单片机技术范文

导语：如何才能写好一篇单片机技术，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键词：单片机；接口技术；PS/2

中图分类号：TP368文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 24-0000-01

Interface Technology Overview

Xu Liyuan

(Tianjin Polytechnic University,School of Computer Science&Software Engineering,Tianjin300387,China)

Abstract:This paper describes the characteristics of the single-chip interface technology to be extended to complete the serial port to PS/2 mouse hardware and software architecture design,followed by the PS/2 mouse interface microcontroller devices.

Keywords:SCM;Interface technology;PS/2

接口是指各种不同特性部件的相互交接部分。对于单片机，CPU与其它电路和部件相互交接的部分就是接口。接口又分为和软件部分硬件部分。接口软件则是指为实现信息交换而设计的程序；硬件接口是指两个部件实体之间的连线和逻辑电路。在现在所掌握的技术条件下，硬件接口都必须得到相应的接口软件的支持。

一、单片机接口技术的特点

单片机本身已经具备了一些常用的功能部件，而且我们知道单片机的应用主要是面向测控系统，因此，与通用计算机的接口技术相比较，单片机的接口技术有以下特点。

（一）单片机的接口往往更侧重于人机接口和控制接口。通用微机的人机界面是标准键盘和显示器，较之单片机的人机接口要复杂，同时功能也强得多。PC机的键盘本身就是一个单片机系统，可以对100多个键进行扫描，并具有消除抖动和重键处理等功能。另外，通用计算机不是面向测控应用的，因此通常不具备测控接口。如果需要，也必须使用扩展板。

（二）单片机的接口往往都是由用户自行设计的，而且不会有统一的标准和规格。而且同一种功能也可以采用不同的接口设计方案。而对于通用微型计算机的接口部件一般是已经设计好的，用户也只能使用它所提供的功能，却不能更改其原有的设计。因此，单片机的接口设计往往需要更多的技巧和经验。

（三）单片机应用系统的规模通常都比较小，存储器的容量也不大。因此，很少采用大容量的存储器，而且通常只采用静态存储器，很少采用动态存储器。另外，也很少采用外部存储器（软盘、硬盘等）。而在通用微型计算机中，通常都采用大容量的动态存储器，软盘和硬盘更是必不可少的大容量的外部存储器。

二、单片机接口技术的应用――PS/2接口技术

作为一个出现较早的输入接口，基于PS/2的开发技术已经相当成熟，但是这些成熟的技术主要掌握在部分主板开发商和鼠标键盘开发商手上。而且PS/2协议的官方参考资料已经很难找到，所以本课题将以监控并分析PS/2鼠标在实际工作中的数据流并结合前人开发经验心得为主要开发依据，通过不断调试改进来完成PS/2鼠标接口的开发。

PS/2鼠标和键盘履行一种双向同步串行协议。换句话说每次数据线上发送一位数据并且每在时钟线上发一个脉冲就被读入。键盘/鼠标可以发送数据到主机而主机也可以发送数据到设备，但主机总是在总线上有优先权，它可以在任何时候抑制来自于键盘/鼠标的通讯，只要把时钟拉低即可。数据传输过程中的时钟始终都由设备提供，如果主机要想设备发送数据就必需先告诉设备产生一个时钟信号。

（一）硬件结构基本设计。PS/2接口与单片机可以直接连接，将单片机的VCC和GND分别与PS/2接口的4号和3号针脚连接，实现对设备的供电。将P2.0和P2.1分别和PS/2接口的1号和5号针脚连接，作为数据线和时钟线实现单片机到PS/2接口的信号传输。

在单片机的P2.2-P2.7引脚上连接六个按键，分别用来模拟鼠标的上下左右移动以及鼠标的左右键。该模块用来测试PS/2接口设备的基本功能。P1口接8个发光二极管，在调试和测试中显示相关内容。P3.0-P3.1接串口模块，实现单片机和PC的通信，该模块用于扩展和测试。

下面介绍PS/2接口设备与PC通过串口的连接：

这个模块是一个扩展和测试模块，用来实现串口转PS/2接口，并且可以测试PS/2接口的功能和性能。

通过串口将PC机同PS/2接口设备连接，在PC机上编写测试软件，测试软件通过串口向单片机发送一定的鼠标数据报，设备将这些数据报转发到PS/2接口，这样使得调试更加方便灵活，同时也实现了本课题的PS/2接口设备的一个扩展应用。

51单片机有一个全双工的串行通讯口，所以单片机和电脑之间可以进行串口通讯。但是电脑的串口是RS232电平的，而单片机的串口是TTL电平的，两者之间必须有一个电平转换电路，我们采用了三线制连接串口，也就是说和电脑的9针串口只连接其中的3根线：第5脚的GND、第2脚的RXD、第3脚的TXD。这是最简单的连接方法。

（二）软件结构设计。PS/2接口设备的软件主要包括六个部分：PS/2接口驱动模块，Reset模式处理模块，stream模式处理模块，显示处理模块，按键处理模块，主程序模块。

各模块的功能如下：（1）PS/2接口驱动模块：实现对PS/2接口的基本操作，包括向PS/2口发送一个字节数据，从PS/2口接收一个字节数据等操作的实现。（2）Reset模式处理模块：完成Reset模式操作。（3）Stream模式处理模块：完成Stream模式操作，提供发送一个完整鼠标数据报的函数。（4）显示处理模块：提供用于调试和测试的显示函数。（5）按键处理模块：用六个按键分别模拟鼠标的上下左右移动和左右键，当按下某个按键时产生相应的鼠标数据报，并调用Stream模式处理模块中的发送鼠标数据报函数，数据包发送到主机。（6）主程序模块：协调各模块稳定运行。

（三）PS/2鼠标接口设备状态转换。通过分析PS/2鼠标在实际使用过程中的信号了解到，在鼠标上电一定时间后主机会向鼠标发送多次复位信号，鼠标上电机进入Reset模式。Reset模式下主机会对鼠标进行检测和配置，这个过程也被叫做鼠标的初始化。主机在重新启动和休眠唤醒时也会让鼠标进入Reset模式并初始化鼠标。Stream模式下设备可以向主机发送鼠标数据报，当然主机在这个时期也可能短暂的抑制鼠标数据报的发送。

参考文献：

篇2

关键词 单片机 抗干扰 探析

中图分类号：TP368.1 文献标识码：A

随着微电子技术的发展，单片机以其较高的性价比在工业控制、智能仪器、通讯设备等领域得到了广泛的应用。但是，在使用过程中，由于单片机工作的环境复杂，致使在实验室中测试成功的单片机系统，在实际应用中受到一些干扰而出现问题，这些干扰包括电网电压波动、电磁辐射干扰、温度、湿度等因素。

1造成干扰的成因

1.1干扰的构成

构成干扰必须具备三个主要因素：干扰源、耦合或传播途径，以及干扰接受器。在单片机系统和电子设备中，一个电路抗干扰的程度可以用：S=WC/I来表示。

S表示电子线路受干扰的程度，W表示干扰源的强度，C表示耦合或传播途径的因素，I表示电路的抗干扰能力要减少干扰，可以尽量减少干扰源的强度，也可以降低干扰耦合因素或切断干扰路径，或者采取措施提高电路的抗干扰能力。

