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第1篇：單片機應(yīng)用論文范文

[論文摘要]以單片機為基礎(chǔ)，分別以轎車溫控系統(tǒng)和貯液容器溫控系統(tǒng)為例，闡述單片機在溫控系統(tǒng)中的應(yīng)用原理。

一、單片機在貯液容器溫控系統(tǒng)中的應(yīng)用

該系統(tǒng)中以貯液容器溫度為被控參數(shù)，蒸汽流量為控制參數(shù)，輸入貯液容器冷物料的初溫為前饋控制，構(gòu)成前饋一反饋控制系統(tǒng)。發(fā)揮前饋控制和反饋控制的各自優(yōu)勢，將可測而不可控的干擾由前饋控制克服，其他干擾由反饋控制克服，從而達到控制貯液容器溫度。滿足工藝要求的目的。

（一）硬件設(shè)計。選單片機AT89C51為主機，配以兩路傳感變送器、多路開關(guān)、A／D轉(zhuǎn)換器、D／A轉(zhuǎn)換器、V／I轉(zhuǎn)換器、調(diào)節(jié)閥等實現(xiàn)對貯液容器溫度的自動控制，同時還設(shè)有報警電路、鍵盤和顯示電路。系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)時，貯液容器的溫度恒定在工藝要求的數(shù)值不變。當(dāng)冷物料的初始溫度與其設(shè)定值相比發(fā)生變化時，如果變化很小，將完全由前饋控制來克服這一變化給系統(tǒng)帶來的影響；如果變化大，前饋控制不能完全克服這一變化給系統(tǒng)帶來的影響，反饋控制則開始動作。當(dāng)冷物料的初始溫度不變，而由其他干擾引起貯液容器的溫度發(fā)生變化時，只有反饋控制動作，最終使系統(tǒng)重新達到穩(wěn)態(tài)。

1．前向通道的設(shè)計

采用JUMU90系列的溫度傳感變送器，其輸入范圍為：0℃～500℃，輸出為4mA～20mA(DC)，測量精度為0.5％．選用10位逐次逼近式A／D轉(zhuǎn)換芯片AD571[2]，接收到有效的CONVERT命令后，內(nèi)部的逐次逼近寄存器從最高位開始順次經(jīng)電流輸出的DAC在比較器上與模擬量經(jīng)5k8電阻所產(chǎn)生的電流相比較。檢測完所有位后，SAP中包含轉(zhuǎn)換后的10位二進制碼。轉(zhuǎn)換完成后，SAP發(fā)出DR信號(低電平有效)，單片機查詢到DR=0時，便使其打開三態(tài)緩沖器輸出數(shù)據(jù)。

2．后向通道的設(shè)計

(1)D／A轉(zhuǎn)換器的設(shè)計。為了滿足系統(tǒng)的精度要求，選用10位的D／A轉(zhuǎn)換器DAC1020。由于其內(nèi)部不帶有鎖存器，所以必須通過I／O口才能與AT89C51單片機連接，又由于AT89C51的字長是8位的，一次操作只能傳輸8位數(shù)據(jù)．因此AT89C51必須進行兩次操作才能把一個完整的10位數(shù)據(jù)送到AC1020。為了使10位數(shù)據(jù)能夠同時送人DAC1020，避免輸出電壓波形出現(xiàn)毛刺現(xiàn)象，故必須采用雙緩沖器方式。AT89C51先把高2位數(shù)據(jù)輸出到74LS74(1)，接著把低8位數(shù)據(jù)輸出到74LS377，與此同時74LS377的片選信號也作為74LS74(2)的時鐘脈沖，把74IS74(1)的內(nèi)容打人74LS74(2)中，從而使一個完整的數(shù)據(jù)同時到達DAC1020的數(shù)據(jù)輸入端．這樣就消除了DAC輸出端的毛刺現(xiàn)象。

(2)執(zhí)行器及調(diào)理電路的設(shè)計。系統(tǒng)中選用的是ZMAN16BG，ZGICr18Ni9Ti型號的對數(shù)流量特性的調(diào)節(jié)閥。閥的輸入信號為氣信號，而D／A轉(zhuǎn)換器的輸出為Ov～5V的電壓信號．所以在D／A轉(zhuǎn)換器和調(diào)節(jié)閥之間要加一個V／I轉(zhuǎn)換器和一個電氣閥門定位器，將0v～5v的電壓信號先轉(zhuǎn)換成4mA～20mA的電流信號后，再將4mA～20mA的電流信號轉(zhuǎn)換成0．02MPa～0．1MPa的氣信號。使調(diào)節(jié)閥接收氣信號而工作。

（二）軟件設(shè)計。經(jīng)分析，系統(tǒng)軟件可采用結(jié)構(gòu)化模塊程序設(shè)計，主要有系統(tǒng)主程序、看門狗中斷服務(wù)程序、鍵盤掃描子程序、顯示子程序、報警子程序、A／D轉(zhuǎn)換子程序、D／A轉(zhuǎn)換子程序、PID數(shù)據(jù)處理子程序、BCD碼轉(zhuǎn)換子程序。

主程序開始后，先對單片機AT89C51和8155芯片進行初始化，接下來是開中斷，調(diào)用鍵盤掃描子程序，選通多路模擬開關(guān)的1號通道，將采集的數(shù)據(jù)送人A／D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后傳入單片機。若溫度越限就報警處理，否則直接處理后送顯示，再選通多路模擬開關(guān)的2號通道，將采集的數(shù)據(jù)送人A／D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后送人單片機進行總的運算處理，輸出給D／A轉(zhuǎn)換器變成模擬信號去改變調(diào)節(jié)閥的開度。

