單片范文10篇

這些單片機(jī)的抗干擾性能大多數(shù)鄙人親自測(cè)試過(guò)，所用機(jī)器是上海三基出的兩種高頻脈沖干擾儀，一種是歐洲采用的標(biāo)準(zhǔn)，一種是日本采用的標(biāo)準(zhǔn)；日本的標(biāo)準(zhǔn)是高頻脈沖連續(xù)發(fā)出，脈沖寬度從50ns到250ns可調(diào)，歐洲采用的標(biāo)準(zhǔn)是脈沖間歇（間歇時(shí)間和發(fā)出時(shí)間可調(diào)）發(fā)出，脈寬也是從50ns到250ns可調(diào)；我們國(guó)家采用的是歐洲標(biāo)準(zhǔn)。

一般情況下，脈沖干擾這一項(xiàng)能夠耐受2000V以上就算不錯(cuò)了（好像我國(guó)家電標(biāo)準(zhǔn)是1200V），有些可以達(dá)到3000V，于是很多人為此很得意。

單片機(jī)在高頻脈沖干擾下程序運(yùn)行是否正常，或者說(shuō)抗干擾是否通過(guò)，有些人以程序不飛掉，或者說(shuō)“死機(jī)”為標(biāo)準(zhǔn)，有些人以不復(fù)位并且程序正常運(yùn)行為標(biāo)準(zhǔn)。很多情況下，芯片復(fù)位程序是可以繼續(xù)運(yùn)行的，表面上看的不是很清楚。我一般就看單片機(jī)在干擾下是否復(fù)位，復(fù)位了我就認(rèn)為不行了。不復(fù)位并且程序正常運(yùn)行當(dāng)然比復(fù)位來(lái)說(shuō)要好了。

好多人看到自己做的電路抗干擾達(dá)到2000V或者3000V就很高興，實(shí)際上芯片的抗干擾并不一定就很好。這里我不能不說(shuō)一下日本的標(biāo)準(zhǔn)，高頻脈沖連續(xù)發(fā)出的形式。別小看一個(gè)連續(xù)和一個(gè)間歇的區(qū)別，實(shí)際上，大家如果有機(jī)會(huì)，用日本的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試一下你的芯片和電路，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)，幾乎和歐洲標(biāo)準(zhǔn)差別很大很大，采用日本標(biāo)準(zhǔn)你會(huì)很傷心，因?yàn)榇蠖鄶?shù)單片機(jī)過(guò)不了！

