单片机论文心得体会优秀(精选4篇)
单片机学术论文 篇1
单片机监控系统探究
摘 要:单片机因为其强大的控制系统目前被广泛应用到了野外作业、企业生产和军事指挥监控之中。文章介绍了单片机的监控系统方案,并对单片机监控系统的发展趋势进行了预测。
关键词:单片机;监控;数据;通信技术
中图分类号:TP277 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2013)02-0098-02
随着半导体技术的飞速发展,当前将超大规模集成电路集成到一个很小硅片上的技术已经得到了实现,由此带来了单片机技术的飞速发展。目前的单片机,已经由最初的4位、8位单片机,发展到现在的32位300 M高速单片机。32位单片机由于内部采用了RISC(精减指令系统计算机)机构,因而优化了指令系统,同时也带来了快捷的运算速度和超强的数据处理能力,同时由于其使用方便,具有强大的中断控制系统、定时/事件控制系统,同步/异步通信控制系统,因而可以利用单片机实现对分散测控对象的监控。目前,这项技术已经被越来越广泛地应用到野外作业、企业生产和军事指挥控制之中了。
1 单片机监控系统方案介绍
监控系统需要有一个主站、若干个机动从站构成。主站的作用在于收集来自传感器的数据信息,发布控制命令及实现自动化转台。从站位于固定机房、无人值守间及野外作业站等地方,其主要功能是对传感器的指示数据进行检测验收、对Karlman滤波后的生产工艺方程进行解算和相关显控处理等。主站与从站之间的通信方式采用点与点之间的码分多址通信。
从站电路功能如图1所示。
①主站和从站自定义了60芯的专用系统信号,结构采用双CPU(80C196、8031)扩展STD总线结构。为了和数据通信板的8031之间数据交换的便利,将0C000H-0C3FFH分配给双口RAM(IDT7130)。为了方便调试非全地址译码I/O空间,芯片类型选择了在线可编程芯片ISP2031。
②付站显控电路。显控主芯片采用MC6847,将80C196地址空间的0A000-0C000H分出供显存占用,监视器选择工业级CRT,屏幕分辨率800×600、自建专用12×12非标准汉字库。选择8279型号主芯片进行键盘控制。
③使用I/O板,进行数据接收。采用数字滤波技术消除模拟输入信号的噪声,为了使运行混乱的程序重新步入正规,采用在双字节指令和三字节指令后插入两个字节以上的NOP,造成指令冗余的方式,避免后面的指令被当作操作数执行,从而使程序自动纳入正轨。
④智能接口板芯片采用3片MC6821控制芯片,通过对信号实现定位,达到和模拟器数据通信的目的。
⑤转台方位转换电路。同步传输机的模拟方位信号经由分立元器件电路获取后,予以一定的信号分离处置,转变成直流电平,经CPU切换后由AD变换电路分析出方位数据。其他传感器转换电路,采用高性能计数器记录下同步脉冲信号,最后由CPU进行处理。
2 有线/无线数据通信设计
实现单片机监控的重要环节在于中远距离通信方案的选择,对于单片机串行口来说,目前尚无法有效适应中远距离通信的需要,如果从站间距离较远,则点与点之间的距离就将超过1 km,这时候,需要采用调制解调技术。
2、1 有线数据通信
有线数据通信主要以电话线为主,经过数字调制解调器处理(Modem),形成FSK调制信号。我们可以选用TI公司生产的单片CMOS工艺的Modem,这种调制解调器符合CCITTV、23建议和BELL202标准,可以实现对通信信号的调制解调、载波检测,以及群延时均衡等功能。单片机的串行口RXD、TXD可以实现和RD及TD脚的直接相接。RXB脚的作用在于对接受信号偏压调整,门限电平则进行片内调整。为保证良好的收发性能,需要精确调整CDL脚作载波检测电平的W1、W2参数。RC、TC经过两级调制解调运放及1∶1变压线圈隔离后外接电缆插件。
2、2 无线数、话一体通信