二、單片機在汽車空調(diào)溫控系統(tǒng)中的應(yīng)用（一）硬件系統(tǒng)。本系統(tǒng)選用ATMEL公司的AT89系列單片機中的AT89C52，AT89C52單片機是一種新型的低功耗、高性能且內(nèi)含8K字節(jié)閃電存儲器的8位CMOS微控制器，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MCS一51指令系列和引腳完全兼容。有超強的加密功能，其片內(nèi)閃電存儲器的編程與擦除完全用電實現(xiàn)，數(shù)據(jù)不易揮發(fā)，編程／擦除速度快。AT89C52芯片內(nèi)部有6個中斷源：兩個外部中斷INTO和INT1．三個定時器中斷(定時器0，1，2)和一個串行口中斷。在本系統(tǒng)中涉及到AT89C52芯片的中斷源有五個：分別是外部中斷INT1，定時／計數(shù)器T0，T1和T2以及串行口中斷。本測控系統(tǒng)采用電平激活方式，也即是INT1=0；一旦INT1引腳的采樣值為低電平，則TCON寄對于定時器TO和Tl，通過寄存器TMOD，TCON來控制和選擇定時／計數(shù)器的功能和操作模式。這些寄存器的內(nèi)容靠軟件設(shè)置，系統(tǒng)復(fù)位時，寄存器的所有位都被清零。而T2的工作是靠對T2CON寄存器進行軟件設(shè)置而定義的。本系統(tǒng)采用定時TO來計算車廂溫度采集的時間間隔，設(shè)置為工作方式1，即l6位計數(shù)定時方式：定時Tl作波特率發(fā)生器使用，選擇在工作方式2，即8位自動加載方式；定時器T2用于確定混合風(fēng)門步進電機輸入脈沖的頻率，設(shè)置位l6位常數(shù)自動重裝人的工作方式。

當(dāng)采用12MHz的晶振時，計數(shù)速率為lMHz．微機串口通常采用RS232電平，而單片機串口是1TrL電平，二者不兼容。所以，接口必須做電平轉(zhuǎn)換處理。采用MAXIM公司的MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片。單片機串行口的TXD，RXD和GND經(jīng)電平轉(zhuǎn)換分別與微機的RXD，TXD和SG相連，MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片的第9，10引腳分別接單片機的l0和11引腳。DB9串口的第2，3引腳分別接MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片的7，8引腳。通過MAX232的TTL電平和RS232的輸入／輸出端口，自動地調(diào)節(jié)了單片機串口的TTL電平信號和RS232的串行通信信號的電平匹配。數(shù)據(jù)發(fā)送是由一條寫發(fā)送寄存器(SBUF)的指令開始，隨后在串行口由硬件自動加人起位和停止位，構(gòu)成一個完整的幀格式，然后在移位脈沖的作用下，由TXD端串行輸出。一個字符幀發(fā)送完后。使TXD輸出線維持在“1”狀態(tài)下，并將串行控制寄存器SCON的TI位置“1”，通知CPU可以接著發(fā)送下一個字符。

（二）軟件系統(tǒng)。轎車空調(diào)智能溫控系統(tǒng)的工作模式分為“正常運行模式”、“軟關(guān)機模式”、“手動控制模式”和“自動控制模式”。系統(tǒng)上電時，軟件進人上電自檢狀態(tài)，這時系統(tǒng)會首先從監(jiān)控芯片x25045讀入上次斷電前存人EEPROM的系統(tǒng)狀態(tài)信息，初始化各個中斷并恢復(fù)空調(diào)控制器到上次關(guān)機前狀態(tài)。經(jīng)過上電初始化，智能溫控系統(tǒng)會恢復(fù)到上次關(guān)機前的“正常運行模式”。此時，通過溫度調(diào)節(jié)按鍵可以設(shè)定需要的溫度值，溫度傳感器定時檢測車廂溫度，顯示器顯示溫度設(shè)定值和溫度測量值，混合風(fēng)門的開度會根據(jù)溫差和溫差變化自動調(diào)節(jié)，溫控系統(tǒng)能夠與PC機通過串口通訊交換數(shù)據(jù)。按一下“ON／OFF”鍵，可使溫控系統(tǒng)進入“軟關(guān)機模式”。此時，系統(tǒng)不能再進行溫度檢測、溫度設(shè)定和串行通訊，顯示器熄滅，混合風(fēng)門步進電機停止運轉(zhuǎn)。

參考文獻：

[1]李華，MCS一51系列單片機實用接口技術(shù)[M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版社．1993．306405．

第2篇：單片機應(yīng)用論文范文

關(guān)鍵詞：切削力，測量，單片機

 

前言

切削力的測量不僅可以研究切削機理、計算功率消耗、優(yōu)化切削用量和刀具幾何參數(shù)、校核切削力和切削溫度理論計算的準(zhǔn)確性，更重要的是，可以通過切削力的變化來監(jiān)控切削過程，反映刀具磨損或破損、切削用量合理性、機床故障、顫振等切削狀態(tài)。

1 計算機向單片機傳輸命令和數(shù)據(jù)

通過對單片機的編程來控制USB接口芯片，接收和響應(yīng)主機對設(shè)備發(fā)出的命令。在測力系統(tǒng)中，單片機的編程設(shè)計程序通常由三部分組成：

第一、初始化單片機和所有的外圍電路。

第二、主循環(huán)部分，其任務(wù)是可以中斷的。

第三、中斷服務(wù)程序，其任務(wù)是對時間敏感的，必須馬上執(zhí)行。

當(dāng)應(yīng)用程序中的“數(shù)據(jù)采集”按鈕按下后，USB進入主循環(huán)函數(shù)，將從端點緩沖區(qū)中提取命令，并按照命令的要求，調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)，如采集數(shù)據(jù)，橋路調(diào)零，設(shè)置頻率等。關(guān)鍵的幾個函數(shù)如下：

(1) AfxBeginThread( WriteCommand, &mMainWrite)；//啟動一個線程，調(diào)用傳輸命令函數(shù)

(2) open_ file(threadParam->pipe-name)；//創(chuàng)建文件句柄

(3) open_dev()；//創(chuàng)建設(shè)備句柄

(4) DeviceIoControl(hDevice，IOCTL_ WRITE_REGISTERS,

(PVOID)&ioBlock,sizeof(IOBLOCK)，NULL,O,&nBytes,NULL);

//DeviceIoControl函數(shù)發(fā)送控制代碼到指定的設(shè)備驅(qū)動上，使得相應(yīng)的設(shè)備完成數(shù)據(jù)輸出的功能。論文格式。