日本的標(biāo)準(zhǔn)是1600V。上面我提到的十幾家單片機(jī)：

意法的也就是ST的≥1800

一、Proteus仿真軟件在單片機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用

Proteus軟件界面友好，功能強(qiáng)大，直觀性好，在教學(xué)中引入Proteus仿真軟件，能彌補(bǔ)單片機(jī)理論教學(xué)的不足，使學(xué)生增強(qiáng)動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣，消除對(duì)本課程的畏懼感。下面以基于單片機(jī)的數(shù)碼管靜態(tài)顯示數(shù)字“89C52”為例，介紹利用Proteus軟件實(shí)現(xiàn)電路的硬件設(shè)計(jì)、軟件調(diào)試與系統(tǒng)仿真，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)控制電路的功能要求，完成對(duì)控制方案的驗(yàn)證。1硬件設(shè)計(jì)本例中的CPU采用AT89C51單片機(jī)，顯示單元為5位數(shù)碼管，其中采用單片機(jī)的2位I/O口來(lái)控制數(shù)碼管的串行靜態(tài)顯示電路，將5位“89C52”的斷碼通過(guò)串行方式輸出到5片74LS164移位鎖存器的輸出端鎖存，并由5位數(shù)碼管顯示。學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)題目的控制要求及所需元器件在Proteus仿真軟件中設(shè)計(jì)出電路圖。在此過(guò)程中，能幫助學(xué)生更進(jìn)一步了解單片機(jī)及外圍相關(guān)元器件的功能及引腳特點(diǎn)，鞏固硬件知識(shí)。2軟件設(shè)計(jì)（1）畫(huà)程序流程圖。學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)控制要求，整理好編程思路，在實(shí)驗(yàn)冊(cè)上畫(huà)出程序流程圖，即可在Proteus仿真軟件上進(jìn)行程序的編寫(xiě)。（2）編寫(xiě)源程序。本課程采用匯編語(yǔ)言教學(xué)，而Protues仿真軟件自帶匯編編譯器，可通過(guò)源文件菜單創(chuàng)建“ASM”源文件，打開(kāi)相應(yīng)文件的SourceEditer即可進(jìn)行程序編寫(xiě)，并編譯成HEX文件。3系統(tǒng)調(diào)試與仿真將編譯后生成的HEX文件載入到到單片機(jī)仿真系統(tǒng)中，通過(guò)調(diào)試菜單進(jìn)行仿真機(jī)調(diào)試，即可看電路運(yùn)行顯示效果，5個(gè)數(shù)碼管會(huì)從左到右依次顯示字符“89C52”。在電路仿真過(guò)程中，單片機(jī)及相應(yīng)芯片的每個(gè)引腳都有電平指示，紅色代表高電平，藍(lán)色代表低電平，編程者即可對(duì)程序做最基本的判斷。當(dāng)程序沒(méi)達(dá)到預(yù)期效果時(shí)，可根據(jù)引腳電平的變化判斷出程序出錯(cuò)部分。Proteus系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點(diǎn)等調(diào)試功能，當(dāng)仿真結(jié)果與理論不相符時(shí)，學(xué)習(xí)者還可打開(kāi)程序調(diào)試面板（8051CPUSourceCode）進(jìn)行調(diào)試。

二、Proteus仿真軟件在單片機(jī)教學(xué)中取得的教學(xué)效果

（1）教學(xué)質(zhì)量有很明顯的提高。在傳統(tǒng)的理論教學(xué)方法下學(xué)生普遍覺(jué)得單片機(jī)入門難，一開(kāi)始就失去了學(xué)習(xí)的信心。而將Proteus引入到單片機(jī)教學(xué)課堂后，學(xué)生自己親自動(dòng)手畫(huà)電路圖、編寫(xiě)程序、調(diào)試程序，在其中獲得成功的喜悅。這很大程度上降低了單片機(jī)學(xué)習(xí)的抽象性，也增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的信心和積極性，教學(xué)質(zhì)量明顯提高。（2）學(xué)生手腦結(jié)合，動(dòng)手能力和創(chuàng)造能力明顯提高。Pruteus仿真軟件中的電路與實(shí)際硬件電路接近，仿真沒(méi)問(wèn)題即可直接根據(jù)電路圖焊接電路板。如果在電路仿真上出了問(wèn)題，學(xué)生可以通過(guò)調(diào)出示波器等仿真器測(cè)量波形等物理量，并對(duì)電路加以修改。在此過(guò)程中，學(xué)生也培養(yǎng)了設(shè)計(jì)電路、修改電路、調(diào)試電路的動(dòng)手能力。

三、結(jié)束語(yǔ)

引入Proteus仿真軟件到單片機(jī)理論教學(xué)課堂上，其優(yōu)點(diǎn)和教學(xué)效果是顯著的。這不僅減少了單片機(jī)教學(xué)的難度、提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也鍛煉了學(xué)生的創(chuàng)造性思維，為其以后的學(xué)習(xí)及工程設(shè)計(jì)奠定了一定的基礎(chǔ)。

凌陽(yáng)單片機(jī)在電子導(dǎo)游器中的應(yīng)用是小柯論文網(wǎng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)搜集，并由本站工作人員整理后的，凌陽(yáng)單片機(jī)在電子導(dǎo)游器中的應(yīng)用是篇質(zhì)量較高的學(xué)術(shù)論文，供本站訪問(wèn)者學(xué)習(xí)和學(xué)術(shù)交流參考之用，不可用于其他商業(yè)目的，凌陽(yáng)單片機(jī)在電子導(dǎo)游器中的應(yīng)用的論文版權(quán)歸原作者所有，因網(wǎng)絡(luò)整理，有些文章作者不詳，敬請(qǐng)諒解，如需轉(zhuǎn)摘，請(qǐng)注明出處小柯論文網(wǎng)，如果此論文無(wú)法滿足您的論文要求，您可以申請(qǐng)本站幫您論文，以下是正文。