当前,随着无线数据传输技术的日益成熟,在遇到复杂地形或者无法架设有线传输设备的时候,我们常常选择无线设施进行通信数据的传输。无线数据模块的选择在过去经常以MSM6927为主,该模块是日本OKI公司生产的一种单片集成、采用FSK调制的Modem。目前,随着我国无线通信模块技术的快速发展,国内一些厂商的设备也达到了国际先进工艺水平。如东莞博银KY-903,采用采用温补频率基准源,频率合成技术,可以实现点对点、点对多点,灵活组网。另外,提供了模拟通道,在实现无线数据传输的时候,也可以实现话音的传送,从而为系统监控提供了更大的便利。
2、3 通信软件设计
具体通信方法,采取先对主机写入数据,然后向各从机发布通信信息,以检验各从机是否及时相应,如未及时响应的从机,就将之从通信序列中清除出去,在实现这一过程之前,应设定主机与从机之间的响应规则,以避免多点同时响应导致的通信拥堵现象发生。
3 单片机监控系统保护措施
单片机监控系统常作为外部嵌入式系统而发挥监控作用,因而,为保证其正常工作,务必需要采取一定的保护措施,以时期可靠地进行工作。
①适时优化系统,进行冗余设计,不断提高软硬件的抗干扰能力。
②外接电源、通信电缆等装置都要加装防雷击、防风雨、防腐蚀装置,如加装防雷保护器,选用防腐蚀套管等。此外,应经常对外露设施进行定期检验,做到发现问题及早解决。
③不断优化算法设计。算法优化能够有效提高系统的可使用性。如Karlman滤波、AD采样后的野值;剔除处理等。通过不断优化算法,达到提高运算速率,增强处理能力的作用。
④做好非正常复位工作。由于野外环境复杂,系统在使用过程中,难免会出现电压异常或者断电事故的发生,一旦出现意外,系统就将出现非正常复位现象。当系统非正常复位的时候,先要恢复一些必要的系统数据,如显示模块的初始化、片外扩展的初始化等。然后再对测控系统的系统状态、运行参数等予以恢复。之后再把复位前的任务、参数、运行时间等恢复,再进入系统运行状态。
4 结 语
目前,单片机以其强大的数据处理和通信、控制能力,已经被广泛应用到了众多的监控系统之中了。随着单片机系统模块集成度越来越高,利用单片机监控系统功能,必将会更加的便捷、可靠。
参考文献:
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单片机论文 篇2
摘要:
单片机是当前被运用到各个领域的一个技术产品,随着当前社会生产活动的增多,单片机被运用到众多的生产领域中,在一定程度上提升了人们的生活水平和质量。就当前单片机的使用情况看,单片机更多地被运用到电子技术领域中,提升电子领域的发展程度,例如在仪表仪器中使用单片机可以提升其智能程度;单片机在工业控制中通过自身功能的发挥,可使工业控制更加先进化。该文从单片机的概述入手,研究在电子技术发展中单片机运用的程度。
关键词:
单片机;电子技术;应用研究
20个世纪70年代,单片机得到快速的发展,形成一个品种较为全面,功能更加强大的技术产品,开始在各生产领域中运用。随着近半个世纪的发展,单片机取得更优质的成果,科技水平更加先进,在众多领域中实现高效运用,提升这些领域的发展程度。单片机现在在电子技术领域中得到广泛的使用,如在通信功能、仪表仪器等方面实现高效的运用,促进这些企业实现优质的发展。同时,随着单片机运用程度的增加,应用领域的扩展,其技术呈现创新发展趋势。
1、单片机的科学分析
1、1概述
单片机是嵌入式系统的一个组成部分,它采用规模较大的电路技术将CPU、RAM、ROM以及定时器等众多功能集成在一个硅片上,继而形成一个具有完善功能的,微型的计算机系统。单片式是1970年左右开始在生产中运用,随着多年技术的革新和使用程度的加深,当前它在汽车电子,医疗器械,工业控制以及仪表仪器中得到运用。单片式发展速度较快,由最开始的4位单片机发展成8位单片机,到目前300M具有高速运转和处理能力的单片机。
1、2主要特点
单片机是当前计算机发展的一个重要组成部分,随着计算机水平的增长,单片机也呈现高效革新的态势,且呈现不同用途的,不同型号的单片机产品。以AT89S52型号单片机为例,单片机目前重要的发展特点有6个方面。