1.2干扰的来源

对单片机系统的干扰一般有两种：一种是来自系统外部的干扰，另一类是来自系统内部的干扰，如电源本身产生的干扰。

1.3干扰对单片机造成的影响

单片机属于数字系统，各逻辑元件都有相应的阈值电平和噪声容限，外来干扰引入的噪声一旦超过限度，干扰信号就会被逻辑器件放大，叠加在测量信号上，使数据采集误差加大，甚至淹没一些微弱的测量信号，倘若这些信号经过电路耦合和传输通道进入存储器和触发器，改变寄存器中的信息，就可能导致程序运行失常，系统紊乱，引发故障。

2硬件抗干扰设计

干扰信号经过耦合和传播路径后，一般都是以脉冲形式进人单片机系统的。其主要形式有三种：电磁场辐射干扰、电源系统干扰和过程通道干扰。

2.1电磁场辐射抗干扰的设计

空间场辐射是以电磁辐射的形式进入系统的，通常以差模和共模两种噪声模式产生辐射。差模噪声的辐射是高频噪声电流在信号电路中流动时产生的，共模噪声的辐射则是由电路中的线阻抗或感抗产生的电位差引起的。可以采取的措施如下：针对差模噪声信号，可以增加高频滤波，在信号源到单片之间选用带屏蔽层的双绞线和同轴电缆，并确保正确、可靠地；针对共模干扰，可以采用隔离放大器，输入和输出电路与源没有直接的电路耦合，这样将有较强的抗干扰能力。另外，将强电和弱电结合部位分离开，采用双层屏蔽的方法将输入号的模拟地浮空，再用一个屏蔽盒将模拟输入部分屏蔽起来。

2.2电源抗干扰设计

供电系统是否稳定关系到单片机能否可靠工作，在此过程中，电网、雷电、电磁等辐射的高频信号就会耦合到电路中，对单片机系统造成干扰。针对这些干扰，可以采用如下抗扰技术：

（1）电源变压器采取滤波和屏蔽供电，电源变压器的初级和次级线圈之间存在分布电容，对于高频信号，电容相当于短路，因此，可以使高频干扰信号耦合到次级，尽管在后续电路中进行滤波，也不能将噪声完全消除。因此，为了降低电源变压器带来的干扰，通常需要在变压器的初级绕组和次级绕组上分别增加屏蔽层，在初级和次级绕组之间再增加屏蔽层，并使其良好接地，以防止感应和辐射耦合。

（2）采用串联开关式稳压电源，这种开关式稳压电源使电路中的串联调整管工作于饱和导通和截止两种状态，还可以采用开关型电源，把直流电压调制、整流再稳压，具有较强的抗干扰能力。

（3）整流后加多级滤波供电，电源干扰大部分是高次谐波，因此采用低通滤波器，让50Hz的市电基波通过，滤去高次谐波，以改善电源波形。

2.3过程通道抗干扰设计

由于单片机是模数混合系统，在输入、输出中要进行A/D，D/A变换，针对数字通道的抗干扰设计采取以下措施：

（1）光电隔离技术。光电隔离是采用半导体光电耦合器进行隔离，具有很高的输入阻抗和绝缘电阻，有效地抑制尖峰脉冲和电磁场的感应，因此，在单片机系统中得到广泛的应用。

（2）光导纤维做传输介质。光导纤维损耗极低而且绝缘强度高，在传输中不受任形式的干扰，可以根据传输距离选择光纤传输，达到满意的效果。

（3）继电器隔离。单片机输出端的负载通电或断电时会产生火花，火花作为一种很强的干扰噪声，又会对电路产生很大的影响。为了消除火花，最好的方法是采用固态继电器SSR。根据触发方式不同，SSR可分为过零触发和非过零触发两类。过零触发的固态继电器，本身几乎不产生干扰，对单片机系统抗干扰非常有利。

3接地抗干扰技术

（1）在低频电路中，常采用一点接地，以减小地线造成的地环路；在高频电路中，布线和元件间的寄生电感及分布电容将造成各接地线间的耦合影响比较突出的现象，故一般采用多点接地。

（2）在单片机控制系统中，数字地和模拟地应分别接地。此外，还应考虑印刷电路板抗干扰的设计。应该注意：印刷版上易受干扰的器件可以集中布置加以屏蔽，热敏元件要远离发热元件；两条平行放置的导线之间存在寄生电容和耦合电感，会产生相互干扰，因此，在线路布局上，要避免出现大的环形，尽量减少线路所包围的面积，以降低电磁干扰。

当然，单片机系统的抗干扰设计是一项综合性的设计，由于单片机系统应用的领域宽广、环境复杂，在实际应用中，要结合实际问题加以改进，采取更有效的抗干扰措施，这样才能确保单片机系统的可靠性，使之能够正常、高效地工作。

参考文献

篇3

【关键词】 任务驱动 单片机 I/O口

1 任务驱动教学法

任务驱动法是基于探究性学习和协作学习的一种自主学习模式，其核心是以学生为主体，教师为主导，通过整合重组教学内容，把总的教学目标拆分，融合到一个个的教学任务中，教学过程就是完成一个个的任务。因其每一个任务都仅仅完成一个教学内容，所以学习难度降低。而且以任务来驱动，围绕任务调动学生的积极性，培养他独立的发现问题、分析问题和解决问题的能力，学生更容易参与并取得成功。

任务驱动教学模式有效解决了传统的教学方法按照学科体系，从枯燥的理论到抽象的原理，不考虑学生的认知能力和认知特点的不足，是目前中职专业课教学的有效手段。

2 任务驱动法应用于单片机教学

任务驱动法应用于单片机教学，可以分为4个阶段：提出任务、分析任务、任务实施、总结评价四个阶段来进行：（1）提出任务。这是教学实施的关键环节。教师根据学科知识点和教学目标，兼顾学生认知能力和特点，分解重组教学内容，设计成一个个相互独立又循序渐进、逐步提高的学习任务，使学生在完成任务中达到掌握知识、提高能力的目的。

（2）分析任务。在开始任务前，教师要对任务进行解读，并组织学生讨论，引导和帮助学生明确任务，分析出完成任务的思路、方法和具体操作步骤，同时也明确已掌握内容和待掌握内容。（3）任务实施。在任务分析完成后，学生已经有了完成任务的实施方案，教师应指导学生去实施，帮助学生查阅资料，解决未掌握知识点和技能，必要时对任务进行进一步的分析分解，甚至重新制订实施方案。（4）总结评价。在任务完成后，既要及时对学生的表现进行鼓励性评价，也应组织学生进行反思和讨论，探讨任务实施过程中的每一个环节的得与失。最后，教师还应该进行总结拔高，概括本任务的知识点、核心技能，提高学生的认识能力。

3 教学案例

下面以IO口的应用为例，介绍任务驱动法在单片机教学中的应用。

分析任务阶段：首先，我们要求学生分析已知因素，如给出的程序的功能是什么？和电路图有什么联系？和我们的目标又有什么联系？

然后可以把任务拆解成如下几个小任务：（1）修改程序，实现控制图中LED灯的同时闪烁。该任务只需要修改程序中的P0为P1即可，学生经过分析很快就能解决。（2）如何实现LED的逐个点亮？当学生发现亮和灭的区别后，我们只需要在编程上给予一点帮助，学生就能举一反三完成任务。（3）完成任务，实现流水灯。

当前2个任务完成后，学生自己就能掌握完成流水灯的方法。从而掌握单片机IO口的一般操作。

显然，单纯的讲授IO口的结构原理，学生很难接受他们看不见摸不着的东西，而通过任务驱动法，提出一个任务，分解成几个小的任务，循序渐进的引导，学生就能主动的参与到教学过程中，自己发现方法掌握知识。

