìn)行小型電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、調(diào)試和制作能力。

本模塊按照教學(xué)計(jì)劃，可以分為5個(gè)學(xué)習(xí)情境：

1）單片機(jī)最小系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)

以4位數(shù)碼管實(shí)時(shí)時(shí)鐘為例，講授單片機(jī)最小系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)方法核心期刊目錄。

2）單片機(jī)定時(shí)與中斷功能的應(yīng)用

以含四個(gè)按鍵和4位數(shù)碼管的可以調(diào)整時(shí)間的實(shí)時(shí)時(shí)鐘為例，講授單片機(jī)定時(shí)與中斷功能的實(shí)現(xiàn)方法。

3）單片機(jī)與數(shù)碼管顯示器接口的設(shè)計(jì)

以4位數(shù)碼管實(shí)時(shí)時(shí)鐘為例，講授單片機(jī)與數(shù)碼管顯示器的接口設(shè)計(jì)方法。

4）單片機(jī)與LCD顯示器1602接口的設(shè)計(jì)

以一片1602作為單片機(jī)實(shí)時(shí)時(shí)鐘顯示屏為例，講授單片機(jī)與LCD顯示器1602接口的設(shè)計(jì)方法。

5）制作單片機(jī)電子鐘

在教師指導(dǎo)下，應(yīng)用單片機(jī)中斷、定時(shí)技術(shù)，通過(guò)調(diào)整鍵、加1鍵、減1鍵、確定鍵四個(gè)按鍵，用8位數(shù)碼管（或用一片1602）制作一個(gè)可以調(diào)整時(shí)間的電子時(shí)鐘，顯示格式為：時(shí)-分-秒 XX-XX-XX。

通過(guò)以上5個(gè)學(xué)習(xí)情境的訓(xùn)練，學(xué)生最終完成1臺(tái)具有調(diào)時(shí)功能的單片機(jī)電子鐘作品，并以作品的完成情況和完成過(guò)程進(jìn)行考核評(píng)價(jià)。

三、思考與展望

1、模塊《單片機(jī)控制技術(shù)》 以單片機(jī)控制的電子鐘的設(shè)計(jì)制作為載體，將單片機(jī)多個(gè)知識(shí)點(diǎn)串連到一起，按照由淺到深逐級(jí)深入，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作、細(xì)致耐心、動(dòng)腦動(dòng)手等能力，全方位地將知識(shí)性、趣味性、實(shí)用性融為一體，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，理論聯(lián)系實(shí)際，制作實(shí)用的單片機(jī)電子小產(chǎn)品。

2、“單片機(jī)工作室”是我系單片機(jī)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的“第二課堂”制作，對(duì)于已不能滿足模塊課程教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)秀學(xué)生，要依托“單片機(jī)工作室”，注重單片機(jī)優(yōu)秀人才的培養(yǎng)，提高他們參與創(chuàng)新實(shí)踐的能力，特別是在參加市、省各項(xiàng)課外科技競(jìng)賽活動(dòng)和技師班課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)論文設(shè)計(jì)中，為學(xué)生采用單片機(jī)技術(shù)，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)作品提供有力的支持。

3、今后要不斷延伸教學(xué)模塊。要與合作企業(yè)共同制定教學(xué)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，按照企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)將“教室與實(shí)訓(xùn)室”、“教師與師傅”、“學(xué)生與學(xué)徒”、“作業(yè)與作品”四者合一的開(kāi)展單片機(jī)教學(xué)。在與企業(yè)共建校外實(shí)習(xí)基地的基礎(chǔ)上，依據(jù)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)將單片機(jī)實(shí)用項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程融入教學(xué)，實(shí)現(xiàn)仿真企業(yè)環(huán)境條件下的教學(xué)，突出技術(shù)應(yīng)用的職業(yè)性。