摘要：本文設(shè)計(jì)一種智能電子解說(shuō)系統(tǒng),具有智能化、個(gè)性化、高音質(zhì)、實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)。讓游客按照設(shè)定的經(jīng)典路線，選擇景點(diǎn)或展位的講解使每個(gè)觀眾不但得到每個(gè)展位、景點(diǎn)的完整信息,而且感受到高清晰、低噪聲的音響效果，電子旅游解說(shuō)系統(tǒng)的出現(xiàn),使看起來(lái)簡(jiǎn)單的解說(shuō)系統(tǒng)融入了科技的因素。

本文正是基于凌陽(yáng)公司的SPCE061A單片機(jī)并采用A2000語(yǔ)音壓縮算法對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行了壓縮存儲(chǔ)以及播放。由游客控制選擇按鍵來(lái)播放語(yǔ)音，這樣大大降低了外面的干擾，使每個(gè)觀眾不但得到每個(gè)展位、景點(diǎn)的完整信息,而且感受到高清晰、低噪聲的音響效果。

關(guān)鍵詞：旅游；電子解說(shuō)；電子導(dǎo)游；凌陽(yáng)單片機(jī)

1緒論

隨著改革開(kāi)放和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，旅游業(yè)也獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展，節(jié)假日外出旅游已成為人們的首選。對(duì)大多數(shù)零散游客來(lái)說(shuō)，希望有一種不受制于人的輔助導(dǎo)游手段，迫切需要一種攜帶方便、操作簡(jiǎn)便的電子語(yǔ)音導(dǎo)游器。

一、單片機(jī)的特點(diǎn)應(yīng)用

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)銷設(shè)備；單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用；汽車電子產(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。現(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。

1硬件設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)采用MicrochipPIC16C54單片機(jī)，選用南通光電器件廠GR40101紅外發(fā)射二極管和GD1611硅PIN型光敏二極管作為紅外發(fā)射和接收器件，舟山海山電器有限公司生產(chǎn)的微型電機(jī)QDB-30-3.0作為泵液晶驅(qū)動(dòng)。系統(tǒng)采用單鍵模式完成暫停、設(shè)定泵液量等功能。電路采用節(jié)電方式設(shè)計(jì)，待機(jī)電流小于100μA，并可提供微型電機(jī)所需的500mA負(fù)載電流，可監(jiān)測(cè)電池電壓，欠壓報(bào)警。系統(tǒng)原理如圖1所示。

圖中TX（紅外發(fā)射管）、R1、R5、Q4組成紅外發(fā)射電路，單片機(jī)RA1口輸出一定頻率的脈沖控制三極管Q4的通斷，從而控制紅外發(fā)射管TX的發(fā)射頻率。由單片機(jī)RA3口為發(fā)射電路提供電源，是為了節(jié)能。當(dāng)RA1口將要發(fā)射脈沖時(shí)，RA3口置高，發(fā)射電路加電。RX（紅外接收管）、R2、R11、R12、R13、R16、Q6、C3組成紅外接收電路，RX接收紅外脈沖，整形后由Q6放大。接收電路必須嚴(yán)格控制放大倍數(shù)，確保紅外反射接收距離在10cm左右。接收電路電源由單片機(jī)RB1口提供，在發(fā)射脈沖后，將RB1口置高。R6、R7、R8、Q3組成電池電壓監(jiān)測(cè)電路，當(dāng)電源電壓降到一定值時(shí)，Q3截止，單片機(jī)RB3口為高電平，欠壓報(bào)警。D2、D3、R9、R10、Q1、Q5組成電機(jī)供電電路，提供微型電機(jī)所需的3V電壓、500mA負(fù)載電流，當(dāng)需驅(qū)動(dòng)電機(jī)泵液時(shí)，由單片機(jī)RB2口輸出低電平，Q發(fā)射極為電機(jī)供電。D1、C4、Q2、R3組成電機(jī)控制電路，泵液時(shí)先為電機(jī)供電，然后單片機(jī)RA2口輸出高電平驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。LED為工作狀態(tài)指示燈，單一按鍵SW為多功能鍵，可完成設(shè)定泵液量、暫停、手動(dòng)泵液等功能。