第一,单片机具有使用方便的特点,单片机整体体积较小,系统构成较为简单,整体呈现模块化;
第二,对环境的要求较低,单片机具有较强的环境适应能力,可以在不同的环境得到运用;
第三,控制能力较强大,单片机有着较强的科技力量,通过众多功能的集成,其具有很强的控制功能;
第四,功能消耗较低,单片机在运行的时候只需要较低的电压,整体对功能的消耗低;
第五,速度快,单片机具有极强的处理功能,对各项数据和信息有着极快的处理速度;
第六,可靠性高,单片机可以实现长时间的工作,提升整体系统的运转能力。
2、电子技术中单片机的应用情况分析
2、1手机通信中的运用
单片机在电子通讯中得到运用,主要体现在手机语音功能的建设中,单片机对手机语音信息进行识别,并开展相关操作。在手机的音频入口安置单片机可以使其收集众多的音频信息,系统分辨工作开展之后,向各个部件下具体的指令和信息,实现语音信息中的手机操作。
2、2单片机提升医疗器械诊断正确性
人们在实现温饱之后,更加关注自身的健康,对医疗水平有着越来越高的需求。但是,在医疗建设的过程中总会出现一些问题,检测手段以及消毒水平存在一定的不足,影响整体医疗建设的质量。单片机在医疗器械中得到运用之后,大大减少了医疗问题的出现,使医疗工作得到一定程度的提升。单片机的使用增加了医疗设备的诊疗准确性,提升了诊断的精准性。同时,随着单片机在医疗器械中的运用,整体医疗设备朝着更加智能化、自动化的发展方向前进,使医疗诊断的结果更加精准,更好地为人们的健康提供医疗保障。
2、3单片机使仪表仪器的使用更加智能化
单片机因其集成度高等特点被用于仪表仪器的生产,随着单片机科研水平的不断革新,仪表仪器的发展更加智能化,更加符合当前人们的使用需求。同时,随着单片机使用程度的增加,仪表仪器设备朝着数字化方向发展,整体测试水平较高,仪表仪器控制和处理的功能建设更加优质。例如,在航天仪器制造的时候,使用单片机这种先进的技术可以使仪器的精准性和集成性更强,提升航天电子系统的数字化程度,大大降低航天事故发生的几率。
2、4家电中普遍使用单片机
单片机不仅在高科技的领域中实现运用,如医疗器械、仪表仪器等领域,同时也在日常生活中得到运用,例如在家电行业中。随着科研水平的发展,单片机越来越多地在生活中得到运用,提升人们生活的质量和幸福感。当前人们家庭生活中使用的洗衣机、微波炉以及电视机等家电都运用了单片机这项技术。在电视机的运用中,通过使用单片机使其系统控制技术更加先进,功能操作更加便捷。
例如,人们可以通过遥控器自由切换不同的电视频道,选择自己想看的电视节目。单片机在微波炉建造中,通过系统信息的处理,可以根据食材的不同进行科学的、自动的选择工作,主要是选择加热时所需要的温度和具体时间。单片机在洗衣机的系统控制中,可以根据衣物的材质以及脏污程度进行自动洗涤,对洗衣液的使用量、洗涤的强度控制以及详细的洗涤时间有着科学的控制和选择。
3、单片机在未来电子技术领域中开发趋势分析
随着社会生产实力的增强,科研技术程度更加深入,单片机型号和技能革新的速度会越来越快,其在电子领域的应用开发主要从以下3个方面进行。
3、1对单片机程序开发
随着单片机自身开发程度的加深,其在嵌入式系统的建设中得到越来越全面的运用,目前已经不在裸机的环境中实现开发和使用。单片机已经实现一定程度的自动执行,可以对数据进行较强的储存,科学处理和传输数据。单片机具有较强的环境使用能力,可以保障计算机在不同的环境中实现正常的运转和数据的处理,对外界的物理参数实现高质量的采集,并对其进行逻辑分析和正确的处理。
3、2优化C语言系统程序
C语言有着强大的数据处理能力,可以以简易的方式对编程语言开展编译、处理等工作,有着强大的编程能力。为了使单片机在复杂的计算数据和控制数据的环境中实现正常的使用,提升系统的集成和控制能力,一定要加强C语言在单片机中的运用程度。通过对C语言更深度的开发,可以加大单片机的开发程度和力度,进而拓展单片机使用和运用的范围和领域。