4、要積極整合校內(nèi)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，積極開(kāi)展對(duì)外技術(shù)服務(wù)，強(qiáng)化課外“產(chǎn)學(xué)研”與課內(nèi)“教學(xué)做”的相互滲透。由單片機(jī)課程專(zhuān)任教師、企業(yè)技術(shù)人員與部分學(xué)生共同組成項(xiàng)目組，開(kāi)發(fā)研制科技含量高、低成本、測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、使用簡(jiǎn)單、實(shí)用的單片機(jī)產(chǎn)品，使學(xué)生不斷積累單片機(jī)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，熟悉企業(yè)生產(chǎn)開(kāi)發(fā)流程，深刻理解企業(yè)對(duì)人才的具體要求，直接接觸社會(huì)流行技術(shù)，實(shí)現(xiàn)學(xué)校教育與社會(huì)需求之間的無(wú)縫對(duì)接。

單片機(jī)技術(shù)論文范文第3篇

步進(jìn)電機(jī)是機(jī)電一體化產(chǎn)品中關(guān)鍵部件之一，通常被用作定位控制和定速控制。步進(jìn)電機(jī)慣量低、定位精度高、無(wú)累積誤差、控制簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于機(jī)電一體化產(chǎn)品中，如：數(shù)控機(jī)床、包裝機(jī)械、計(jì)算機(jī)設(shè)備、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)等。

Abstract

Thisarticlemainlyelaboratedhasbeenhangingthemovementcontrolsystemmerit,introducedwashangingthemovementcontrolsystemfunction,theprincipleandthedesignprocess.Ishangingthemovementcontrolsystemisoneofincontrolengineeringdomainimportantapplications,itsmaintargetistoiscontrolledtheobjectthemovementcondition,includingpath,speedandpositionimplementationcheck.Themovementcontrolsystemcompareswithothercontrolsystems,hasthesystemmodelsimply,thecheckalgorithmisunitary,alsonotcomplexcharacteristicandsoonnon-linearityandcouplingsituation.Alsoispreciselybecausethemovementcontrolsystemcanimplementtothepath,therunningrate,thepointingaccuracyaswellastherepetitionprecisionaccuracycontrolrequirement,hasthebroadapplicationforegroundineachcategoryofcontrolengineering,thereforethemovementcontrolsystemhasatpresentbecomeinthecheckstudyapplicationdomainverymuchsignificanttheresearchdirection.Throughthemonolithicintegratedcircuittosteppingmonitorcheck,implementedthemotor-driventocausetheobjectatontheboardwhichinclinedthemovement,ThecontrolsectionistheSST89E52monolithicmicrocomputerwhichSSTCorporationproducesprimarily,withwhenthe1602LCDliquidcrystalscreenandaccordingtoturnedhasimplementedwiththeuserinteractive,throughthekeyboardentrydifferentcontrolcommand,theliquid-crystaldisplaywasallowedtodisplaythesettingvalueandtherunthecoordinates.TheelectricalmachinerycontrolsectionusedLM324Nfourtotransportputsandisconnectedtheelectronicprimarydevicevoluntarilytodevelopthe42BYG205steppingmonitoractuationelectriccircuittoimplementtheelectricalmachineryaccuracycontrol.Thealgorithmpartiallyforwillsuitthemonolithicintegratedcircuitsystemtooperatecarriesonoptimizesmanytimes,willreducethemicroprocessortheoperand.Hascompletedtheobjectvoluntarilythemovementandaccordingtothedifferentsetuppathmovement.