(5) WriteFile(hFile,threadParam->pcIoBuffer，threadParam->uiLength,&nBytes，NULL)；

//寫文件函數(shù)將數(shù)據(jù)傳送到單片機的緩沖區(qū)中。論文格式。

2 單片機向計算機傳輸數(shù)據(jù)其流程

單片機向計算機傳輸流程

經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)首先保存在單片機的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中，當(dāng)單片機接收到主機發(fā)來的IN命令時，調(diào)用如下函數(shù)將數(shù)據(jù)傳送到計算機的內(nèi)存中。論文格式。

1) AfxBeginThread( ReadData, &m一ainRead)；//啟動一個線程，調(diào)用讀取數(shù)據(jù)函數(shù)

2) open_ file(threadParm一>pipe name);； //創(chuàng)建文件句柄，準(zhǔn)備讀取數(shù)據(jù)

3) open dev ()；//創(chuàng)建設(shè)備句柄

4) DeviceIoControl (hDevice，IOCTLesWRITE REGISTERS,

(PVOID)&ioBlock，sizeof(IO_BLOCK)，NULL,O,&nBytes,NULL)；

//DeviceIoControl函數(shù)發(fā)送控制代碼到指定的設(shè)備驅(qū)動上，使得相應(yīng)的設(shè)備完成數(shù)據(jù)輸入的功能。

5) ReadFile(hFile，threadParam->pcIoBuffer， threadParam->uiLength,&nBytes, NULL)；

//讀文件函數(shù)將數(shù)據(jù)從單片機的緩沖區(qū)讀入到threadParam->pcIoBuffer內(nèi)存中。

3結(jié)論

利用單片機實現(xiàn)切削力測量中USB數(shù)據(jù)傳輸功能，以達到對切削力的測量的監(jiān)控。實現(xiàn)了生產(chǎn)過程中連續(xù)自動采樣、實時顯示、過載報警。

參考文獻：

[1]師漢民.金屬切削過程中的分叉與突變現(xiàn)象兼論切削過程的可控性問題[J].應(yīng)用力學(xué)學(xué)報,1999,16(1):15～20.

[2]叢力,叢貴梁等.功率監(jiān)控在機床中的應(yīng)用[J].組合機床與自動化加工技術(shù),10:29～31,1999.

[3]李熙亞，王衛(wèi)平.車削切削力不確定性的模糊-灰色預(yù)測[J].工具技術(shù)，2002,36(8):26-29.

[4]陶永蘭，等.切削力數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)[J].試驗技術(shù)與試驗機，1997,37(2):49-50.

[5]X.Li,P.K. Venuvinod and M.K. Chen. Feed Cutting Force Estimationfrom the Current Measurement with Hybrid Learning[J]. Advanced ManufacturingTechnology,2000,(16):859-869

第3篇：單片機應(yīng)用論文范文

關(guān)鍵詞：PLC，單片機，AT89S51，模擬控制

 

可編程控制器（PLC）是專門用于工業(yè)控制的智能化電器，不是單純的一個芯片。免費論文。但它也存在一些不足：內(nèi)存有限，編程優(yōu)化調(diào)試?yán)щy，價格高，針對性差。當(dāng)環(huán)境條件尚好，控制量不大，控制邏輯不復(fù)雜，控制要求不高時，它的優(yōu)勢不但不能完全發(fā)揮出來，而且會使控制系統(tǒng)成本提高。

單片機具有較強的開關(guān)量邏輯記憶、判斷，數(shù)據(jù)運算、處理能力，并具有體積小、功能多樣化、可靠性高、價格低等特點。所以，可以利用單片機通過增加一些輸入電路，構(gòu)成一個微機PLC，完成各種控制。

PLC的優(yōu)點在于：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、造價低、針對性強，在設(shè)計時完全按照需要擴充I/O接口、選擇輸入輸出電路與裝置的類型以及內(nèi)存容量，可以更加方便靈活地構(gòu)成自己適用的控制系統(tǒng)，沒有不必要的浪費，而且在控制性能方面仍能保持PLC的優(yōu)勢。

當(dāng)不需要很復(fù)雜的控制過程、不需要特別高的可靠性，那么就可以采用單片機控制來實現(xiàn)這個功能。工業(yè)單片機控制板其實就是一個精簡、低端的PLC系統(tǒng)。

1、單片機構(gòu)成PLC

1.1 設(shè)計思路

用單片機構(gòu)成的PLC，實際上就是一個單片機測控系統(tǒng)，用這樣一個程序控制的計算機系統(tǒng)去執(zhí)行PLC梯形圖程序。由于PLC梯形圖中各被控電器之間是并行關(guān)系，而計算機程序控制中，各被控電器之間在時間上是串行關(guān)系，二者顯然不協(xié)調(diào)。

若簡單地像一般單片機測控系統(tǒng)一樣，對梯形圖各程序行依次實時采集輸入端子狀態(tài)，進行處理后實時輸出，是達不到控制目的的。為此，必須采用一次性采集全部輸入端子狀態(tài)，并將其存入輸入緩沖區(qū)。然后，按梯形圖程序行的邏輯關(guān)系，從輸入緩沖區(qū)讀取相應(yīng)輸入端子狀態(tài)，處理后將待輸出的結(jié)果存入輸出緩沖區(qū)。最后,待梯形圖程序行全部掃描執(zhí)行完畢，一次性將輸出緩沖區(qū)的值輸出到相應(yīng)的輸出端子，從而完成一個程序執(zhí)行周期。如此往復(fù)，自動進行下一輪的采集輸入端子狀態(tài)……。這種工作方式即稱為掃描方式，它將串行程序工作和電器并行工作兩種關(guān)系協(xié)調(diào)了起來。另外，單片機執(zhí)行一條指令的時間是μs級，執(zhí)行一個掃描周期的時間為幾ms乃至幾十ms。相對于電器的動作時間而言，掃描周期是短暫的，可以認(rèn)為在一個掃描周期內(nèi)輸入端子的狀態(tài)是不變的，而對其狀態(tài)變化的采集和處理也是實時的，從而滿足了實時控制要求。