3、3加强对计算机的研发
目前,单片机的制作中使用众多的通信接口,通过接口的连接可以和计算机进行数据的交流和沟通。可以说,单片机通过通信接口可以让通信设备和计算机形成一定的联系,可以使双方进行精准的数据支持,提升设备对数据的使用程度和运用程度。为此,要想对单片机进行深度的开发,应该对计算机进行系统的分析和运用,提升数据连接和传输的质量。
4、结语
单片机是当前计算机发展的一个重要组成部分,随着计算机水平的增长,单片机也呈现高效革新的态势,在电子领域实现高效的运用。突出表现在手机通信中和家庭电器的使用中,提升人们的生活建设质量。同时,单片机使仪表仪器的使用更加智能化,提升医疗器械的诊断正确性。在未来的发展中,可以通过对单片机程序进行开发、优化C语言系统程序以及加强对计算机的研发这3个方面提升单片机在电子领域的运用程度。
参考文献
[1]郑泽宏。单片机在电子技术中的应用和开发技术研究[J]。科技信息,2013(25):140,221、
[2]王红纪,徐小亚。单片机在电子技术中的应用和开发[J]。电子测试,2014(13):44-46、
[3]王德权。研究单片机在电子技术中的应用[J]。科技与企业,2013(3):113、
[4]张力。单片机在电子技术中的应用和开发[J]。电子技术与软件工程,2016(5):259、
[5]许文涛。单片机在电子技术中的应用[J]。黑龙江科技信息,2016(19):15、
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单片机论文 篇3
摘要:
本文针对工科院校单片机课程中存在的问题进行探究,提出了以项目化教学作为主导的改革方案,以学生为本,充分调动学生的主观能动性和学习兴趣。
关键词:
项目;单片机教学;改革探索
单片机课程将程序设计、通信技术、微机接口等多种专业知识综合在一起,是一门工程性、实践性以及技术性很强的课程。单片机课程是电子信息和自动化等专业的核心课程。
1、单片机课程教学现状
1、1教师教学手段较为单一
单片机是大规模集成电路的发展产物,内部结构较为复杂。各大工科类院校对于单片机教学,仍旧采用教师在课堂上面讲述相关的理论知识、单片机内部结构,然后讲解单片机的程序设计以及汇编语言,教学方式较为单一,使学生没能抓住学习的重点,丧失对单片机学习的热情和兴趣,导致教学质量越来越差[1]。
1、2学生没有明确的学习目标
单片机课程的实践性和应用性较强,在学习时要以应用为主要目标,然而有许多教师在教学的过程中忽略了这一点,导致学生没有明确的学习目标,单纯地跟着教师的思路,缺乏学习自主性和探究意识,学习目标不明确,影响教学效率。
1、3学生缺乏实践机会
学生在做实验时,主要的器材就是一本实验指导书、一个集成实验箱,学生按照指导书上面的流程机械式的进行实验,盲目的观察实验结果,对于实验中所应用到的一些原理模糊不清,导致学生在实验结束后仍旧对所学的内容有疑惑,没能掌握相关器材基本使用的方式,更没有将之运用到实际工程中的能力。
1、4考核方式有着一定的局限性
各种工科类院校对于学生单片机课程考试仍旧采用笔试的方式,这种考试形式具有一定的局限性,不能真实客观的反映出学生的学习水平,更不能考察出学生的实践能力和动手能力,这种考试方式没能很好的与实践相结合,导致考核结果不具有客观性。
2、应用项目教学方法
项目教学方法能够很好的适用于技术教育,可以将学科体系的内容转化成若干教学项目,然后围绕着这些项目进行教学,教师要引导学生直接参与到项目教学整个过程中[2]。设计教学项目,着重强调让学生参与其中,在模拟的生产场景中,完成规定的项目,这是理论与实践的完美结合。
在项目教学整个过程中,学生要在规定的时间内,可以自由的进行讨论,安排整个过程的进度,如此有助于激发学生的创新能力和积极性,培养了学生分析、解决问题的能力和团队的协作能力。