KeywordsMagneto;1602LCD;LM324N;Drivecircuit

選擇步進(jìn)電機(jī)時(shí)，首先要保證步進(jìn)電機(jī)的輸出功率大于負(fù)載所需的功率。而在選用功率步進(jìn)電機(jī)時(shí)，首先要計(jì)算機(jī)械系統(tǒng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電機(jī)的矩頻特性能滿足機(jī)械負(fù)載并有一定的余量保證其運(yùn)行可靠。在實(shí)際工作過(guò)程中，各種頻率下的負(fù)載力矩必須在矩頻特性曲線的范圍內(nèi)。一般地說(shuō)最大靜力矩Mjmax大的電機(jī)，負(fù)載力矩大[1]。

選擇步進(jìn)電機(jī)時(shí)，應(yīng)使步距角和機(jī)械系統(tǒng)匹配，這樣可以得到機(jī)床所需的脈沖當(dāng)量。在機(jī)械傳動(dòng)過(guò)程中為了使得有更小的脈沖當(dāng)量，一是可以改變絲桿的導(dǎo)程，二是可以通過(guò)步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分驅(qū)動(dòng)來(lái)完成。但細(xì)分只能改變其分辨率，不改變其精度。精度是由電機(jī)的固有特性所決定。

選擇功率步進(jìn)電機(jī)時(shí)，應(yīng)當(dāng)估算機(jī)械負(fù)載的負(fù)載慣量和機(jī)床要求的啟動(dòng)頻率，使之與步進(jìn)電機(jī)的慣性頻率特性相匹配還有一定的余量，使之最高速連續(xù)工作頻率能滿足機(jī)床快速移動(dòng)的需要。

基于單片機(jī)的懸掛運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，具有硬件電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精確度高，抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

1.2課題目的

培養(yǎng)綜合運(yùn)用四年大學(xué)所學(xué)知識(shí)去分析問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。在實(shí)踐中檢驗(yàn)所學(xué)知識(shí),從而加強(qiáng)理論與實(shí)踐的相結(jié)合。體驗(yàn)一個(gè)科研項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的全過(guò)程，學(xué)會(huì)單片機(jī)開(kāi)發(fā)應(yīng)用方法,鍛煉應(yīng)用能力,動(dòng)手能力。本課題設(shè)計(jì)是具有一定難度的基于單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。通過(guò)這次畢業(yè)論文及設(shè)計(jì)，檢驗(yàn)的綜合素質(zhì)和專(zhuān)業(yè)教育的培養(yǎng)效果，并且使學(xué)會(huì)閱讀、利用英文文獻(xiàn)資料，閱讀并翻譯外文資料的能力，學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)報(bào)告和論文。

1.3課題意義

隨著社會(huì)的發(fā)展、科技的進(jìn)步以及人們生活水平的逐步提高，各種方便于生活的自動(dòng)控制系統(tǒng)開(kāi)始進(jìn)入了人們的生活，以單片機(jī)為核心的自動(dòng)門(mén)系統(tǒng)就是其中之一。同時(shí)也標(biāo)志了自動(dòng)控制領(lǐng)域成為了數(shù)字化時(shí)代的一員[3]。它實(shí)用性強(qiáng)，功能齊全，技術(shù)先進(jìn)，使人們相信這是科技進(jìn)步的成果。它更讓人類(lèi)懂得，數(shù)字時(shí)代的發(fā)展將改變?nèi)祟?lèi)的生活，將加快科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。

通過(guò)對(duì)“微機(jī)控制自動(dòng)門(mén)系統(tǒng)”的研究和設(shè)計(jì)，精心撰寫(xiě)了微機(jī)控制自動(dòng)門(mén)系統(tǒng)論文。本論文著重闡述了以單片機(jī)為主體，LED點(diǎn)陣顯示芯片及步進(jìn)電機(jī)為核心的系統(tǒng)。

本設(shè)計(jì)主要應(yīng)用SST89E58作為控制核心，LED點(diǎn)陣顯示芯片、步進(jìn)電機(jī)、壓力傳感器、電位器相結(jié)合的系統(tǒng)。充分發(fā)揮了單片機(jī)的性能。其優(yōu)點(diǎn)硬件電路簡(jiǎn)單，軟件功能完善，控制系統(tǒng)可靠，性?xún)r(jià)比較高等特點(diǎn)，具有一定的使用和參考價(jià)值。