4 应注意的问题

篇4

关键词 单片机；接口技术；PS/2

中图分类号TP39 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）44-0208-02

接口是指各种不同特性部件的相互交接部分。对于单片机，CPU与其它电路和部件相互交接的部分就是接口。接口又分为和软件部分硬件部分。接口软件则是指为实现信息交换而设计的程序；硬件接口是指两个部件实体之间的连线和逻辑电路。在现在所掌握的技术条件下，硬件接口都必须得到相应的接口软件的支持。

1 单片机接口技术的特点

单片机本身已经具备了一些常用的功能部件，而且我们知道单片机的应用主要是面向测控系统，因此，与通用计算机的接口技术相比较，单片机的接口技术有以下特点。

1）单片机的接口往往更侧重于人机接口和控制接口。通用微机的人机界面是标准键盘和显示器，较之单片机的人机接口要复杂，同时功能也强得多。PC机的键盘本身就是一个单片机系统，可以对100多个键进行扫描，并具有消除抖动和重键处理等功能。另外，通用计算机不是面向测控应用的，因此通常不具备测控接口。如果需要，也必须使用扩展板；

2）单片机的接口往往都是由用户自行设计的，而且不会有统一的标准和规格。而且同一种功能也可以采用不同的接口设计方案。而对于通用微型计算机的接口部件一般是已经设计好的，用户也只能使用它所提供的功能，却不能更改其原有的设计。因此，单片机的接口设计往往需要更多的技巧和经验；

3）单片机应用系统的规模通常都比较小，存储器的容量也不大。因此，很少采用大容量的存储器，而且通常只采用静态存储器，很少采用动态存储器。另外，也很少采用外部存储器（软盘、硬盘等）。而在通用微型计算机中，通常都采用大容量的动态存储器，软盘和硬盘更是必不可少的大容量的外部存储器。

2 单片机接口技术的应用――PS/2接口技术

作为一个出现较早的输入接口，基于PS/2的开发技术已经相当成熟，但是这些成熟的技术主要掌握在部分主板开发商和鼠标键盘开发商手上。而且PS/2协议的官方参考资料已经很难找到，所以本课题将以监控并分析PS/2鼠标在实际工作中的数据流并结合前人开发经验心得为主要开发依据，通过不断调试改进来完成PS/2鼠标接口的开发。

PS/2 鼠标和键盘履行一种双向同步串行协议。换句话说每次数据线上发送一位数据并且每在时钟线上发一个脉冲就被读入。键盘/鼠标可以发送数据到主机而主机也可以发送数据到设备，但主机总是在总线上有优先权，它可以在任何时候抑制来自于键盘/鼠标的通讯，只要把时钟拉低即可。数据传输过程中的时钟始终都由设备提供，如果主机要想设备发送数据就必需先告诉设备产生一个时钟信号。

2.1硬件结构基本设计

PS/2接口与单片机可以直接连接，将单片机的VCC和GND分别与PS/2接口的4号和3号针脚连接，实现对设备的供电。将P2.0和P2.1分别和PS/2接口的1号和5号针脚连接，作为数据线和时钟线实现单片机到PS/2接口的信号传输。

在单片机的P2.2-P2.7引脚上连接六个按键，分别用来模拟鼠标的上下左右移动以及鼠标的左右键。该模块用来测试PS/2接口设备的基本功能。P1口接8个发光二极管，在调试和测试中显示相关内容。P3.0-P3.1接串口模块，实现单片机和PC的通信，该模块用于扩展和测试。

下面介绍PS/2接口设备与PC通过串口的连接：

这个模块是一个扩展和测试模块，用来实现串口转PS/2接口，并且可以测试PS/2接口的功能和性能。

通过串口将PC机同PS/2接口设备连接，在PC机上编写测试软件，测试软件通过串口向单片机发送一定的鼠标数据报，设备将这些数据报转发到PS/2接口，这样使得调试更加方便灵活，同时也实现了本课题的PS/2接口设备的一个扩展应用。

51单片机有一个全双工的串行通讯口，所以单片机和电脑之间可以进行串口通讯。但是电脑的串口是RS232电平的，而单片机的串口是TTL电平的，两者之间必须有一个电平转换电路，我们采用了三线制连接串口，也就是说和电脑的9针串口只连接其中的3根线：第5脚的GND、第2脚的RXD、第3脚的TXD。这是最简单的连接方法。

2.2 软件结构设计

PS/2接口设备的软件主要包括六个部分：PS/2接口驱动模块，Reset模式处理模块，stream模式处理模块，显示处理模块，按键处理模块，主程序模块。

各模块的功能如下：

1）PS/2接口驱动模块：实现对PS/2接口的基本操作，包括向PS/2口发送一个字节数据，从PS/2口接收一个字节数据等操作的实现；

2）Reset模式处理模块：完成Reset模式操作；

3）Stream模式处理模块：完成Stream模式操作，提供发送一个完整鼠标数据报的函数；

4）显示处理模块：提供用于调试和测试的显示函数；

5）按键处理模块：用六个按键分别模拟鼠标的上下左右移动和左右键，当按下某个按键时产生相应的鼠标数据报，并调用Stream模式处理模块中的发送鼠标数据报函数，数据包发送到主机；

6）主程序模块：协调各模块稳定运行。

2.3 PS/2鼠标接口设备状态转换

通过分析PS/2鼠标在实际使用过程中的信号了解到，在鼠标上电一定时间后主机会向鼠标发送多次复位信号，鼠标上电机进入Reset模式。Reset模式下主机会对鼠标进行检测和配置，这个过程也被叫做鼠标的初始化。主机在重新启动和休眠唤醒时也会让鼠标进入Reset模式并初始化鼠标。Stream模式下设备可以向主机发送鼠标数据报，当然主机在这个时期也可能短暂的抑制鼠标数据报的发送。

参考文献

篇5

1课程教学内容的设计

单片机应用领域广泛，教学内容非常丰富，不同专业对单片机技术的侧重点不尽相同，在设计与开发教学内容时主要考虑以下三点因素[3]。一是结合校本专业人才培养方案。培养方案体现了“以就业为导向”的方针，因此应从机电类职业岗位需求分析入手，参照国家相关职业标准的要求，精细化选择教学内容。二是要适合学生学情。根据高职生的学习风格和认知特点，课程内容的编排以典型工作任务为学习单元，并贯彻“管用、够用、适用”的教学指导思想。三是要适应课堂教学。该课程一般是在理实一体化教室展开教学，教学内容要能较好地处理理论教学与技能训练的关系，体现“做中学、学中做”理念。对于机电类专业，单片机的主要作用是控制器件，并实现一定的通信和数据处理。因此，笔者以单片机的内部硬件资源、常用器件为出发点，将教学内容设计成九个模块：发光管、数码管、按键、定时/计数器、直流电机、步进电机、舵机、串口、模数转换和数模转换（以下简称A/D和D/A）。每个模块含有2～3项基本任务，每项基本任务都有一项拓展任务，设计拓展任务的目的是巩固与深化基本任务中的知、技、能。任务名称的叙写尽量具体到直观可操作的程度。