1.2 系統(tǒng)硬件配置

PLC控制板分布圖

PLC控制板接線圖

以AT89S51(以下簡稱51)單片機為例，該單片機有較大的閃存空間，不必擴展程序存儲器，其4個I/O口共32個I/O引腳，都可供用戶使用，其中P0.7～0.0和P2.3～2.0共12個腳，經(jīng)光耦隔離后連到相應(yīng)的輸入端子。開關(guān)接通時，相應(yīng)引腳為'0'，取反后存入輸入緩沖區(qū)。按照實際應(yīng)用需要，輸入電路應(yīng)具有光電耦合器隔離、消除抖動及噪聲的RC濾波器、電平轉(zhuǎn)換等。

P1.7～1.0和P3.1～2.0共10個引腳，用于輸出控制。輸出電路可以有晶體管輸出型、繼電器輸出型、晶閘管輸出型等，在此例中采用了直流固態(tài)繼電器和交流固態(tài)繼電器，用于控制電機的啟停。

為了與PC機進行通信，系統(tǒng)擴展了RS-232C接口電路。51單片機的RXD和TXD信號經(jīng)RS-232C電平變換后接至9芯插座。由此可與PC機進行串行通信。

1.3 軟件設(shè)計

軟件設(shè)計分為PC機梯形圖匯編程序編譯軟件和51單片機軟件兩部分。免費論文。前者用IBM-PC匯編語言編寫，稱為PLC編譯軟件。本例設(shè)計了一套TD型PLC的梯形圖匯編語言指令系統(tǒng)，有LD/LDI、AN/ANI、OR/ORI、TM/TMI、CN/CNI、MA/MAI、OUT、JP/JE和END等16條基本指令和X00～07、X10～14、Y00～07、CN0～1、TM00～07、MA00～07、10～17等器件，用它們來描述繼電器梯形圖，即設(shè)計梯形圖匯編程序。免費論文。用全屏幕編輯軟件將其輸入到PC機，即建立了源程序文件，然后用PLC編譯軟件將其編譯成PLC目標(biāo)程序文件(OBJ文件)，并經(jīng)串行通信口發(fā)送到單片機，由單片機將其寫入E2PROM。另外一種常用的方法由PLC軟件是把梯形圖轉(zhuǎn)換成C或匯編語言(由PLC所使用的CPU決定),然后利用匯編或C編譯系統(tǒng)編譯成機器碼，下載到單片機中。

1.4 程序編寫

;**********主程序*

ORG00H

AJMP START

START:;初始化端口出口

MOV P0,#11111111B

MOV P1,#11111111B

MOV P2,#11111111B

MOV P3,#11111111B

LOOP: JNBX0,OFF ;檢查停止鍵X0是否按下

JNB X1,ON ;檢查起動鍵X1是否按下

AJMPLOOP ;重復(fù)執(zhí)行程序

OFF: SETBY0 ;停止鍵X0按下，Y0斷電

AJMP LOOP ;重復(fù)執(zhí)行程序

ON:CLR Y0 ;停止鍵X1按下，Y0通電

AJMP LOOP ;重復(fù)執(zhí)行程序

END ;程序結(jié)束

;**********************************************

;X0----電機停止開關(guān)

;X1----電機起動開關(guān)

;Y0----驅(qū)動電機接觸器線圈端口

;**********************************************

1.5下載、測試

將程序經(jīng)串行通信口發(fā)送到單片機，由單片機將其寫入E2PROM?？梢酝ㄟ^輸入按鍵正常控制電機的啟動和停止。

2、結(jié)束語

利用單片機實現(xiàn)PLC功能的方法，對于簡單的電機控制以及小型自控系統(tǒng)都有著一定的參考價值和廣闊的應(yīng)用前景。運用于教學(xué)，可以讓同學(xué)們更好的掌握單片機知識以及PLC知識。

[參考文獻]

[1]趙建領(lǐng) 51系列單片機開發(fā)寶典[M].北京：電子工業(yè)出版社，2007(27-119)

[2]林伸茂 8051單片機徹底研究：經(jīng)驗篇[M].北京：中國電力出版社，2007

[3]韓全立 單片機控制技術(shù)及應(yīng)用[M].北京:電子工業(yè)出版社，2004（58-135）

[4]侯世英 PLC教程(第3版) [M].北京：人民郵電出版社，2007（60-89）

[5]廖常初 PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用[M].北京:機械工業(yè)出版社,2003

第4篇：單片機應(yīng)用論文范文

【關(guān)鍵詞】嵌入式CortexTM-M3 LM3S811 溫度檢測

豆?jié){是現(xiàn)代科學(xué)公認(rèn)的營養(yǎng)品，隨著家庭生活條件的改善、生活水平的提高以及出于對食品安全的考慮，富含植物性蛋白的豆?jié){正以無可阻擋的魅力走進千家萬戶，本論文即采用 嵌入式單片機設(shè)計的一款豆?jié){機。

1 LM3S811單片機介紹

TI公司的Stellaris系列的單片機，能夠使用戶以傳統(tǒng)的8位和16位器件的價位來享受32位的性能。該系列單片機是針對工業(yè)應(yīng)用方案而設(shè)計的，包括遠(yuǎn)程監(jiān)控、電子售貨機、測試和測量設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和交換機、工廠自動化、建筑控制、運動控制、醫(yī)療器械、以及火警安防等。

LM3S811單片機的優(yōu)勢還在于能夠方便的運用多種ARM的開發(fā)工具和片上系統(tǒng)（SoC）的底層IP應(yīng)用方案，能夠滿足各種需求。另外，該單片機使用了兼容ARM的Thumb?指令集的Thumb2指令集來減少存儲容量的需求，并以此達到降低成本的目的。因此，本設(shè)計采用LM3S811單片機作為控制芯片。