1.4應(yīng)解決的主要問(wèn)題

在基于單片機(jī)的懸掛運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中，主要分三個(gè)部分設(shè)計(jì)，一個(gè)是輸入和鍵盤(pán)顯示模塊；另一個(gè)是步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊；第三個(gè)是最小系統(tǒng)和輸出模塊設(shè)計(jì)。主要解決的問(wèn)題是：

1.單片機(jī)最小系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)；

2.步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì)；

3.輸出部分的軟硬件設(shè)計(jì)；

4.主程序設(shè)計(jì)；

5.繪圖板的設(shè)計(jì)。

1.5技術(shù)要求

設(shè)計(jì)一電機(jī)控制系統(tǒng)，控制物體在傾斜（仰角≤100度）的板上運(yùn)動(dòng)。

在一白色底板上固定兩個(gè)滑輪，兩只電機(jī)（固定在板上）通過(guò)穿過(guò)滑輪的吊繩控制一物體在板上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)范圍為80cm×100cm。物體的形狀不限，質(zhì)量大于100克。物體上固定有淺色畫(huà)筆，以便運(yùn)動(dòng)時(shí)能在板上畫(huà)出運(yùn)動(dòng)軌跡。板上標(biāo)有間距為1cm的淺色坐標(biāo)線（不同于畫(huà)筆顏色），左下角為直角坐標(biāo)原點(diǎn)。

目錄

第1章緒論1

1.1課題來(lái)源1

1.2課題目的1

1.3課題意義2

1.4應(yīng)解決的主要問(wèn)題2

1.5技術(shù)要求2

第2章方案論證4

2.1可行性研究4

2.1.1經(jīng)濟(jì)可行性研究4

2.1.2技術(shù)可行性研究4

2.1.3方案提出5

2.1.4方案分析5

2.1.3方案確定7

2.2需求分析7

第3章過(guò)程論述8

3.1概要設(shè)計(jì)8

3.1.1系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)8

3.1.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)8

3.2詳細(xì)設(shè)計(jì)9

3.2.1硬件設(shè)計(jì)9

3.2.2軟件設(shè)計(jì)19

第4章系統(tǒng)測(cè)試28

4.1硬件測(cè)試28

4.2軟件測(cè)試28

4.2.1單元測(cè)試28

4.2.2集成測(cè)試30

4.2.3功能測(cè)試31

4.2.4測(cè)試結(jié)果32

結(jié)論33

后記34

單片機(jī)技術(shù)論文范文第4篇

單片機(jī)的特點(diǎn)主要有：高集成度，體積小，高可靠性；控制功能強(qiáng)；低電壓，低功耗，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品；易擴(kuò)展；優(yōu)異的性能價(jià)格比。目前，單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域主要包括：辦公自動(dòng)化設(shè)備；單片機(jī)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用；在實(shí)時(shí)過(guò)程控制中的應(yīng)用；單片機(jī)在日常生活及家用電器領(lǐng)域的應(yīng)用；在各類(lèi)儀器儀表中引入單片機(jī)，使儀器儀表智能化，提高測(cè)試的自動(dòng)化程度和精度，簡(jiǎn)化儀器儀表的硬件結(jié)構(gòu)，提高其性能價(jià)格比；在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用；商業(yè)營(yíng)銷(xiāo)設(shè)備；單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用；汽車(chē)電子產(chǎn)品；航空航天系統(tǒng)和國(guó)防軍事、尖端武器等領(lǐng)域，單片機(jī)的應(yīng)用更是不言而喻。

二、單片機(jī)開(kāi)發(fā)中的幾個(gè)基本技巧

在單片機(jī)應(yīng)用開(kāi)發(fā)中，代碼的使用效率問(wèn)題、單片機(jī)抗干擾性和可靠性等問(wèn)題仍困擾著?，F(xiàn)歸納出單片機(jī)開(kāi)發(fā)中應(yīng)掌握的幾個(gè)基本技巧。