2軟件設(shè)計(jì)

本電路硬件設(shè)計(jì)通過(guò)控制各單元電路供電達(dá)到節(jié)能的目的，軟件上利用PIC單片機(jī)的休眼、看門狗溢出喚醒特性以及對(duì)發(fā)射脈沖個(gè)數(shù)的控制進(jìn)一步降低能耗，使其待機(jī)電流小于100μA，4節(jié)4號(hào)堿性電池可提供15000次以上的使用次數(shù)或200天以上的使用時(shí)間。程序流程如圖2所示。

程序開(kāi)始先對(duì)單片機(jī)各端口初始化，并設(shè)置好看門狗溢出時(shí)間，程序工作一個(gè)周期后，自動(dòng)進(jìn)入休眠模式，由看門狗溢出喚醒單片機(jī)進(jìn)入下一周期。進(jìn)入一個(gè)工作周期前，首先判斷是電池上電第1次工作，還是看門狗溢出喚醒單片機(jī)。如果是電池上電第1次工作，指示燈應(yīng)給出指示，并對(duì)泵液量進(jìn)行設(shè)定。進(jìn)入工作周期后要判斷按鍵是否按下，若按下按鍵，則判斷是手動(dòng)泵液還是暫停泵液器工作，這兩者靠按鍵時(shí)間長(zhǎng)短決定。

一、單片機(jī)的特點(diǎn)應(yīng)用

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)銷設(shè)備；單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用；汽車電子產(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。現(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。

摘要:單片機(jī)這一門課程是高校廣泛開(kāi)設(shè)的一項(xiàng)工程技術(shù)類課程，其教學(xué)目的是為了培養(yǎng)學(xué)生的單片機(jī)系統(tǒng)分析、單片機(jī)設(shè)計(jì)以及初步產(chǎn)品開(kāi)發(fā)等實(shí)際應(yīng)用能力。而實(shí)踐教學(xué)則是工程技術(shù)專業(yè)應(yīng)用能力培養(yǎng)的重要方法，與整體教學(xué)質(zhì)量的提升以及人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)息息相關(guān)。本文主要基于此背景，首先分析當(dāng)前單片機(jī)教學(xué)的現(xiàn)狀，然后提出以能力為導(dǎo)向的單片機(jī)應(yīng)用實(shí)踐教學(xué)具體措施，給相關(guān)教學(xué)工作者以參考。

關(guān)鍵詞:能力導(dǎo)向;單片機(jī);應(yīng)用實(shí)踐;實(shí)踐教學(xué)

單片機(jī)的優(yōu)勢(shì)包括功能強(qiáng)、可靠靈活、成本低廉以及面向控制等，因此在工業(yè)控制、儀器儀表、家用電器以及電子通信等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。單片機(jī)教學(xué)課程是一門硬軟件結(jié)合，技術(shù)實(shí)踐性十分強(qiáng)的專業(yè)課程，實(shí)踐教學(xué)在其中占有重要地位。因此，各個(gè)學(xué)校都在研究分析應(yīng)該怎樣施行以能力為導(dǎo)向的單片機(jī)應(yīng)用實(shí)踐教學(xué)，并保證實(shí)踐的質(zhì)量與效果。本文主要基于此，研究分析以能力為導(dǎo)向的單片機(jī)應(yīng)用實(shí)踐教學(xué)。