2 豆?jié){機工作流程與硬件設(shè)計

2.1 豆?jié){機工作流程

正常上電后按豆?jié){按鈕，蜂鳴器“嘀”一聲，指示燈亮。

（1）延時2秒、隨后加熱到80℃，打豆10秒后停5秒。

（2）自動加熱掛泡，停止加熱10秒。

（2）打豆10秒，停10秒如此循環(huán)6次。

（3）加熱到掛泡，如此循環(huán)3次。

（4）打豆10秒，停6秒如此循環(huán)6次。

（5）加熱到掛泡，如此循環(huán)6次。

完成后蜂鳴器提示音1秒一聲，一分鐘后轉(zhuǎn)至每間隔10秒蜂鳴器“嘀”一聲提示音，表示工作進程結(jié)束。

2.2 豆?jié){機硬件電路設(shè)計

全自動豆?jié){機硬件電路包括溫度傳感器電路、單片機最小系統(tǒng)以及輸出控制電路。

由于單片機內(nèi)部有上拉電阻，所以按鈕電路沒有連接上拉電阻；用單片機引腳直接控制繼電器的方式驅(qū)動電加熱器與電機；溫度傳感器采用熱敏電阻KTY81-110，采用電阻串聯(lián)分壓法直接將熱敏電阻兩端的電壓輸入到單片機LM3S811的ADC中；采用變壓器降壓、整流、濾波后，經(jīng)過3.3V穩(wěn)壓器1117（3.3V）輸出，為豆?jié){機提供電源。通過這些電路設(shè)計，能夠?qū)崿F(xiàn)全自動豆?jié){機系統(tǒng)。

3 基于LM3S811單片機的豆?jié){控制電路機程序框架

本設(shè)計為全自動豆?jié){機，采用狀態(tài)機描述進行編程。按照狀態(tài)機描述豆?jié){機不同得工作狀態(tài)，程序由C語言寫出，主程序由單片機初始化、溫度傳感器初始化、鍵盤初始化等等，程序框架如下：

include " LM3S811.h"

定義數(shù)碼管譯碼數(shù)組；

定義數(shù)碼管位選數(shù)組；

定義LED燈數(shù)組；

定義保存在FLASH中數(shù)據(jù)的數(shù)組；

定義定時標(biāo)記變量；

定義其他全局?jǐn)?shù)組與變量； //例如定時變量dsbl等

函數(shù)原型聲明；

void main（void）

{

定時器0初始化； //實現(xiàn)時間標(biāo)記

定時器1初始化； //對定時變量定時

引腳初始化； //按鈕、水位電極、ADC、繼電器等引腳初始化

ADC初始化；

其他初始化語句；

while（1）

{

//按鍵處理語句；

{

功能選擇等按鈕語句； //按鈕變量anbl隨按下按鈕不同而不同

豆?jié){按鈕按下時，anbl=1； //對應(yīng)指示燈亮，表示工作狀態(tài)

燒水按鈕按下時，anbl=2；

攪拌按鈕按下時，anbl=3；

若沒有按鈕按下，anbl=4；

需要按鈕抬起判斷語句；

}

//低水位電極、防溢出電極、溫度檢測

if（sample_time= =1）

{

檢測水位電極； //設(shè)置低水位標(biāo)志，若是低水位，低水位標(biāo)志為1

檢測防溢出電極； //設(shè)置防溢出標(biāo)志，若是溢出，防溢出標(biāo)志為1

ADC轉(zhuǎn)換溫度值、數(shù)字濾波語句，轉(zhuǎn)換成溫度值。

sample_time= =0；

}

//狀態(tài)機

if （state_time= =1）

{

狀態(tài)機語句；

state_time=0；

按鈕變量=0

}

//輸出語句：

4 結(jié)論

TI公司的Stellaris系列的單片機，LM3S811單片機與Stellaris系列的所有成員是代碼兼容的，這為用戶提供了靈活性，能夠適應(yīng)各種精確的需求，必將得到越來越廣泛的應(yīng)用。

參考文獻

[1]都業(yè)弘.我國大豆磨{行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展[J].食品科學(xué)，1999（02）：28-29.

[2]李延鵬.ARM嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用完全手冊[M].北京：中國鐵道出版社，2013.

通訊作者簡介

周立平（1979-），男，現(xiàn)為中國電子科技集團第二研究所工程師。研究方向為自動控制。

第5篇：單片機應(yīng)用論文范文

關(guān)鍵詞：AVR單片機，TOPSWITCH器件，接觸非接觸光電測溫傳感器

 

0引言

目前國內(nèi)儀表行業(yè)規(guī)模很大，但通常都是民用儀表，對器件、性能指標(biāo)要求的精度不高。本儀表通過電路搭配、AVR單片機控制、對輸入輸出的較高要求實現(xiàn)對高溫測量接觸式非接觸式光電高溫傳感器的信號真實描述。

1儀表功能

接收接觸非接觸光電測溫傳感器的輸出電壓信號（參照相應(yīng)分度表），通過一系列電路變換，輸出4-20mA電流信號和任意型鉑銠10-鉑熱電偶的電壓信號（參照任意型鉑銠10-鉑熱電偶分度表）。