1、如何減少程序中的bug。對(duì)于如何減少程序的bug，應(yīng)該先考慮系統(tǒng)運(yùn)行中應(yīng)考慮的超范圍管理參數(shù)如下。物理參數(shù)：這些參數(shù)主要是系統(tǒng)的輸入?yún)?shù)，它包括激勵(lì)參數(shù)、采集處理中的運(yùn)行參數(shù)和處理結(jié)束的結(jié)果參數(shù)。資源參數(shù)：這些參數(shù)主要是系統(tǒng)中的電路、器件、功能單元的資源，如記憶體容量、存儲(chǔ)單元長(zhǎng)度、堆疊深度。應(yīng)用參數(shù)：這些應(yīng)用參數(shù)常表現(xiàn)為一些單片機(jī)、功能單元的應(yīng)用條件。過(guò)程參數(shù)：指系統(tǒng)運(yùn)行中的有序變化的參數(shù)。

2、如何提高C語(yǔ)言編程代碼的效率。用C語(yǔ)言進(jìn)行單片機(jī)程序設(shè)計(jì)是單片機(jī)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用的必然趨勢(shì)。如果使用C編程時(shí)，要達(dá)到最高的效率，最好熟悉所使用的C編譯器。先試驗(yàn)一下每條C語(yǔ)言編譯以后對(duì)應(yīng)的匯編語(yǔ)言的語(yǔ)句行數(shù)，這樣就可以很明確的知道效率。在今后編程的時(shí)候，使用編譯效率最高的語(yǔ)句。各家的C編譯器都會(huì)有一定的差異，故編譯效率也會(huì)有所不同，優(yōu)秀的嵌入式系統(tǒng)C編譯器代碼長(zhǎng)度和執(zhí)行時(shí)間僅比以匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的同樣功能程度長(zhǎng)5-20％。對(duì)于復(fù)雜而開(kāi)發(fā)時(shí)間緊的項(xiàng)目時(shí)，可以采用C語(yǔ)言，但前提是要求你對(duì)該MCU系統(tǒng)的C語(yǔ)言和C編譯器非常熟悉，特別要注意該C編譯系統(tǒng)所能支持的數(shù)據(jù)類(lèi)型和算法。雖然C語(yǔ)言是最普遍的一種高級(jí)語(yǔ)言，但由于不同的MCU廠家其C語(yǔ)言編譯系統(tǒng)是有所差別的，特別是在一些特殊功能模塊的操作上。所以如果對(duì)這些特性不了解，那么調(diào)試起來(lái)問(wèn)題就會(huì)很多，反而導(dǎo)致執(zhí)行效率低于匯編語(yǔ)言。

3、如何解決單片機(jī)的抗干擾性問(wèn)題。防止干擾最有效的方法是去除干擾源、隔斷干擾路徑，但往往很難做到，所以只能看單片機(jī)抗干擾能力夠不夠強(qiáng)了。在提高硬件系統(tǒng)抗干擾能力的同時(shí)，軟件抗干擾以其設(shè)計(jì)靈活、節(jié)省硬件資源、可靠性好越來(lái)越受到重視。單片機(jī)干擾最常見(jiàn)的現(xiàn)象就是復(fù)位；至于程序跑飛，其實(shí)也可以用軟件陷阱和看門(mén)狗將程序拉回到復(fù)位狀態(tài)；所以單片機(jī)軟件抗干擾最重要的是處理好復(fù)位狀態(tài)。一般單片機(jī)都會(huì)有一些標(biāo)志寄存器，可以用來(lái)判斷復(fù)位原因；另外你也可以自己在RAM中埋一些標(biāo)志。在每次程序復(fù)位時(shí)，通過(guò)判斷這些標(biāo)志，可以判斷出不同的復(fù)位原因；還可以根據(jù)不同的標(biāo)志直接跳到相應(yīng)的程序。這樣可以使程序運(yùn)行有連續(xù)性，用戶在使用時(shí)也不會(huì)察覺(jué)到程序被重新復(fù)位過(guò)。