2任务驱动教学的实践

任务驱动教学模式的特点是“以任务为主线、教师为主导、学生为主体”[4]，笔者在教学实践中一般按任务提出、分析、实施、评价、拓展等五个基本环节展开教学。在任务提出环节，教师通过日常生活、工业生产中学生见过的一些实例，创设学习情境，引出基本任务，并展示出某个解决方案的结果，让学生对任务有直观清晰的认识。在这个环节，教师还应强调解决方案并不是唯一的，解决同一项任务可能会有好几个方案，鼓励学生从多个角度去探索解决方案。在任务分析环节，不是由教师直接告诉学生应当如何去解决面临的任务，而是由教师向学生提供解决该任务的有关引例和线索，引导学生“独立思考、自主探索”；同时倡导学生分组进行讨论和交流，培养学生协作学习能力。学生经过反复分析后，会提出一个或几个解决方案。在任务实施环节，学生将解决方案付诸实施，从硬件、软件两方面实现，经过软硬联调，得到结果。教师要强调实施方案也不是唯一的。在任务评价环节，有教师点评、学生自评互评。既要对结果进行评价，也要对过程进行评价，还要对学生的专业素质进行评价，譬如7S管理（整理、整顿、清扫、清洁、素养、安全、节约）。在任务拓展环节，在基本任务的基础上，循序渐进、一脉相承地引出拓展任务，再对拓展任务进行分析、实施、评价。教学过程中笔者还有以下几点心得体会。

1）知识讲授。完成每个任务都需要一些相关的理论知识，知识讲授没有单独设置成一个教学环节，分散在五个基本环节中。实例和引例中涉及的知识一定要讲透彻，没有涉及的知识暂时不讲或稍微提一下。知识体系的深入与扩展把握一个“度”的原则，对于基础较好、学有余力的学生，教师可以在课堂巡回指导时与他单独交流或者课外与他单独交流。

2）水平思考法。水平思考法是英国学者爱德华•德•博诺提出的一种思维方法[5]，具体操作可采用“六顶思考帽”[6]。在任务分析环节，需要确定一个解决方案，笔者采用这种方法，取得良好效果。典型步骤是：客观陈述任务要求（白帽），提出解决任务的方案（绿帽），评估该方案的优点（黄帽），评估该方案的缺点（黑帽），对该方案进行主观情感判断（红帽），总结加权，做出决策（蓝帽）。下面以“用两个按键控制直流电机的加速、减速”的任务为例进行简要说明。白帽：转速有四种状态，最低速、次低速、次高速、最高速。单片机上电后电机为最低速，每按一下加速键，转速升一个档，直到最高速；每按一下减速键，转速降一个档，直到最低速。绿帽：硬件电路。黄帽：硬件系统中的电机驱动模块采用三极管分立元件，电路简单、成本低。程序框图结构清晰，使用的语句种类不多，大量使用简单的if语句。黑帽：分立元件的硬件制作麻烦，容易接触不良，工作可靠性低。程序的一个周期时间较长，快速性不好。采用延时子程序，定时不精确，转速精度不高。红帽：①我不喜欢这个方案，像个“小儿科”“菜鸟”，没有什么实用价值；②我挺喜欢这个方案，简单、清晰，有效果；③谈不上喜欢，好像也不讨厌，没什么特别感觉。蓝帽：这个方案总的来说，能够解决任务，可以采纳。当然还有很多其他的方案，不妨在深入理解、掌握了这个方案之后，再进一步探索其他方案。在任务实施、评价、拓展环节，亦可采用“水平思考法”，不赘述。教学实践表明，这种思维方法颇受学生欢迎，经过重复训练、刻意练习，学生基本上能够掌握这种方法。

3）比较教学法。在众多的教学法中，笔者对比较教学法情有独钟。在任务驱动教学过程中，可采用比较教学法，双键控制直流电机加减速的硬件电路将“单片机应用技术”课程中的基本任务与前导课程“PLC应用技术”中的基本任务进行比较，将拓展任务与基本任务、后面任务与前面任务进行比较。通过比较，找出异同，使学生对原有的知识与技能掌握得更加深刻、牢固，新获得的知识与技能更加鲜明、准确，并能体会和掌握其中的核心技能。譬如将任务“用两个按键控制步进电机的加速、减速”与任务“用两个按键控制直流电机的加速、减速”进行比较。键控四相六线制步进电机的硬件电，使学生体会到单片机电路设计与程序设计的核心技能。另外还可以利用示波器观测比较两种电机的供电电压波形，使学生对两种电机的PWM调速原理有更加直观深入的理解。

3教学硬件平台的运用

目前机电类专业单片机课程的教学硬件平台主要有三种：一是单片机实验板加器件；二是采用Proteus硬件仿真；三是采用面包板及套件[8]。这三种平台各有特点。单片机实验板的优点是硬件资源丰富、电路稳定可靠，学生对硬件平台充分信任，可以腾出时间更多地关注“软件编程”；缺点是电路都是厂家设计的，学生只能适应厂家电路，不能按自己的想法搭建电路，硬件电路制作与检修的机会较少。Proteus硬件仿真的优点是学生可以按自己的想法任意搭建电路，灵活性强、成本低；缺点是仿真电路和实物毕竟有区别，譬如有的仿真正常而实物不通过，有的实物正常而仿真不能通过。面包板及套件的优点是学生可以按自己的想法一步一步地搭建实物电路，能很好地训练和提高硬件电路制作与检修能力；缺点是电路容易接触不良，工作不可靠，有时一个简单的任务，初学者可能花了很多时间来搭建面包板电路，却调试不出效果，容易产生挫败感，失去耐心和兴趣。初学者是否应该使用Proteus仿真软件来学习单片机应用技术？目前有两种截然不同的观点。一种观点认为初学者不要使用Proteus软件，刚开始只有把硬件摆在你面前，亲自操作它，才会有深刻的体会，也才能掌握它[9]，因此刚开始宜使用面包板套件或实验板，待达到一定程度后才使用Proteus软件。另一种观点则认为刚开始最好是使用Proteus软件，因为面包板电路容易出问题，使初学者失去耐心和学习兴趣；实验板尤其是开发板，容易使初学者将“硬件系统”看成“黑箱子”，对电路失去探索兴趣；而Proteus软件容易使初学者产生“成就感”，有利于深入学习。笔者认为在教学实践中，宜具体情况具体分析。有的学生喜欢动手操作，使用面包板套件就比较合适；有的学生喜欢编程调试，使用Proteus软件比较容易上手；有的任务比较复杂，若一开始就制作面包板电路，既费时又费力，不如先做Proteus仿真；有的任务拓展性很强或视觉效果突出，不妨将面包板电路制作出来。另外，用不同的硬件平台来完成相同的任务，可使学生体会到应用电路设计与编程的核心方法。总之，只有综合运用这几种平台，才能取得较好的教学效果。

4结语

篇6

1单片机在电子技术中应用的特点和优势

1.1什么是单片机

在电子元件的组成中，单片机是一个很重要的组成成分，除去一般电子元器件所具备的功能之外，单片机还兼具计算机的一些功能，所以对于电子设备来说，单片机是一个很重要的部分，能让电子设备实现更多的功能。从硬件的角度来说，单片机是一个大规模集成电路。从软件的角度来说，单片机具有计算机的某些功能，是一个超微型的计算机，它可以实现计算的计算、存储、通信和自动控制等功能。

1.2单片机特点

现在电子技术如此之多，而单片机依然可以在其中处于不败之地，有其自己的特点，随着电子技术的发展，单片机也在不断进步，它作为一种创新的电子元器件，有很多属于自己的优点。首先，单片机的使用非常便利；其次就是单片机控制能力非常强，在单片机内部，有多个集成电路，这些集成电路赋予了单片机很多功能，也加强了单片机的控制能力；再者，单片机的电能消耗很低，所以使用起来耗能较少，比较经济环保；最后，单片机可以实现对信息和数据的快速处理，而且工作时间很长，所以工作效率高。