一、單片機(jī)教學(xué)現(xiàn)狀

當(dāng)前單片機(jī)傳統(tǒng)教學(xué)現(xiàn)狀存在一些問(wèn)題，其主要體現(xiàn)于以下方面:(1)教學(xué)內(nèi)容與課堂教學(xué)形式單一，教學(xué)內(nèi)容過(guò)于側(cè)重理論知識(shí)的完整具體，而忽視了實(shí)踐內(nèi)容環(huán)節(jié)，以至于理論知識(shí)與實(shí)踐操作相脫節(jié)。(2)實(shí)踐教學(xué)體系中的內(nèi)容十分單一，大多是驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，并沒(méi)有過(guò)多涉及單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)等方面的實(shí)踐教學(xué)。(3)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容教學(xué)環(huán)節(jié)缺乏綜合性、工程性與創(chuàng)新性，以至于學(xué)生不知道應(yīng)該怎樣去設(shè)計(jì)方案、選擇模塊以及設(shè)計(jì)電路。總結(jié)來(lái)講，傳統(tǒng)單片機(jī)應(yīng)用教學(xué)偏向于“知識(shí)本位”，過(guò)于重視知識(shí)教學(xué)的系統(tǒng)完整性，忽視了實(shí)踐教學(xué)的重要性，且教學(xué)內(nèi)容單一，教學(xué)方法落后，不利于學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的培養(yǎng)。因此，需要采取有效措施來(lái)解決這一狀況，實(shí)現(xiàn)以能力為導(dǎo)向的單片機(jī)應(yīng)用實(shí)踐教學(xué)模式［1］。

二、以能力為導(dǎo)向的單片機(jī)應(yīng)用實(shí)踐教學(xué)具體措施

摘要：為了在實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)場(chǎng)合，研究和解決工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和控制問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種基于AT89C51的單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)．以單片機(jī)為核心，通過(guò)A／D和D／A轉(zhuǎn)換模塊實(shí)現(xiàn)模擬量的采集和控制，利用按鍵控制模塊完成系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置，利用液晶和可編程時(shí)鐘等模塊進(jìn)行采集數(shù)據(jù)和時(shí)間等的顯示，通過(guò)串行通信模塊、RS232和RS485總線實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與計(jì)算機(jī)的通信，通過(guò)仿真機(jī)在線編寫(xiě)、調(diào)試和修改單片機(jī)程序．結(jié)果表明系統(tǒng)能夠進(jìn)行多路模擬信號(hào)的采集、處理、顯示、控制和遠(yuǎn)距離通信，而且采集數(shù)據(jù)正確率高、通信實(shí)時(shí)性強(qiáng)，控制可靠．

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；串行通信；總線；計(jì)算機(jī)；接口

隨著自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，論文工業(yè)過(guò)程的智能化、自動(dòng)化監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)的應(yīng)用日益廣泛．單片機(jī)系統(tǒng)由于其抗干擾性能較好被大量應(yīng)用到工業(yè)過(guò)程控制的各個(gè)領(lǐng)域。因?yàn)楣I(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境較惡劣，單片機(jī)系統(tǒng)在使用過(guò)程中通常會(huì)出現(xiàn)一些設(shè)計(jì)時(shí)想不到的新情況、新問(wèn)題，這就需要進(jìn)一步修改和完善．因此，有必要設(shè)計(jì)一套單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，根據(jù)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)反饋的各種問(wèn)題，隨時(shí)對(duì)系統(tǒng)中的功能模塊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究和分析，解決工程實(shí)際問(wèn)題．本文設(shè)計(jì)的這套單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)具有自動(dòng)采集多路模擬量、對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和顯示、根據(jù)設(shè)定的參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制輸出、與計(jì)算機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)通信等功能．