4、如何測(cè)試單片機(jī)系統(tǒng)的可靠性。當(dāng)一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成，對(duì)于不同的單片機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)品會(huì)有不同的測(cè)試項(xiàng)目和方法，但是有一些是必須測(cè)試的：測(cè)試單片機(jī)軟件功能的完善性；上電、掉電測(cè)試；老化測(cè)試；ESD和EFT等測(cè)試。有時(shí)候，我們還可以模擬人為使用中，可能發(fā)生的破壞情況。例如用人體或者衣服織物故意摩擦單片機(jī)系統(tǒng)的接觸端口，由此測(cè)試抗靜電的能力。用大功率電鉆靠近單片機(jī)系統(tǒng)工作，由此測(cè)試抗電磁干擾能力等。

綜上所述，單片機(jī)已成為計(jì)算機(jī)發(fā)展和應(yīng)用的一個(gè)重要方面，單片機(jī)應(yīng)用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機(jī)通過(guò)軟件方法來(lái)實(shí)現(xiàn)了。這種軟件代替硬件的控制技術(shù)也稱(chēng)為微控制技術(shù)，是傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。此外在開(kāi)發(fā)和應(yīng)用過(guò)程中我們更要掌握技巧，提高效率，以便于發(fā)揮它更加廣闊的用途。

參考文獻(xiàn)：

[1]何立民.MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)配置與接口技術(shù).北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1990

[2]蔡美琴等.MCS-51單片機(jī)系統(tǒng)及其應(yīng)用.北京：高等教育出版社，1992

[3]孫涵芳.MCS-51/96系列單片機(jī)原理及應(yīng)用.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1996

單片機(jī)技術(shù)論文范文第5篇

Abstract: The article measures the time using three timing circuit of the three time/counters of the single chip 89C52,communicates using the serial interface standard RS-232 and CMOS chip MAX232,and transmits the time to PC through the serial device of single chip . It inaugurates new area to exploiture the system source of single chip. Especially it establishes the foundation for the agility usage of time/counters of single chip 89C52.At the same time, it will promote the application of the single chip system in the military affairs area.

關(guān)鍵詞:89C52;定時(shí)/計(jì)數(shù)器;串行通信

Key words: 89C52; time/counter; serial communication

中圖分類(lèi)號(hào):TP302.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-4311(2010)17-0100-02

0引言

根據(jù)紅外密集度立靶測(cè)試系統(tǒng)原理,要準(zhǔn)確的測(cè)量彈丸通過(guò)不同光幕的時(shí)間間隔,可以用多種方法實(shí)現(xiàn),如CPLD器件,單片機(jī)等。在本論文中選用的是用單片機(jī)89c52來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)功能。89c52一般有可靠性高,易擴(kuò)展,控制能力強(qiáng),體積小,開(kāi)發(fā)周期短,成本低等優(yōu)點(diǎn)。在許多領(lǐng)域中,單片機(jī)以其體積小,指令豐富,控制技術(shù)成熟,修改方便,適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn),在現(xiàn)場(chǎng)得到廣泛的應(yīng)用。鑒于這些優(yōu)點(diǎn),本文的測(cè)時(shí)電路系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn),以89c52為主[1]。

1紅外密集度立靶測(cè)試系統(tǒng)原理

紅外密集度立靶測(cè)試系統(tǒng)是利用四光幕交匯原理研制而成。紅外密集度立靶測(cè)試系統(tǒng)測(cè)量原理圖如圖1所示:當(dāng)彈丸依次通過(guò)1,2,3,4光幕時(shí),系統(tǒng)中的計(jì)時(shí)部分分別記錄相應(yīng)的飛行時(shí)間,再加上光幕1和4之間的靶距、光幕2與光幕3的夾角、光幕3與光幕4的夾角等已知量,根據(jù)速度V即可以求出彈丸的著靶坐標(biāo)。