1.3单片机在电子技术中的应用优势

由于单片机的功能多样，所以在电子技术中的应用非常广泛，可以给电子设备带来很多有用的功能，其在电子技术中的应用优势主要如下：第一点，产品功能性能设计创新空间很大。现代技术的发展很大程度上带动了单片机技术的发展，随着半导体技术的不断成熟，单片机产品的种类也越来越丰富，让电子产品可以根据自己产品的功能侧重点有更多的选择，目前单片机的类别主要有：高速型、高稳定型以及低成本型等等，多样化的单片机种类给电子设计带去了更多选择的余地，也使得电子产品的设计具有更多可能性。第二点，可靠性高，稳定性高。这一点是单片机中最为关键的因素之一，单片机从开始出现至今，已经经过了好几年的发展时间，现在已基本处在成熟阶段，单片机的内部电路设计使用到了抗干扰技术，这种技术很好的保证了单片机的稳定性，单片机的稳定使得使用了单片机的电子产品运行也非常稳定。

2单片机在电子技术应用中的发展趋势

2.1微型化

目前我们最常使用的单片机是一个芯片，体积非常小，虽然体积不大，但是在芯片里集成了很多的内容，主要有ROM、IO接口等。在WDT和A/D转换器的作用下，单片机实现了更多功能，未来单片机将会朝着更小的体积方向改变，但是功能不会减少，只会增加。

2.2CMOS化

现在，人们对于制造业的要求更多是产品的功能上，对于产品生产过程中造成的能耗关注度不高，但是随着环保口号的提出，人们环保意识的增强，未来制造业对于低能耗生产的要求将会越来越高，而CMOS工艺可以很好的满足这个要求，使用CMOS工艺进行生产，既可以降低能耗，还可以满足高速生产的需求，所以将来单片机的应用会朝着这个方向发展。

3单片机在电子技术中的应用

3.1在家用电器中的应用

家用电器在人们的日常生活中有很大的作用，几乎所有的家庭都有几件家庭电器，可以说是我们日常生活必不可少的物品之一，单片机在家用电器上的作用主要有两种，一方面，使用单片机可以很好的提高家用电器的生产效率，另一方面，使用单片机可以提高电器本身的功能和性能，所以在家用电器中，单片机的使用较为频繁。以我们生活中最为常见的洗衣机为例，使用单片机之后我们可以自由的选择洗衣的时间长短，让生活更加舒适；例如电冰箱，如果在电冰箱中使用单片机，可以选择合理的温度冷却食物；在使用烤箱来烹饪食物时，有单片机可以让烤箱自动区分食物的新鲜度和范围，选择最为适合的加热时间，让食物味道更佳。从这些例子中我们可以看出，单片机在我们日常生活中的使用范围非常广泛，已经慢慢融入到我们的生活之中了。

3.2在工业控制中的应用

随着改革开放的提出，我国各行各业都迎来了飞速发展阶段，经济的发展带动了工业的发展，在工业发展的过程中，单片机的运用也越来越广泛，工业生产领域也是单片机最为重要的一个运用领域之一。在工业生产领域中，工业控制系统和数据采集系统的正常运行最重要的因素通常用于整体式轮胎。在进行工业生产过程中，单片机的主要作用就是和计算机建立连接以及建立管理模型，在单片机的作用下形成一个适当的管理系统，让企业能够更好的进行管理工作。

3.3在智能仪器仪表中的应用

社会科学技术的不断进步，产生了很多新兴技术，智能化设备也是其中之一，智能化是目前市场上一个很热门的内容，在智能化仪器仪表中，也出现了单片机的身影。科学技术的快速发展带动了单片机的应用能力提高，而单片机的迅速发展，也在一定程度上改变了传统测量仪表仪器的测量精度，让测量仪器的使用更加简单，加入了单片机的智能化仪器仪表，功能更加强大，让测量仪器的运用更加广泛，给中国很多行业的发展都带来了很大的影响。

3.4在医疗设备方面的应用

医疗也是一件民生大事，人们看病看医生也是日常生活所需，而随着人们生活质量的提高，人们对于医疗保健的需求也越来越高，医疗器械在生产过程中对于医疗器材的消毒水平和检测方法都有一定的要求，但是存在部分医疗器材在实际生产过程中并没有完全达到要求，这对医疗器材的整体质量产生了一定的影响。在医疗器材中使用单片机技术之后，大大提高了医疗器材的质量，减少了很多由于器材导致的健康问题，而且在一定程度上提高了医疗工作的工作效率。在使用加入了单片机技术的医疗设备进行诊治时，也提高了诊断和治疗率，给人们治病、看病、保健带来了很大的益处。随着单片机在医疗设备上逐步开始应用，医疗设备慢慢朝着更加自动化、智能化的方向发展，未来一定能给人们带来更好的医疗保障。

3.5在手机生产设计中的应用

在手机的众多应用中，使用到单片机的是语音和电话记录功能，现在的智能手机最基本的应用之一就是语音，手机的声音也是手机的基础功能，所以单片机对于手机来说非常重要。语音功能包括基本的聊天功能之外，还有语音识别技术，这些功能都和单片机技术有着密不可分的关系，在系统中可以对语音进行处理和识别除此之外，还有电话记录，电话是手机最为原始也是最基础的功能之一，在日常会话中，手机是记录会话的主要设备。当使用电话记录时，单片机可以建立一个查询并发送一个控制信号来完成电话记录。

4结语

篇7

关键词：单片机；电子技术；应用

前言

当前科技处在高速发展的状态下，在时代以及社会更新环境背景下，我国工业航天业发展态势较为良好，而无论是工业发展还是航天业发展均与精密仪器和高精尖技术有着较为紧密的内在关系，这也对精密仪器和高精尖技术提出了更高的应用要求，尤其在当前电子技术发展过程中应用单片机则能够赋予精密仪器和高精尖技术较强的精确性以及稳定性，甚至能够达到靶向完成任务的目标。同时单片机也可以说是科技技术发展的必然产物，将单片机实际应用于电子技术领域则会对社会大众生活提供较大便捷性，促使大众生活更加简洁化以及效率化，促进社会大众生活质量的进一步提高。本文针对电子技术领域应用单片机的相关内容进行一番浅析，希望会对相关人员有所帮助。

一、单片机在电子技术中的应用

(一)应用于工业操作领域

伴随自动化相关技术快速发展进步，工业领域中，特别是部分特殊环境下，比如粉尘工业、核工业等，会给人体带来巨大伤害，面对这些高危行业来讲，有很多都选择自动化处理代替。而且该类行业当中应用单片机情况是较为常见的[1]。应用单片机过程控制和采集数据信息，促进工业化管理目标早日达成，给相关行业的持续发展提供了很大推动力，比如流水线系统和报警系统等。

(二)应用于家用电器

国民经济快速发展进步当代社会中，可以说人们对于生活品质具有越来越高的要求。而因为单片机具有独树一帜优势，所以将其应用于家电制造设计当中不失为一个理想选择。单片机与家用电器的结合是有效的，已成为发展家电的关键方法[2]。如单片机制造融合能够自动设定冲洗强度和智能洗衣的时间，这种洗衣机，能主动清洁衣服，并且还能够准确识别衣服的脏污程度；单片机制造融合具有自动调整时间相应智能冰箱的温度，能够更好的对所要保存的水果和蔬菜等食品新鲜度的识别。可以说将单片机带入家用电器的设计制造领域，对于满足人们生活品质要求是非常有利的。