1系統(tǒng)組成及工作原理

綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：89C51單片機(jī)及其仿真系統(tǒng)，溫度、壓力等模擬量傳感器及其接口電路，A／D轉(zhuǎn)換模塊，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，按鍵控制模塊，日歷時(shí)鐘模塊，看門狗電路模塊，F(xiàn)P—GA模塊，液晶顯示模塊，通信模塊及上位計(jì)算機(jī)，其組成框圖如圖1所示．系統(tǒng)采用89C51單片機(jī)作為主控芯片，A／D轉(zhuǎn)換模塊將多路模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊為該系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)提供存儲(chǔ)空間；按鍵控制模塊向CPU傳回鍵值，用來(lái)設(shè)置和調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)；日歷時(shí)鐘芯片不僅可以給系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的時(shí)間，而且為系統(tǒng)提供掉電保護(hù)功能；看門狗電路模塊為系統(tǒng)提供了精確復(fù)位和低電壓監(jiān)控功能，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障或程序跑飛，它就可以在超時(shí)周期之后使CPU復(fù)位，提高系統(tǒng)的整體可靠性和抗干擾能力．FPGA模塊是現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯門陣列，通過(guò)編程可將它作為多種數(shù)字邏輯器件使用；LCD液晶顯示模塊可以同時(shí)顯示多行字符及自造圖形，主要用來(lái)顯示采集到的數(shù)據(jù)、系統(tǒng)時(shí)間等；兼容RS485和RS232兩種協(xié)議的全雙工串行通信接口，可以與上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)(約1200m)近(約15m)距離的數(shù)據(jù)通信[1]；上位計(jì)算機(jī)將接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、顯示、繪制模擬曲線、打印曲線和數(shù)據(jù)文件，按照用戶的具體要求作進(jìn)一步的數(shù)據(jù)分析和處理，同時(shí)發(fā)送控制參數(shù)，對(duì)被測(cè)對(duì)象的溫度、壓力等進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)．

2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

1大幅度革新教學(xué)內(nèi)容

經(jīng)過(guò)分析學(xué)生的就業(yè)情況和對(duì)相關(guān)企業(yè)的調(diào)研，我們發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)單片機(jī)課程的教學(xué)內(nèi)容已不符合社會(huì)對(duì)中職生的要求。傳統(tǒng)的中職單片機(jī)課程的教學(xué)內(nèi)容基本采用高等院校單片機(jī)課程的壓縮版，把大部分的教學(xué)課時(shí)安排在掌握單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和軟件編程上。而現(xiàn)實(shí)的情況卻是：軟件編程需要學(xué)生具有良好的抽象思維能力，這對(duì)現(xiàn)在的中職生來(lái)說(shuō)難度偏大；學(xué)生畢業(yè)后只有極少數(shù)人從事單片機(jī)軟件編程工作；而對(duì)中職生更為實(shí)用的以單片機(jī)為控制核心的電路系統(tǒng)的安裝調(diào)試與故障診斷排除，反而安排的教學(xué)課時(shí)不多。我校單片機(jī)課程改革前的情況基本也是這樣。在學(xué)期初，先安排6個(gè)課時(shí)讓學(xué)生在電子線路實(shí)訓(xùn)室完成整個(gè)實(shí)訓(xùn)電路板的焊接和調(diào)試，接下來(lái)的課時(shí)都安排在計(jì)算機(jī)機(jī)房進(jìn)行一個(gè)個(gè)具體項(xiàng)目的軟件編程學(xué)習(xí)與訓(xùn)練。在每個(gè)項(xiàng)目的硬件電路原理、軟件指令分析中，我們會(huì)采用proteus虛擬仿真輔助教學(xué)，盡量使教學(xué)內(nèi)容形象、直觀。但教學(xué)效果也不太理想，大部分學(xué)生在課程結(jié)束都還是不能掌握簡(jiǎn)單程序的編寫(xiě)。我校就業(yè)辦統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)顯示，近4年來(lái)，我校每年約300人的電子類畢業(yè)生中，從事單片機(jī)軟件開(kāi)發(fā)的不超過(guò)10人。為適應(yīng)企業(yè)對(duì)中職人才需求的變化，我們對(duì)單片機(jī)課程內(nèi)容進(jìn)行大幅度的革新。從2011級(jí)開(kāi)始，我們把這門課拆分為一門必修課和一門選修課。必修課中，大幅度削減軟件編程的內(nèi)容，只要求學(xué)生掌握對(duì)I/O端口的編程控制；重點(diǎn)學(xué)習(xí)單片機(jī)電路的安裝調(diào)試和故障診斷排除；把課程拓展為大單片機(jī)課程，以單片機(jī)作為控制核心，融入模電、數(shù)電、傳感器、顯示器等內(nèi)容。選修課中，全校只開(kāi)設(shè)一個(gè)班，主要加強(qiáng)單片機(jī)的軟件編程，對(duì)單片機(jī)感興趣、學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)的學(xué)生可以選修，給學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)提升的機(jī)會(huì)，也為培養(yǎng)優(yōu)秀學(xué)生參加單片機(jī)技能競(jìng)賽提供支持。