2系統(tǒng)方案

本論文的測(cè)時(shí)電路系統(tǒng)的控制方案如圖2所示。系統(tǒng)前續(xù)電路把四個(gè)脈沖信號(hào)送入單片機(jī),第一個(gè)脈沖信號(hào)將成為三路測(cè)時(shí)電路的啟動(dòng)信號(hào);第二個(gè)脈沖信號(hào)將終止第一路測(cè)時(shí)電路;第三個(gè)脈沖信號(hào)來(lái)到時(shí),第二路測(cè)時(shí)電路停止工作;同樣的,第四個(gè)脈沖信號(hào)將停止第三路測(cè)時(shí)電路。這三路測(cè)時(shí)電路即測(cè)得了時(shí)間,單片機(jī)通過(guò)串行接口把時(shí)間發(fā)送給PC機(jī),完成與PC機(jī)的通信。根據(jù)設(shè)計(jì)要求,此測(cè)時(shí)電路系統(tǒng)需要三路計(jì)時(shí)功能。

3測(cè)時(shí)電路硬件設(shè)計(jì)

測(cè)時(shí)電路硬件原理圖如圖2所示。時(shí)鐘電路由一個(gè)12MHZ的石英晶振和兩個(gè)30pf的電容組成;復(fù)位電路由一個(gè)30uf的電解電容、兩個(gè)電阻、一個(gè)復(fù)位鍵接至5v電壓組成。設(shè)彈丸通過(guò)第一光幕,第二光幕,第三光幕,第四光幕所得到的脈沖信號(hào)分別為第一脈沖,第二脈沖,第三脈沖,第四脈沖。把第一脈沖連接一個(gè)非門(mén)74ls04后送入89c52的T0(P3.4)引腳,此時(shí)對(duì)于定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0來(lái)說(shuō),上升沿有效。把第二,三,四脈沖分別接至P2.0,P2.1,P2.2引腳。[2]

4通信電路硬件設(shè)計(jì)

在本文中,測(cè)時(shí)電路得到的時(shí)間要傳送給PC機(jī),必須有單片機(jī)與PC機(jī)之間的通信電路。本文中采用串行接口標(biāo)準(zhǔn)RS-232來(lái)實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC機(jī)間的通信;用MAX232芯片實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC機(jī)的RS-232標(biāo)準(zhǔn)接口通信電路。

5測(cè)時(shí)電路軟件設(shè)計(jì)

設(shè)置T0以計(jì)數(shù)方式工作在模式2,賦初值TL0,TH0都為0XFF,啟動(dòng)T0,用查詢(xún)方式查詢(xún),當(dāng)?shù)谝幻}沖到來(lái)時(shí),其上升沿將使T0產(chǎn)生溢出中斷,TF0將置1,同時(shí)用軟件清TF0位為0,停止T0,同時(shí)再設(shè)置T0以定時(shí)方式工作在模式3,賦初值TL0,TH0都為0X00,啟動(dòng)T0;設(shè)置T2作為一個(gè)16位二進(jìn)制的定時(shí)器工作,啟動(dòng)T2。三路計(jì)時(shí)電路開(kāi)始工作后等待第二,三,四脈沖的到來(lái)就會(huì)停止工作。在脈沖還沒(méi)有到來(lái)時(shí),由于TL0,TH0是8位的定時(shí)器,在定時(shí)達(dá)到256us時(shí)會(huì)溢出,所以我們定義兩個(gè)靜態(tài)無(wú)符號(hào)長(zhǎng)整型變量overflow-count1和overflow-count2,定時(shí)器一旦溢出,即TFX(X=0,1)為1時(shí)相應(yīng)的變量就加1。用查詢(xún)方式查詢(xún),當(dāng)P2.0引腳的由0變?yōu)?時(shí),說(shuō)明第二脈沖到來(lái),此時(shí)終止TL0;當(dāng)P2.1引腳的由0變?yōu)?時(shí),說(shuō)明第三脈沖到來(lái),此時(shí)終止TH0;當(dāng)P2.2引腳的由0變?yōu)?時(shí),說(shuō)明第四脈沖到來(lái),此時(shí)終止T2。測(cè)時(shí)電路的流程圖,如圖3所示。