3、项目教学法的实施步骤
如今许多单片机教科书中知识结构都是从简单的数制到较为复杂的单机硬件,最后再到复杂的系统接口技术。但项目教学法改变了传统的教学模式,教师能够灵活掌握课程的教学顺序,合理的安排教学任务,并结合自身多年教学经验,总结出几个步骤帮助学生对单片机进行有效的学习。首先应该对单片机有所感知,自己查找一些有关资料,进一步了解对单片机学习的必要性和应用性;其次教师要给学生布置一些项目具体的任务,例如制作秒表、电子万年历等,给每个学生分配具体的任务,让他们由浅及深的了解单片机课程;再次教师要对一些小模块进行具体的讲解和分析;最后以期末的实训内容作为引导,将之贯穿于整个理论教学的过程中,模拟出一些生产场景,增强学生实际动手能力,完成最终的项目教学目标。
4、项目的选择
项目化教学主要是以项目为主要载体,以任务作为动力,将实践和理论紧密的结合起来,使学生在完成任务过程中就能够充分掌握相关的技能和知识,进而不断提高学生的实践能力和学习效果。在设计教学时,要挑选合适的项目来保证改革效果。所选的项目既能包含单片机相关的知识,又不会过大的增加学生的学习负担,给学生造成一定的心理压力。
5、基于项目的单片机改革策略
5、1以项目为主要导向
传统的教学方法主要是以教师讲授知识为主,重视教师、教材以及课堂教学,这种传统的教学模式主要强调理论知识的连续性和基础知识的运用,但却忽略了对学生兴趣以及创造能力的培养。现阶段,在课堂教学中要改变这种教学模式,变换传统的教学结构,打破原有的教学框架,将教材中原有的知识顺序分散成诸多小的知识点,运用一些经典的项目案例将这些小的知识点融入整个课堂教学,从而能够实现以项目为导向教学模式。
5、2项目设置的方法
教师要对项目的实例进行选择,认真撰写项目的内容。所选的基础项目能够与学生自身的兴趣相符合,给学生布置一些功能简单易于实现的项目任务。选择技能项目,鼓励学生通过多种形式来实现项目的具体要求,对于学生独立思考的能力有着较高的要求,在教学过程中教师可以指导学生进行分组讨论,主要以学生互相讨论以及师生互动的形式进行。综合项目则是侧重学生知识的提高,对于一些能力较强的学生应该充分发挥出他们的钻研精神,能够在钻研的过程中提升自身专业技能。例如教师给学生布置一些制作秒表的项目任务,让学生自己动手,在制作的过程中将所学的知识运用到操作之中,使得学生们的理论知识与实践能力有效的。结合在一起。
5、3测评环节
以项目为主要导向的教学过程中,考核的方式与传承考试也有所不同,考量学生的学习效果主要是通过综合评价实现的,主要评价有自我评价、教师评价、学生互评以及项目组长的评价等。
从项目框架的设计、需求的分析以及详细的方案等各个环节对学生进行点评打分。教师在评价的过程中,主要以支持和鼓励学生为主,可以增加学生自信心;在小组评价的过程中,应该着重了解学生在整个项目中所起到的作用,观察学生是否属于设计的主要人员,在设计的过程中是否配合等;在自我评价的过程中,要反映出自身在学习过程中所遇到的困难,在面对困难时是否能及时寻找到解决问题的方法,自我测评在今后的学习中有利于提升学生的学习效率。学生应该虚心接受别人的评价,在评价中才能够更快、更好地改善自己的不足之处,不断地完善自己。
6、结束语
项目教学法能够充分调动学生学习的积极性,在整个教学过程中,既提升了学生的实践能力,又促进了师生之间的情感交流。本文着重探讨了工科类院校单片机课程教学的现状,如教师教学手段较为单一、学生没有明确的学习目标、学生缺乏实践机会、考核方式具有一定的局限性。
本文也研究了应用项目教学方法、项目教学法的实施步骤、基于项目的改革策略等,主要是以项目为导向,设置项目方法优化测评环节。如此才能大幅度的提升学生们的实践能力、创新能力以及思维能力。
参考文献:
[1]李冰。单片机课程的项目化教学改革与实践[J]。实验室科学。2014(1)。
[2]郭毅飞,王华。项目教学法在单片机教学改革中的应用[J]。湖南农机。2013(1)。