(三)应用于医用领域

当今单片机在电子技术中的应用体现在医疗领域。具体来说，时代的进步促使了当前实现生活水平的提高，人们在这种经济及快速发展的背景下对相应医疗机构的关注和重视越来越深刻，先进的医疗设备能够有效提高实际医疗机构的整体水平，另一方面也可以增加医院的满意度。单片机是当前功能相对比较强大的集成技术，并且广泛的应用在医疗设备当中。例如：融合单片机的检测分析仪器，融合单片机的超声波诊断，融合单片机病房呼叫及监护系统等，都获得了大众的认可。

二、单片机在电子技术中的应用优势

伴随科学技术迅猛发展，不难发现单片机更新换代速度也越发加快。增加新CPU以后，当前由8位机渐渐过渡至16位、32位及64位乃至更高级别方向。当前EFT技术已经在单片机中生根发芽，利用该技术可以有效减少外界干扰，进一步确保系统时钟信号不受干扰，使系统可靠性得到大幅提高[3]。而驱动技术和布线方面，可以有效使噪声得到减少，进而噪声给电路信号带来干扰也会大幅减少。此外，单片机当中OPT技术的应用存在生产周期不长、风险不高等优势。而将裸片技术代入其中，就可以有效将OPT芯片不良接触问题解决。此外开发单片机阶段，还势必要综合考虑适用环境、性能和成本等因素，争取向智能化、自动化系统方向更进一步发展。针对型号选择方面，可以考虑应用AVR、PIC和8501等，或是选取某一型号进而举一反三的延伸。选取语言编程方面，因为程序上C语言具备可继承性是非常理想的，所以模块化的设计及管理目标更容易达到。此外，在设计和开发单片机阶段，势必也应当对抗干扰、驱动电路、接口、平台、软件和控制电路等周全考虑。

(一)应用单片机增加系统实际稳定性

在电子技术领域应用单片机能够从根本上增加系统稳定性，在未带入单片机以前系统具备较低可靠性以及较低稳定性，同时系统运行效率也比较低，而此时单片机的引入就会显得十分有必要[4]。而所谓系统实际稳定性则指的是系统于较长时间应用背景下输入量以及相应输出量产生的改变，此外系统应用环节中还会出现分辨力以及相应灵敏度下降但是均可以利用低程序有效修正，因此作为最难修正的稳定性问题必须通过引入单片机解决，解决原理为依托于单片机修正传感设备对非线性相关系统误差予以改变，从而提升系统整体稳定性，使系统工作性能得以大大增加。

(二)应用单片机增加系统抗干扰性

在电子技术领域应用单片机还能够增加系统的实际抗干扰性，具体来讲，体现在两方面，其一为抵抗确定干扰，日常系统实际运行过程中常常会由于外界环境和相应的内部构造产生确定干扰，而利用单片机则能够实现良好解决的目标，如电涡系统会由于不同材质以及导磁性被测物体产生测量差错，因为不同材质导磁性能够改变被测物体实际承中轴，加之不均匀轴表面最终影响到测量精度，而利用单片机则能够将承中轴转动位移予以固定化保障进而达到不影响测量过程的目的；其二是为抵抗随机干扰，日常生产过程中电子系统操作环境有可能是较复杂恶劣的，产生信号噪比随机波动问题较为常见，而为了修正该问题将单片机带入进来则能够确保信号传递更为稳定，进而也就可以达到系统不受干扰运行的理想效果。

(三)应用单片机带动电子技术良好发展

当前在电子技术领域应用单片机的相关产业在快速发展着，根据调查发现应用了单片机之后，系统相应设备的功能可以有一个大程度的提升，促进系统有一个良好的发展。在电子技术的更新过程中，系统各类设备已经有了多样性的发展表现，每一个类别的功能都是不同的，所以操作方法等方面自然也会表现出不同，人们在使用的时候，经常会有一些困难，而将单片机加入到其中之后，对解决或者是缓解人们的困难予以了很大程度改善，因为应用单片机以后，系统运行效率大大提高了，而且占用的空间越来越小，应用到电子技术和电子系统当中后，提高了系统整体运行质量和系统功能，而且每一个类别应用的方法也在向一致的方向发展，更加表现出智能化和自动化。

三、结语

综上所述，伴随社会不断发展和电子技术飞速更新，使得各行各业也得到了较以往更广阔的发展空间，科技发展促使各个行业得以良好前进，而对于工业以及相应的航天、计算机方面来讲其内在发展则更加需要依托于技术更新，嵌入型技术研发和应用也在各领域越发受到重视。在该种环境背景下单片机成为了大众学者以及上述行业关注的焦点，单片机属于嵌入型系统中典型代表，现今社会被十分广泛应用于通信技术、自动化仪器和汽车仪器等上面。通常来讲单片机具备了较低功耗以及较小体积和较强可靠性的实际特点，而这种优势就决定了可以较为理想的将单片机应用于电子技术多个方面，而本文以上对单片机予以开发应用实际研究旨在为单片机后续更为广阔的应用发展献出自己的一份研究力量。

参考文献：

[1]吴岩.单片机在电子技术中的应用和开发技术研究[J].黑龙江科技信息,2011,9:10.

[2]杨涛,陈斌.第7讲MSP430系列单片机在电子设计竞赛中的应用[J].军事通信技术,2014,2:93-99.

篇8

在单片机课程教学过程中，学生普遍反应不容易入门，针对各个教学难点很多一线教师采用了多种教学方法帮助学生理解抽象的问题，但是仍然没有改变该门课程不易入门的特点，为了解决这一问题，本文结合目前前沿技术给出了一种采用图形化语言编译平台降低单片机课程入门难度的课改方向。

关键词:

单片机;流码;课程改革;图形化语言

0引言

“单片机技术与应用”这门课程目前是电子信息、电气类专业学生必修的课程之一，通过该课程的学习，学生能够理解智能仪器的原理及应用方法、了解自动控制设备的控制方法，以及能够完成一些简单电子产品的开发设计工作。单片机可以看做属于计算机硬件范畴的课程，该类课程比较抽象，学生不易入门，是学生比较难以掌握的课程。随着技术的发展，目前市场上使用的单片机内核种类很多，51、AVR、PIC、MSP430等都是比较常见的单片机类型，但是其中51内核单片机一直是众多高校或者职业院校教学一直采用的芯片类型。经典51内核单片机之所以被广泛用于教学主要有以下几方面原因:

(1)技术成熟，相关学习及应用资料多。

51单片机相对于其他类型单片机起步较早，上世纪80年代就开始传入我国进行研究应用了。在30多年的教学、科研过程中积累了大量的学习和应用材料，所以不论对于老师教学还是学生自学都有大量的参考学习资料，可以从书籍、网络论坛、期刊论文数据库等多途径获得。

(2)任课教师普遍熟悉51单片机的原理及应用

很多任课教师自身在学习过程中接触的就是51内核单片机，所以教师教学过程中更倾向于选择51单片机作为授课对象，就这样一代传一代，51单片机的应用客户群逐渐壮大起来。

(3)51单片机本身也在不断完善发展

同为51内核单片机，但是不同品牌厂商对自己的产品都在不同方面进行完善，宏晶科技有限公司的STC各系列单片机就是其中的代表，不论从运算速度、可靠性上还是片上资源上都不断进行更新，另外在供电方面还有低功耗的类型。所以从技术应用上，51单片机经过多年的发展并没有落后于其他MCU。

1单片机学习难点

在教学过程中发现，不论是51还是其他内核的单片机都存在入门难特点，这主要是由单片机硬件本身特性决定的。以51单片机为例，单片机学习的难点主要有这几方面:

(1)硬件结构理解比较抽象

(2)编程语言学习困难

很多学生在学习单片机硬件结构时，对各部分结构的理解停留在概念描述层面，不能很快转变思维方式，对其功能，实际作用与实际工作和应用联系不起来。对于没有编程基础的同学，不论是学习汇编语言还是C语言，在程序编写上都需要有一个思维转变适应的过程，很多学生不适应，一直觉得单片机难学。

(3)知识点难理解

在单片机学习过程会涉及到很多新名词和知识，例如中断、定时计数器、串口等，这些功能的工作方式或者启动流程也是学习过程中需要注意的难点。单片机课程教学可以看成以下三个部分:单片机及语言的选择、教学实施过程、目标，如图1所示。检索很多文献发现，为了达成教学目标，教学中设计实施了各种教学方法、教学模式改革和创新，对学生学习应该说有很大帮助，但没有改变单片机学习困难和不易上手的本质。

2高职学生学情分析

当前高职生源存在以下几个普遍问题:

(1)学生高考成绩低，基础不好;

大部分高职生的基础就相对薄弱，有些甚至基本的高中物理电学基础知识都不能很好掌握。

(2)自控性较差，习惯性不学习

高职生源部分学生自控能力差，上课经常玩手机或者看小说等，从小没有养成良好的学习习惯，所以在教学过程中教师采取各种教学方法吸引学生注意力，但对于一些纯理论枯燥的较难知识点，教学效果还是不理想。

(3)对问题的理解能力相对较弱

高职学生与本科生相比，对问题的理解能力的平均水平相对弱，对较为抽象的问题学习起来也会相对吃力。

3新兴开发平台及语言降低单片机学习门槛

(1)Arduino平台

Arduino是在AVR单片机基础上开发的一款便捷灵活、方便上手的一款包括软件和硬件的的开源电子原型平台。硬件(各种型号的Arduino板)、软件(ArduinoIDE)。后来随着技术发展，以其他芯片为基础的Arduino核心板也出现了，运算速度和硬件资源都相应的得到了提高。软件平台ArduinoIDE是基于processingIDE开发。对于初学者来说，极易掌握，同时有着足够的灵活性。Arduino语言基于wiring语言开发，是对avr－gcc库的二次封装，不需要太多的单片机基础、编程基础，学习起来相对于直接C语言或者汇编语言开发单片机应用程序更为简单，可以快速地进行产品开发。另外Arduino平台在网络上可以找到很多开源的软件和硬件资源供初学者学习使用。

(2)图形化语言开发平台

图形化语言开发平台是近些年编程语言的一个发展方向。Arduino平台也开发了相应的图形化程序开发环境，通过图形化方式更直观的表现出程序逻辑，直接避开了文本代码方面的记忆，对于英语不好见英文就怕的学生来说这种图形化程序更容易接受。最近几年在图形化编程环境领域出现了一个新平台叫Flowcode，目前已经更新到V6版本，该平台支持PIC、AVR、ARM三种硬件芯片的程序编写。这款平台的编程语言也很有创意，类似于程序流程图，简称“流码”，同时还兼容C语言，对于已经完善的C语言代码可以直接嵌套到流码程序中。此外该平台还支持中文菜单，更容易被学生接受。由于流码程序近似于程序流程图，和其他图形化语言相比，流码对学生编程思维逻辑培养上更具优势。在该平台中还集成了一些基础功能的驱动宏，直接进行图标拖拽调用即可，不需要学生深入了解硬件结构和具体寄存器工作原理及配置，这部分工作，Flowcode平台已经代劳。通过该平台的学习可以让学生更快更好理解单片机的用途，并能很快上手应用。

4结语

职业教育教学应该随着行业技术的发展与时俱进，跟上技术前沿，这样职业教育才更有意义，培养出的人才能更适应社会需求，图形化语言对于单片机技术人才培养上缩短了培训周期，这也意味着单片机行业程序开发人才的供给更快捷，可以为缩短企业产品研发周期和后备技术人才的供给周期，同时也是单片机技术与应用课程授课内容改革的一个重要方向。

参考文献:

［1］张江城，胡橙．基于Arduino的高职高专单片机相关课程改革设计［J］．中小企业管理与科技旬刊，2016(10)．

［2］李华洲．基于Arduino的高职物联网相关课程改革设计［J］．大众科技，2015(01)．

篇9

关键词：单片机；电子技术；应用策略

中图分类号：TP27 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2012） 18-0004-01

一、前言

当前，绝大多数的智能设备和智能系统均大规模采用了单片机，单片机的性能水平、可靠性程度以及供能完善程度将会直接决定这些智能设备和智能系统的工作状态。日新月异的电子技术使得单片机能够在最短的时间内获得性能的提升和完善，增强单片机的整体工作能力。从上个世纪七十年展到今天，单片机已经衍生出了规模庞大的家族，并在诸多领域当中获得了广泛地应用，成为了当今的这个时代不可或缺的名副其实的微控制器。

二、单片机及其优势概述

单片机充分应用了超大规模集成电路技术，将CPU、ROM、RAM、计时器、定时器以及I/O接口等众多功能集成在一块硅片，形成一种功能完备的电路芯片。就目前的应用状况而言，单片机已经在各个领域当中获得了大规模的应用，不论是通讯设备、飞机各种控制仪表、数据传输设备、数据处理设备、工业自动化设备、医疗设备、航空航天工业、家电领域、商业领域、智能IC卡等等等。单片机之所以能够在众多的领域当中获得广泛地应用，主要是因为单片机具有如下几方面的优点：高集成、高可靠、小体积、低电压、低功耗、易扩展、便携带以及突出的性价比。

三、电子技术在单片机中的应用探讨

（一）电子技术的发展大幅度提升了单片机的运算速度

时钟频率成为了目前衡量CPU运算速度的重要指标之一，日益发展的电子技术使得目前CPU的时钟频率越来越高，也直接提高了目前计算机设备的运算能力。但是由于单片机需要具备高水平的可靠性和很强的抗干扰能力，提高单片机的运算能力的根本目标是在牺牲运算能力的前提下在最大程度上降低时钟频率。为了实现上述目标，目前比较合理而且有效的做法便是尽可能提高单片机内部时序的合理性，通过对内部时序的优化来提高单片机的运算能力。

（二）电子技术的发展大幅度提升了单片机的抗干扰能力

因为单片机需要应用于环境比较恶劣的工作设备中，而且这些工作设备往往需要时刻保持着良好的工作状态，否则便会造成巨大的经济损失乃至生命威胁。所以，可靠性是单片机需要考虑的首要问题。提高单片机的可靠性有利于扩大单片机的应用范围和应用领域，提高社会对于单片机的认可程度。目前用于提高单片机可靠性的常见电子技术主要包括下述几种：

首先，低电压复位技术。该技术能够实时动态地监测单片机的工作电压，如果工作电压异常（如低于某个安全值）便会产生一个复位信号，使得单片机进行复位操作。电子技术的发展提高了单片机的工作电源的电压范围，大大提高了单片机的工作可靠性。

其次，EFT技术。EFT（Electrical Fast Transient，电快速瞬变脉冲群）技术能够显著提高单片机的抗干扰能力。从本质上来讲，EFT技术是共模干扰，其技术原理主要是外界信号一旦开始干扰振荡电路的正弦信号，该信号波形上面便会迭加各种毛刺信号，如果我们采用施密特电路对上述毛刺信号进行整形，那么这些毛刺信号便可以成为触发信号干扰正常的时钟；此时如果我们将施密特电路与RC滤波电路进行交替使用，便能够在非常大的程度上消除这些毛刺信号，排除它们的负面影响。