6通信電路軟件設(shè)計(jì)

通信協(xié)議約定:①PC機(jī)與單片機(jī)都可以發(fā)送和接收數(shù)據(jù);②設(shè)置PC機(jī)與單片機(jī)通信的波特率,為9600bit/s③設(shè)定幀格式:因?yàn)榇型ㄐ?單片機(jī)的串行口方式1真正用于串行發(fā)送和接收,所以幀格式為:一位起始位,8位數(shù)據(jù)位,1位停止位。④數(shù)據(jù)校驗(yàn):采用累加和校驗(yàn),每傳送10個(gè)數(shù)據(jù)就進(jìn)行一次累加和校驗(yàn)。⑤通信方式:查詢(xún)方式⑥為了保證數(shù)據(jù)可靠、有效,單片機(jī)開(kāi)始發(fā)送時(shí),先送一個(gè)AA信號(hào),PC機(jī)收到后,回答一個(gè)BB信號(hào),表示同意接收。當(dāng)單片機(jī)收到BB信號(hào)后,開(kāi)始發(fā)送數(shù)據(jù),每發(fā)送一次便求校驗(yàn)和。假定數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)度為16字節(jié),數(shù)據(jù)緩沖區(qū)為buf,數(shù)據(jù)塊發(fā)送完后馬上發(fā)送校驗(yàn)和。其中f=12MHZ,SMOD=0,波特率=9600bit/s,據(jù)此可以推出X=0FDH,TH1=TL1=0FDH。然后,初始化串行控制寄存器SCON,根據(jù)通信協(xié)議約定,幀格式為10位,串行口工作方式為1,允許接收,所以SCON寄存器初始值應(yīng)該設(shè)為01010000B=050H。因?yàn)椴捎玫氖遣樵?xún)方式發(fā)送和接收數(shù)據(jù),所以發(fā)送一幀數(shù)據(jù),應(yīng)該在TI位為低電平時(shí),將數(shù)據(jù)寫(xiě)入發(fā)送緩沖器SBUF,即自動(dòng)開(kāi)始發(fā)送,當(dāng)檢測(cè)到TI位由0變?yōu)?時(shí),說(shuō)明此幀數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)送完畢,此時(shí)軟件清零TI,為發(fā)送下一幀數(shù)據(jù)做好準(zhǔn)備。在接收一幀數(shù)據(jù)時(shí),先置REN=1,RI=0,當(dāng)檢測(cè)到RI由0變到1時(shí),說(shuō)明可以從接收緩沖器SBUF中讀取數(shù)據(jù)了,此時(shí)軟件應(yīng)清0RI,為下一次接收做好準(zhǔn)備。在本次設(shè)計(jì)中,測(cè)時(shí)電路測(cè)得時(shí)間后,將與PC機(jī)進(jìn)行通信,把時(shí)間傳送給PC機(jī)。因?yàn)闇y(cè)時(shí)部分得到的時(shí)間為整型十進(jìn)制,我們把時(shí)間統(tǒng)一都化為二進(jìn)制,把這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為二進(jìn)制轉(zhuǎn)化過(guò)程。在把十進(jìn)制轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制后,單片機(jī)串行口初始化,然后開(kāi)始進(jìn)入通信流程,通信流程圖如圖4。

7結(jié)論

本論文給出了紅外密集度立靶系統(tǒng)測(cè)時(shí)電路設(shè)計(jì)的具體設(shè)計(jì)過(guò)程,通過(guò)理論與實(shí)踐的結(jié)合,我們得出結(jié)論:利用單片機(jī)89c52實(shí)現(xiàn)測(cè)時(shí)電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是完全可行。

參考文獻(xiàn):

[1]李朝青編著.單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1999.