2硬件部分

2.1 電源部分

電源部分采用基于TOPSWITCH器件的單片開關(guān)電源設(shè)計，特制變壓器與電感，TL431與TLP521的反饋結(jié)合，由特定制器件組成的保護電路，三端電壓+5、-5、+24V的輸出。TOPSwitch結(jié)構(gòu)，采用DIP-8封裝及SMD-8封裝，有8個引腳，但8只管腳中有6只管腳實際是連在一起作為S端，故可簡化成3只管腳，這樣它仍系三端器件。3個引出端分別是漏極端D、源極端S和控制端C。其中，D是內(nèi)裝MOSFET的漏極，也是內(nèi)部電流的檢測點，啟動操作時，漏極端由一個內(nèi)部電流源提供內(nèi)部偏置電流。控制端C控制輸出占空比，是誤差放大器和反饋電流的輸入端。在正常操作時，內(nèi)部的旁路調(diào)整端提供內(nèi)部偏置電流，且能在輸入異常時自動鎖定保護。源極端S是MOSFET的源極，同時是TOP開關(guān)及開關(guān)電源初級電路的公共接地點及基準(zhǔn)點。TOPSwitch 性能特點，將脈寬調(diào)制(PWM)控制系統(tǒng)的全部功能集成到三端芯片中，內(nèi)含脈寬調(diào)制器、功率開關(guān)場效應(yīng)管(MOSFET )、自動偏置電路、保護電路、高壓啟動電路和環(huán)路補償電路，通過高頻變壓器使輸出端與電網(wǎng)完全隔離，真正實現(xiàn)了無工頻變壓器、隔離式開關(guān)電源的單片集成化，使用安全可靠。TOPSwitch器件支持降壓型、升壓型、正激式和反激式功率變換電路，并且很容易和光耦及變壓器初級的反饋電路結(jié)合，無論在連續(xù)傳導(dǎo)模式和不連續(xù)傳導(dǎo)模式下均可工作；輸入交流電壓和頻率的范圍極寬，作固定電壓輸入時可選110V/115V/230V交流電，允許變化±15%; 在寬電壓范圍輸入時，適配85V～265V交流電，但最大輸出功率比前者降低40%。TOPSwitch-Ⅱ只有3個引出端，可以同三端線性集成穩(wěn)壓器相媲美，能以最簡方式構(gòu)成無工頻變壓器的反激式普通型或精密型開關(guān)電源。論文參考網(wǎng)。開關(guān)頻率的典型值為100kHz，允許范圍90kHz～110kHz，占空比調(diào)節(jié)范圍是1.7%～67%。

2.2 顯示部分

顯示部分采用當(dāng)前流行的AVR單片機來控制4位顯示模塊。論文參考網(wǎng)。AVR單片機是1997年由ATMEL公司研發(fā)出的增強型內(nèi)置Flash的RISC(Reduced Instruction Set CPU) 精簡指令集高速8位單片機。AVR的單片機可以廣泛應(yīng)用于計算機外部設(shè)備、工業(yè)實時控制、儀器儀表、通訊設(shè)備、家用電器等各個領(lǐng)域。AVR系列單片機的特點AVR單片機是高速單片機。硬件采用哈佛(Harward)結(jié)構(gòu)，達到一個時鐘周期可以執(zhí)行一條指令，絕大部分指令都為單周期指令。而PIC單片機要4個時鐘周期執(zhí)行一條指令，MSC-51要12個時鐘周期執(zhí)行一條指令；AVR 單片機支持程序的在系統(tǒng)編程ISP，開發(fā)門檻較低。只需一條ISP并口下載線,就可以把程序?qū)懭階VR單片機，所以進入AVR單片機門檻很低、花錢少。論文參考網(wǎng)。其中MEGA系列還支持在應(yīng)用編程IAP ；AVR 單片機采用了可多次擦寫的FLASH 存貯器給用戶的開發(fā)生產(chǎn)和維護帶來方便。AVR單片機的Flash程序存儲器,可擦寫1000次以上，而新工藝AVR器件, 程序存儲器擦寫可達10000次以上,因此大家可以放心的實驗和調(diào)試下載程序；AVR 單片機有豐富的外設(shè)，如RTC、 WATCHDOG、 AD 轉(zhuǎn)換器、PWM、UART接口等。部分型號還可以使用片內(nèi)振蕩器提供系統(tǒng)1～8 MHz的系統(tǒng)時鐘,使該類單片機無外加晶振器件即可工作；I/O口功能強、驅(qū)動能力大。AVR單片機的I/O口是真正的I/O口,能正確反映I/O口輸入/輸出的真實情況。I/O口有輸入/輸出、三態(tài)高阻輸入,也可設(shè)定內(nèi)部拉高電阻作輸入端的功能,以便于各種應(yīng)用所需(多功能I/O口) 。工業(yè)級產(chǎn)品，具有大電流(灌電流)10～40 mA,可直接驅(qū)動可控硅SSR或繼電器, 節(jié)省了外圍驅(qū)動器件。 具有較大容量EEPROM，有可擦寫10萬次的EEPROM,為掉電后數(shù)據(jù)的保存帶來方便,來電后能記住掉電時的工作狀態(tài)，EEPROM容量為64 B～4 KB 。AVR是低功耗單片機，具有休眠省電功能(Power Down)及閑置(Idle)低功耗功能。一般耗電在1～2.5 mA；對于典型功耗情況,WDT關(guān)閉時為100 nA,更適用于電池供電的應(yīng)用設(shè)備。有的器件最低1.8 V即可工作。高度保密性，不可破解的位加密鎖Lock Bit技術(shù)，且具有多重密碼保護鎖死(Lock)功能；本產(chǎn)品使用的是ATMEGA16型單片機。

2.3 輸入輸出部分

輸入輸出部分用模擬器件TL062和4053來控制輸入輸出。通過放大、積分、增益、濾波等一系列電路變換，由AVR單片機控制來實現(xiàn)從輸入到輸出過程的轉(zhuǎn)換。

3軟件部分

以下給出整個程序的簡要流程

3.1 初始化

ldi r16,0x3e ;設(shè)置堆棧

out ddrd,r16 ;設(shè)置D口為輸出

out ddrc,r16 ;設(shè)置C口為輸出

out portb,r16 ;設(shè)置B口上拉電阻

ldi r16,0x1f ;看門狗使能2.1秒中斷

ldi yl,0x10;設(shè)置y指針0x0010指向EEPROM

clr yh

ldi zl,0x40;設(shè)置Z指針0x0040指向SRAM

clr zh

lds r16,0x0094;上限報警還是下限報警狀態(tài)送標(biāo)志位

3.2 主程序

wdr ;看門狗

rcall adc1 ;采樣

rcall vtot ;計算

sbrs r20,1;判斷當(dāng)前是上限報警還是下限報警

ldi time,0x85

rcall timer;延時0.1S

wdr

rcall tkey ;按加減鍵選擇大于等于設(shè)置值時報警或小于等于設(shè)置值時報警

sts 0x0094,r20

ldi zl,0x90 ;設(shè)置鍵按下保存設(shè)置值

clr zh

ldi yl,0x30 ;給y賦指針0x0030指向EEPROM

clr yh

ldi r16,5 ;循環(huán)指針為5

ld r2,z+ ;讀SRAM的指針先減1，再讀入r2

rcall rom_w ;調(diào)寫EEPROM子程序

adiw yl,1 ;寫EEPROM地址的數(shù)值加1

dec r16 ;循環(huán)指針減1

brne rs62 ;將SRAM中5個數(shù)寫入EEPROM的0x0030-0x0034中

3.3 子程序

數(shù)據(jù)采集

ldi r16,0xda ;參考電源為AREF內(nèi)部基準(zhǔn)2.56V,數(shù)據(jù)右對齊

out admux,r16 ;差動輸入口為ADC2-ADC2(1倍)