再次，降噪布线技术。在以往，由于单片机的传统布线技术容易干扰内部电路，降低单片机的工作可靠性，所以，为了提高单片机的可靠性人们研究设计了降噪布线技术。例如，今天的许多单片机均将地线和电源引脚安排在两条相邻引脚上面，能够在很大程度降低整个单片机系统的噪声，提高其工作稳定性和可靠性。

（三）OTP与掩膜

OTP是一次性写人的单片机。过去认为一个单片机产品的成熟是以投产掩膜型单片机为标志的。由于掩膜需要一定的生产周期，而OTP型单片机价格不断下降。使得近年来直接使用OTP完成最终产品制造更为流行。它较之掩膜具有生产周期短、风险小的特点。近年来，OTP型单片机需董大幅度上扬，为适应这种需求许多单片机都采用了在系统可编程技术（in system programming）。为编程的UTP芯片可以采用裸片Bonding技术或表面贴技术，先焊在印刷版上，然后通过单片机上引出的编程线、串行数据、时钟线等对单片机编程。解决了批量写OTP芯片时容易出现的芯片写人器接触不好的问题，使得UTP的裸片得以广泛使用，降低了产品的成本，编程线与I/0线共用，不增加单片机的额外引脚。

四、结束语

进入信息化时代之后，现代电子系统的基本核心是嵌人式计算机系统（简称嵌人式系统），而单片机是最典型、最广泛、最普及的嵌人式系统。所以研究单片机在电子技术领域中的应用和开发，在现代电子系统发展中占有重要的地位。

参考文献：

[1]王宗刚.单片机应用系统中的抗干扰技术[J].甘肃科技，2008，2：122-123.

[2]徐以磊，严敏琳.单片机应用系统抗干扰技术[J].科技信息（学术研究），2007，27：202-203.

[3]相成.单片机的抗干扰技术设计[J].黑龙江科技信息，2007，15：155-156.

[4]李峰林.浅析单片机控制系统中的抗干扰技术[J].科技资讯，2007，32：221-222.

篇10

关键词：单片机多串口；通讯技术；应用

1 单片机多串口通讯的实现技术

体积小性能高是单片机的优势所在，由于这些优势使其在智能化的产品中被广泛的应用与研究。通用和专用是单片机最为常用的两种形式，通用单片机使用起来更加便捷并且使用范围也更加广阔，同时也可以按照实际的需求在单片机上进行功能拓展，以达到多串口通讯的目的，MCS-51就是其中的佼佼者。

目前可以实现多串口的单片机数量不多，而MCS-51系列单片机可以实现相互兼容，所以新增的串口与原始串口之间可无阻碍地进行互联。按照实际需求，MCS-51中有8250、8251两种接口可以适应需求。按照单片机的低价高性能特征，可以利用多个单片机串联的方式完成多串口通信。这样的技术措施容易实现，并且可以保证系统的兼容性，也可大幅降低造价，这就叫做多单片机协同工作模式。

实现多串口通讯还有一种可行的方法，就是对串行通讯接口进行扩展。从当前状况来看，MCS-51 单片机仅仅只有两类接口芯片可用，一种是Intel8250，属于DIP40 封装。另一种是属于DIP28 封装的Intel8251。该方法缺点是系统更为复杂，而且扩展之后，片的体积有所增大。

比起以上两种方法，采用多路模拟开关则显得更加简易。这种工作方法不仅在技术上比较容易实现，工作也比较可靠。 该方法运用的是模拟开关，然后将串口通过它之后再分别去连接各路的通讯街路，利用软件来控制此多路模拟开关的切换。

2 串行口通讯规程

2.1单片机多机串口通讯协议

分布式集散控制系统使用限度较大，此系统的下位机需进行信号的采集，常常用多个单片机代替的方法，以达到对现场的有效控制。此时，多是单片机控制整个系统运行的主机，而从机则是多个单片机，主要负责对现场信号进行采集，并且对局部加以控制。由于主机和从机靠的是总线来进行连接的，所以所有的从机可以接收的信号都是由主机的TXD端口发出的。但是由从机发出的信号，只有主机能对其进行接收。所以，每个从机都可以自由和主机通讯，但从机与从机通讯，一定要经过主机。在多机进行通讯时，引入寻址技术就可以使通讯更为可靠。由主机向各从机发送一个地址信息，用来校对身份。各从机接收后，与本身地址相比，如果一样，那么就可以与主机进行通讯；如果不一样，则可以不用理会主机发来的数据。用户可以通过改变TBB来对收到的信息是数据帧还是地址帧进行判断，这么一来，当主机在发送寻址时TBB值就设置成一条；而当发送的是数据时，那么就需将TBB清零。从机的识别主要依赖位于串口控制寄存器中控制位SM2实现。假如从机的SM2是0，那么不管是地址帧还是数据帧，都应将其数据进行保留，并且将中断标志R设置为1。如果SM2是1，并且从机接收到的信是地址帧后，那么就保存此数据，并将中断标志R设为1，继而发送中断信息给CPU；假如接受的是数据帧，而不是地址帧，则放弃但是不中断信息。

2.2 MCS-51单片机多串口通讯原理

在MCS-51单片机工作的时候，每发送为11位，包含8位数据位、1位起始位、1位停止位，还有一个附加的第9位数据（常以奇偶校验位的形式出现于非多机系统中）的一帧数据。为了避免通讯中出现差错，经常会将“0”或“1”设置为区分数据帧（标志0）和地址帧（标志1）的标识。在多级通讯中，需要特别注意是从机在其发送信息时必须时刻保持在待命状态，因为要确保来自主机的信息准确的被从机接受到。倘若接收到的信息为“1”，说明这信息属于地址信息，所有的从机此时都接收中断，如果相反就中断屏蔽。单个从机只要出现中断的情况，系统便会将所接受地址与本机地址进行比较，若二者相符合，则发送本机地址作为对主机的回应，并且联通主机准备接收其余的信息。如果地址对比不相符，则会退出中断服务程序，进而实现从机对与主机数据信息以及地址帧数据所进行的分离处理。

3 串行通讯的软件模拟实现

根据串口通讯的异步传送方式可以知道，只要我们设定一样的波特率在两台计算机之间并且在发送端与接收端按指定的数据帧格式设置，使发送端与接收端的数据帧格式完全相同，发送端按位发送，假如该位是逻辑“0”就用低电平表示，是逻辑“1”则用高电平表示，接收端按照位来接收，就能够实现模拟串口通讯的异步传送。

4 结语

单片机的串行通讯是一种普遍运用于各个应用系统的通讯方式。以MCS-51单片机为例进行的多串口扩展，直接解决了单片机在串行通讯应用系统中串口局限的问题，为51单片机在多机网络测控系统中的运用提供了非常重要的参考价值以及可取之处。在实际的应用系统中证实了该单片机多串口扩展设计可靠，运行稳定、使用方便。

参考文献

[1]薛均义，张彦斌. MCS-5196系列微型计算机及其应用[M].1997.

[2]李学军. 如何用MCS-51单片机扩展串口进行通讯[J]. 计算机技术与应用.2003.1（2） ： 24-25.

[3]习吴佳，钱伟康. 51系列单片机多串口通讯任务的实现[J]. 东华大学学报.2005.31（6） ： 62-63.