单片机技术论文 篇4
单片机应用技术探究
摘要:近几年单片机得到了飞速的发展,单片机最明显的优势就是可以嵌入到各种仪器、设备中。目前大量的嵌入式系统均采用单片机,本文分析了单片机的形成及发展过程以及当前的技术进展,同时分析了影响单片机系统可靠性的原因,并论述提高单片机可靠性的措施。
关键词:单片机;可靠性技术;发展趋势
中图分类号: C35 文献标识码: A
引言
单片机,亦称单片微电脑或单片微型计算机。它是把中央处理器(CPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、输入/输出端口(I/0)等主要计算机功能部件都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。现在可以说单片机是百花齐放的时期,世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机,从8位、16位到32位,数不胜数,应有尽有,它们各具特色,互成互补,为单片机的应用提供广阔的天地。纵观单片机的发展过程,可以预示单片机的发展趋势 。
一 、单片机的应用场合
1、1智能仪器仪表。单片机用于各种仪器仪表,一方面提高了仪器仪表的使用功能和精度,使仪器仪表智能化,同时还简化了仪器仪表的硬件结构,从而可以方便地完成仪器仪表产品的升级换代。如各种智能电气测量仪表、智能传感器等。
1、2机电一体化产品。机电一体化产品是集机械技术、微电子技术、自动化技术和计算机技术于一体,具有智能化特征的各种机电产品。单片机在机电一体化产品的开发中可以发挥巨大的作用。典型产品如机器人、数控机床、自动包装机、点钞机、医疗设备、打印机、传真机、复印机等。
1、3实时工业控制。单片机还可以用于各种物理量的采集与控制。电流、电压、温度、液位、流量等物理参数的采集和控制均可以利用单片机方便地实现。在这类系统中,利用单片机作为系统控制器,可以根据被控对象的不同特征采用不同的智能算法,实现期望的控制指标,从而提高生产效率和产品质量。典型应用如电机转速控制、温度控制、自动生产线等。
1、4家用电器。家用电器是单片机的又一重要应用领域,前景十分广阔。如空调器、电冰箱、洗衣机、电饭煲、高档洗浴设备、高档玩具等。另外,在交通领域中,汽车、火车、飞机、航天器等均有单片机的广泛应用。如汽车自动驾驶系统、航天测控系统、黑匣子还有分布式系统的前端模块等等。
二、分析单片机可靠性限制原因及应对措施
目前,大量的嵌入式系统均采用了单片机,并且这样的应用正在更进一步扩展;但是多年以来人们一直为单片机系统的可靠性问题所困惑。在一些要求高可靠性的控制系统中,这往往成为限制其应用的主要原因。
1、单片机系统的失效分析
一个单片机系统的可靠性是其自身软硬件与其所处工作环境综合作用的结果,因此系统的可靠性也应从这两个方面去分析与设计。对于系统自身而言,能不能在保证系统各项功能实现的同时,对系统自身运行过程中出现的各种干扰信号及直接来自于系统外部的干扰信号进行有效的抑制,是决定系统可靠性的关键。有缺陷的系统往往只从逻辑上去保证系统功能的实现,而对于系统运行过程中可能出现的潜在的问题考虑欠缺,采取的措施不足,在干扰信号真正袭来的时候,系统就可能会陷入困境。
2、 提高可靠性的措施
2、1减少引起系统不可靠或影响系统可靠的外界因素:
1) EFT (Electrical Fast Transient)技术。EFT技术是一种抗干扰技术,它是指在振荡电路的正弦信号受到外界干扰时,其波形上会迭加各种毛刺信号,如果使用施密特电路对其整形,则毛刺会成为触发信号干扰正常的时钟,在交替使用施密特电路和RC滤波电路时, 就可以消除这些毛否则令其作用失效,从而保证系统的时钟信号正常工作。