ldi time,0x33 ;延時約10mS

rcall timer

rcall adcd1

movw r12,r24

clr r14

clr r15

ldi r16,0xdb ;參考電源為AREF內(nèi)部基準(zhǔn)2.56V,數(shù)據(jù)右對齊

out admux,r16 ;差動輸入口為ADC3-ADC2(1倍)

ldi time,0x33 ;延時約10mS

rcall timer

溫度計算，輸出電壓電流計算。

lds r18,0x0075 ;讀1倍檔基準(zhǔn)值

lds r19,0x0076

rcall mul16 ;（實測值－零點）×1倍檔基準(zhǔn)值

lds r18,0x008e ;讀1倍檔量程標(biāo)定值

lds r19,0x008f

sub r18,r0 ;標(biāo)定值－零點

sbc r19,r1

rcall div16 ;（實測值－零點）×基準(zhǔn)值/（標(biāo)定值－零點）

clr r2

ldi zl,low(gdata*2) ;查曲線表，讀表地址

ldi zh,high(gdata*2)

顯示

push r24 ;保護現(xiàn)場

push r25

in r24,sreg ;保護狀態(tài)寄存器

push r24

ldi r25,1 ;掃描顯示位置最低位（顯示最低位）

mov r24,xl ;讀顯示位指針

subi r24,0x6a ;減最低位地址

校準(zhǔn)讀寫EEPROM 寄存器和數(shù)據(jù)的定義

ldi time,0x33 ;延時10mS防止鍵抖動

rcall timer

sbic pinb,8 ;輸入校準(zhǔn)鍵繼續(xù)按下順執(zhí)

ret ;否則退出

cbi portd,4

ldi r16,0x56 ;顯示L--L

sts 0x006a,r16

ldi r16,0x40

sts 0x003b,r16

sts 0x003c,r16

ldi r16,0x56

sts 0x003d,r16

ldi time,0xf9 ;延時1S

rcall timer

4結(jié)論

本儀表利用AVR單片機強大的功能加之精確的模擬電路控制，從而實現(xiàn)對接觸非接觸光電測溫傳感器信號的精確接收轉(zhuǎn)換和輸出。本儀表投產(chǎn)至今，獲得了相關(guān)用戶的一致好評，具有很大的推廣價值。

【參考文獻】

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［3］俞阿龍 基于TOPSWITCH器件的單片開關(guān)電源設(shè)計 電視技術(shù) 2003

［4］P.E.Allen, D.R. Holberg CMOSAnalog Circuit Design Saunders College Publishing, 1987［5］P.R. Gray, R.G.Meyer Analysisand Design of Analog Integrated Circuits John Wiley & Sons, 1992

第6篇：單片機應(yīng)用論文范文

電氣工程及自動化

基于單片機的風(fēng)扇速度控制設(shè)計

一、綜述本課題國內(nèi)外研究動態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義

單片機因其體積小，抗干擾能力強、而且使用靈活方便，成本低等特點，它的應(yīng)用范圍非常廣泛，尤其是他強大的面向控制能力，已深入工業(yè)控制、軍事裝置、家用電器等各個領(lǐng)域，應(yīng)用前景十分廣闊。單片機按照應(yīng)用的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不同，可分為總線方式和非總線方式。采用總線方式的應(yīng)用系統(tǒng)多屬于較復(fù)雜的系統(tǒng)，比如智能儀表、工控系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)等。非總線方式的應(yīng)用系統(tǒng)多屬于小型控制。按照應(yīng)用范圍的不同，可分為通用型和專用型。

目前我國普遍采用4位、8位或16位，對于單片機還處于低檔的應(yīng)用，而對于那些宏單片機、DSP等高檔的應(yīng)用還是空白。而國外很多公司都推出了自己的單片機系列，如Intel公司推出的MCS-96/196系列，Rockwell公司的6501、6502，日立公司的H8/3048系列等。目前單片機的應(yīng)用領(lǐng)域有以下四大領(lǐng)域：一是家用電器業(yè)。單片機個傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品結(jié)合，構(gòu)成新型的機、電、儀一體化產(chǎn)品，如洗衣機、電腦空調(diào)機等。二是通訊行業(yè)。最有代表性的就是手機。三是智能儀表應(yīng)用。單片機的體積小、成本低、控制力強等特點，使儀器儀表重量大大減輕，又有很高的性價比，如數(shù)字式RLC測量儀。四的在計算機外設(shè)中的應(yīng)用。如在接口中采用單片機進行控制管理、數(shù)據(jù)采集、多路分配管理等。

我國在將來很長的一段時間里，8位單片機還將是主流產(chǎn)品，因為8位單片機很好用，有豐富的功能，現(xiàn)在無論是國內(nèi)還是國外，都還是以8位為主。4位單片機由于功耗較低，在國內(nèi)也有一定的市場比例。目前世界各國的單片機發(fā)展各有不同。美國單片機的發(fā)展趨勢主要是從8位到16位和DSP過度，歐洲等國家單片機主要應(yīng)用于工業(yè)，因此仍以8位為主，主要以功能和運行速度的發(fā)展為主。我國對于單片機的需要目前主要是家電類等消費品為主，8位單片機有很大的市場分額和發(fā)展空間。國內(nèi)也急需這方面的人才。