2構(gòu)建基于項(xiàng)目制作的理實(shí)一體化教學(xué)模式

將課程的知識(shí)體系打散，把知識(shí)點(diǎn)、技能點(diǎn)融入到各個(gè)具體的項(xiàng)目中；讓學(xué)生在“做”這些項(xiàng)目制作的過(guò)程中，通過(guò)自己的動(dòng)手體驗(yàn)，從而掌握相應(yīng)的知識(shí)與技能，達(dá)到“學(xué)”的目的。以此實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的緊密融合，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，讓學(xué)生在“做中學(xué)、學(xué)中做”。在必修課中，按照實(shí)用、有趣的原則，我們?cè)O(shè)計(jì)了6個(gè)項(xiàng)目，如下表1所示。我們把單片機(jī)課程的知識(shí)點(diǎn)、技能點(diǎn)融入到以上項(xiàng)目中。比如，項(xiàng)目四貪吃蛇游戲機(jī)，包括的知識(shí)點(diǎn)、技能點(diǎn)如下：知識(shí)點(diǎn)：（1）按鍵、LED點(diǎn)陣、蜂鳴器的結(jié)構(gòu)及工作原理；（2）矩陣鍵盤(pán)電路、LED點(diǎn)陣驅(qū)動(dòng)電路、蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路的工作原理。技能點(diǎn)：（1）按鍵、LED點(diǎn)陣、蜂鳴器的質(zhì)量檢測(cè)；（2）矩陣鍵盤(pán)電路、LED點(diǎn)陣驅(qū)動(dòng)電路、蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路的安裝調(diào)試和故障診斷排除；（3）STC-ISP軟件的使用。我們就是通過(guò)這些生動(dòng)、有趣的制作項(xiàng)目來(lái)調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極主動(dòng)性，讓學(xué)生在愉悅的精神狀態(tài)中完成項(xiàng)目任務(wù)的安裝、調(diào)試與故障檢修，并從中掌握相應(yīng)的知識(shí)與技能，養(yǎng)成良好的職業(yè)安全習(xí)慣。

3研制配套的實(shí)訓(xùn)裝置

為實(shí)現(xiàn)以上的項(xiàng)目，我們研制了相應(yīng)的實(shí)訓(xùn)裝置。實(shí)訓(xùn)裝置包括兩大部分：?jiǎn)纹瑱C(jī)實(shí)訓(xùn)電路板和小車底盤(pán)。實(shí)訓(xùn)電路板需學(xué)生安裝調(diào)試，每人一套，歸學(xué)生所有。這樣學(xué)生在課室、宿舍都可以進(jìn)行實(shí)訓(xùn)操作，無(wú)形中增加了實(shí)訓(xùn)時(shí)間，擴(kuò)大了實(shí)訓(xùn)空間。出于經(jīng)濟(jì)考慮，部分貴重元件和小車底盤(pán)則由學(xué)校在教學(xué)過(guò)程中提供給學(xué)生使用。為提高實(shí)訓(xùn)電路板使用的靈活性，我們?cè)O(shè)計(jì)的實(shí)訓(xùn)電路板采用積木式、模塊化設(shè)計(jì)，學(xué)生不僅可以用這些模塊完成課程設(shè)定的項(xiàng)目任務(wù)，還可以利用它們制作自己感興趣的小產(chǎn)品。我們的實(shí)訓(xùn)電路模塊包括：最小系統(tǒng)模塊、4獨(dú)立按鍵模塊、6矩陣按鍵模塊、兩位數(shù)碼管顯示模塊、8×8LED點(diǎn)陣模塊、LCD1602顯示模塊、溫度測(cè)量模塊、繼電器模塊、蜂鳴器模塊、小車驅(qū)動(dòng)模塊、小車循跡模塊、小車測(cè)速模塊以及小車底盤(pán)一個(gè)。小車底盤(pán)采用帶兩減速電機(jī)底盤(pán)，上面介紹的驅(qū)動(dòng)模塊、循跡模塊、測(cè)速模塊分別獨(dú)立安裝，然后組裝到小車底盤(pán)合適的位置中；其他所有的模塊都安裝在一塊電路板上。這電路板上的每個(gè)模塊都可獨(dú)立工作，接口用插針引出，模塊與模塊之間采用杜邦線連接。