2) 低噪声布线技术及驱动技术。在传统的单片机中,电源及地线是在集成电路外壳的对称引脚上,一般是在左上、右下或右上、左下的两对对称点上。这样,就使电源噪声穿过整块芯片,对单片机的内部电路造成干扰。现在,很多单片机都把地和电源引脚安排在两条相邻的引脚上。这样,不仅降低了穿过整个芯片的电流,而且在印制电路板上容易布置去耦电容,从而降低系统的噪声。现在为了适应各种应用的需要,很多单片机采用"跳变沿软化技术",从而消除大电流瞬变时产生的噪声。
3) 采用低频时钟。高频外时钟是噪声源之一,不仅能对单片机应用系统产生干扰,而且还会对外界电路产生干扰,令电磁兼容性不能满足要求。对于要求可靠性较高的系统,低频外时钟有利于降低系统的噪声。在一些单片机中采用内部锁相环技术,则在外部时钟较低时,也能产生较高的内部总线速度,从而保证了速度又降低了噪声。
三、单片机的发展趋势
1单片机技术的发展前景及趋势
由于通用型IC的仿冒现象比较严重,因此定制化IC将是未来单片机发展的主要方向。此外,尽管16位、32位单片机市场有所增加,但8位在未来三五年内仍将占主流,只是成长幅度会趋缓。从应用角度讲,盛扬看好消费类电子和家电产品,尤其是中小型家电产品,它属于比较成熟的单片机应用领域;其次是高端领域的车用产品。目前,盛扬已针对汽车周边领域推出系列产品,主要用于汽车防盗、车载电子、信息娱乐、胎压监测、里程表的面板等。
单片机拥有良好的应用前景,但厂商之间的竞争愈演愈烈。因此,对本土企业而言,要想脱颖而出,质量一定要好,同时还要注重产品的环保和可靠性,因为家电和汽车等产品对安全性的要求越来越高;其次,充分发挥本土厂商在特定应用领域的性价比优势。不过,这种性价比必须建立在性能过关、可靠度过关的基础上。
制作工艺CMO化。更小的光刻工艺提高了集成度,从而使芯片更小、成本更低、工作电压更低、功耗更低。CPU的改进。同时,采用双CPU结构,增加数据总线的宽度,提高数据处理的速度和能力;采用流水线结构,提高处理和运算速度,以适应实时控制和处理的需要。增大存储容量,片内EPROM的E2PROM化,程序的保密化,提高并行口驱动能力,以减少外围驱动芯片,增加外围?I/O?口的逻辑功能和控制的灵活性。最后,以串行方式为主的外围扩展;外围电路的内装化;和互联网连接已是一种明显的走向,可靠性及应用水平越来越高。
2微型单片化
现在常规的单片机普遍都是将中央处理器(CPU)、随机存取数据存储(RAM)、只读程序存储器(ROM)、并行和串行通信接口,中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上,增强型的单片机集成了如A/D转换器、PMW(脉宽调制电路)、WDT(看门狗)、有些单片机将LCD(液晶)驱动电路都集成在单一的芯片上,这样单片机包含的单元电路就更多,功能就越强大。甚至单片机厂商还可以根据用户的要求量身定做,制造出具有自己特色的单片机芯片。 此外,现在的产品普遍要求体积小、重量轻,这就要求单片机除了功能强和功耗低外,还要求其体积要小。现在的许多单片机都具有多种封装形式,其中SMD(表面封装)越来越受欢迎,使得由单片机构成的系统正朝微型化方向发展。
3串行扩展技术
在很长一段时间里,通用型单片机通过三总线结构扩展外围器件成为单片机应用的主流结构。随着低价位OTP(One-Time Password)及各种特殊类型片内程序存储器的发展,加之处围接口不断进入片内,推动了单片机单片;应用结构的发展。特别是I2C、SPI 等串行总线的引入,可以使单片机的引脚设计得更少,单片机系统结构更加简化及规范化。
4、结语
单片机改变了我们生活,纵观我们现在生活的各个领域,从导弹的导航装置,到飞机上各种仪表的控制,从计算机的网络通讯与数据传输,到工业自动化过程的实时控制和数据处理,以及我们生活中广泛使用的各种智能IC卡、电子宠物等,这些都离不开单片机, 单片机有着广阔的应用前景。
参考文献
[1] 张志良; 单片机原理与控制技术; 北京,机械工业出版社,2008
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