摘要介紹一種以單片微機(jī)為核心的可測(cè)量壓力的新型智能儀器。該檢測(cè)儀可消除現(xiàn)在普遍使用的現(xiàn)場(chǎng)安裝壓力表或短距離毛細(xì)管傳輸壓力表所存在的觀察不便的缺陷，具有測(cè)量準(zhǔn)確、能減輕值班人員勞動(dòng)強(qiáng)度、可遠(yuǎn)距離傳送測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行集中監(jiān)控等優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)電廠(站)的壓力參數(shù)包括發(fā)電機(jī)、汽輪機(jī)、水輪機(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中需要測(cè)量的各處油壓、汽壓或水壓。由于這些壓力參數(shù)可以反映出旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，所以只有準(zhǔn)確地加以測(cè)量，才能使上述設(shè)備的正常運(yùn)行有保障。現(xiàn)在發(fā)電廠(站)使用的各種壓力測(cè)量?jī)x，一般都采用現(xiàn)場(chǎng)安裝壓力表或短距離毛細(xì)管傳輸壓力表，需要安裝在要測(cè)量的壓力現(xiàn)場(chǎng)附近，由值班人員定時(shí)巡查記錄。這樣的測(cè)量方式，不但值班人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且無(wú)法做到隨時(shí)觀察各處壓力參數(shù)的變化，難以預(yù)防事故發(fā)生于未然。

本文介紹的單片微機(jī)壓力檢測(cè)儀，是一種能夠遠(yuǎn)距離測(cè)量壓力參數(shù)的智能儀器。在單片微機(jī)的管理下，檢測(cè)儀的測(cè)量過(guò)程完全是自動(dòng)進(jìn)行的，工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換操作也非常簡(jiǎn)單，測(cè)量結(jié)果既可以用顯示器顯示或打印機(jī)打印，也可以送至上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)距離集中監(jiān)控，便于實(shí)現(xiàn)發(fā)電廠(站)管理的自動(dòng)化和現(xiàn)代化。

1電路的構(gòu)成和原理

檢測(cè)儀共有8路檢測(cè)通道，各路通道的模擬放大電路及基準(zhǔn)電源電路均相同，而壓力傳感器的輸入則按實(shí)際需要選擇不同量程的壓力傳感器。壓力傳感器分別為各路壓力檢測(cè)通道的測(cè)壓元件，當(dāng)壓力作用于傳感器時(shí)，芯片上的電橋在壓力的作用下出現(xiàn)不平衡，輸出正比于壓力變化的電壓信號(hào)，基準(zhǔn)電源采用恒流源電路給電橋供電。從傳感器輸出的信號(hào)是比較小的，須經(jīng)過(guò)模擬放大電路放大。為了消除放大電路的輸出端的溫漂，采用了基本差動(dòng)運(yùn)算放大電路。

由于檢測(cè)儀具有對(duì)多路測(cè)壓點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)巡回檢測(cè)的功能，所以需用自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)對(duì)多個(gè)壓力傳感器送出的信號(hào)進(jìn)行選取。為此，采用了CMOS8選1多路模擬開(kāi)關(guān)(選用4051)，由它控制8路通道的通斷狀態(tài)，相當(dāng)于一個(gè)單刀八擲開(kāi)關(guān)。從多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)輸出的信號(hào)是模擬量，在把它輸入單片機(jī)運(yùn)算處理之前，必須先轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，完成這一功能的電路就是A／D轉(zhuǎn)換器。檢測(cè)儀使用了MC1433雙積分型A／D轉(zhuǎn)換器，其工作原理是將輸入電壓變換成與其平均值成正比的時(shí)間間隔，然后用計(jì)數(shù)器記下此時(shí)間間隔內(nèi)的時(shí)基脈沖的數(shù)目。