盡管單片機的發(fā)展迅速，其發(fā)展方向不外忽以下幾點：一是微型單片化?，F(xiàn)在的產(chǎn)品普遍向小型化、輕型化發(fā)展，就需要單片機在在原有的多功能、低功耗的前提下，集成更多的元件，如看門狗（Watchdog）、LCD控制器等。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，片上系統(tǒng)（SOC）的發(fā)展前景很好。二是低功耗CMOS化。現(xiàn)在單片機的功耗普遍在100mW左右，許多生產(chǎn)廠家采用CMOS工藝，使單片機更適合在電池供電場合，今后也是單片機發(fā)展的主要趨勢之一。三是大容量、高性能化。隨著CPU的發(fā)展，單片機的處理數(shù)據(jù)能力大大提高，內(nèi)部時序也加以改善，ROM的存儲容量也大大提高，又加入了低噪聲技術(shù)，加強了中斷、定時控制。四是在接口方向的發(fā)展。現(xiàn)在許多新型單片機的接口，從類型和數(shù)量上有了很大的發(fā)展，如有些可以直接驅(qū)動液晶顯示管LCD、有些可以直接輸出大電流和高電壓等。

21世紀(jì)是“數(shù)字化”的時代，單片機的發(fā)展有著翻天覆地的變化，各種型號、功能的單片機應(yīng)用于人們生產(chǎn)和生活中的各個領(lǐng)域。單片機的發(fā)展逐漸取代了由傳統(tǒng)模擬電路作為電機的控制器，因此單片機在家電方面的應(yīng)用已經(jīng)十分普遍，比如電風(fēng)扇、洗衣機、空調(diào)等。+電動機是將電能轉(zhuǎn)換成機械能的機電裝置。1821年英國科學(xué)家法拉第首先提出電動機原理。1834年，德國的雅可比第一個發(fā)明了直流電動機。1879年，西門子公司用直流電動機驅(qū)動電車。1888年發(fā)明家特斯拉發(fā)明了交流電動機。1902年瑞典的工程師丹尼爾森首先提出同步電動機構(gòu)想。至今為止，電動機發(fā)展迅速，電機理論、設(shè)計及制造工藝得到逐步的完善和提高，廣泛應(yīng)用與現(xiàn)代的各種機械生產(chǎn)領(lǐng)域。如在機械制造工業(yè)、輕重型制造工業(yè)、運輸行業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等各個領(lǐng)域，電動機以不同的種類和功能發(fā)揮著重要的作用?？梢赃@么說，電動機的出現(xiàn)使社會生產(chǎn)力大大提高，促進了社會的發(fā)展。

隨著時代的進步和科技的發(fā)展，電機調(diào)速系統(tǒng)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運輸以及日常生活中起著越來越重要的作用，因此，對電機調(diào)速的研究有著積極的意義.長期以來，直流電機被廣泛應(yīng)用于調(diào)速系統(tǒng)中，而且一直在調(diào)速領(lǐng)域占居主導(dǎo)地位，這主要是因為直流電機不僅調(diào)速方便，而且在磁場一定的條件下，轉(zhuǎn)速和電樞電壓成正比，轉(zhuǎn)矩容易被控制；同時具有良好的起動性能，能較平滑和經(jīng)濟地調(diào)節(jié)速度。因此采用直流電機調(diào)速可以得到良好的動態(tài)特性。由于直流電動機具有優(yōu)良的起、制動性能，宜與在廣泛范圍內(nèi)平滑調(diào)速。在軋鋼機、礦井卷機、挖掘機、金屬切削機床、造紙機、高層電梯等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。近年來交流調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展很快，然而直流控制系統(tǒng)畢竟在理論上和在時間上都比較成熟，而且從反饋閉環(huán)控制的角度來看，它又是交流系統(tǒng)的基礎(chǔ)，長期以來，由于直流調(diào)速系統(tǒng)的性能指標(biāo)優(yōu)于交流調(diào)速系統(tǒng)。因此，直流調(diào)速系統(tǒng)一直在調(diào)速系統(tǒng)領(lǐng)域內(nèi)占重要位置。

選取本課題的意義在于單片機的發(fā)展極為迅速，以其獨特的結(jié)構(gòu)和性能，滲透到各個領(lǐng)域，產(chǎn)生了極大的影響。研究單片機、學(xué)習(xí)單片機，是社會發(fā)展的必然趨勢，單片機有著其廣闊的發(fā)展空間和社會價值。通過研究用單片機遠(yuǎn)程發(fā)射紅外線來控制電動機的轉(zhuǎn)速，從而達到控制風(fēng)扇速度控制，能使使用者操作起來更加方便。

二、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題：

1、單片機主芯片的選擇；

2、電機控制系統(tǒng)設(shè)計；

3、遙控器的設(shè)計；

4、用數(shù)碼管顯示檔位；

5、PWM的產(chǎn)生；

6、按鍵開關(guān)的設(shè)計。

三、研究步驟、方法及措施：

1、學(xué)校提供硬件材料、有關(guān)工具器件和實驗制作場所；

2、查閱大量的相關(guān)資料和書籍；

3、與同類的論章進行對比，完善自己的設(shè)計思路；

4、系統(tǒng)的總體方案設(shè)計：發(fā)射部分和接收部分；

5、系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計；

6、系統(tǒng)的軟件設(shè)計

7、論文的修改及潤色。

四、參考文獻

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張俊.單片機的發(fā)展與應(yīng)用[J].北京：電子制作,1997:40-50.

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張俊漠.單片機的發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀[J].北京:電子世界,2001:3-5.

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樓然苗.胡佳文.李光飛,等.51系列單片機原理及設(shè)計實例[M].北京:高等教育出版社,2004.

第7篇：單片機應(yīng)用論文范文

【關(guān)鍵詞】單片機；智能家居；VB

一、引言

現(xiàn)代家庭已經(jīng)從追求家居的豪華裝飾轉(zhuǎn)向家居智能化，享受智能化帶來的多元化信息，以及安全、舒適與便利的生活環(huán)境。廣闊的市場前景和實用價值，使智能家居已經(jīng)成為國內(nèi)外研究的熱點。目前智能家居控制系統(tǒng)實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)為兼容性強的家庭主控制器，有PC架構(gòu)、單片機架構(gòu)、嵌入式架構(gòu)三大解決方案。但三者都有其自身的缺點：PC機架構(gòu)系統(tǒng)昂貴的改線費用和繁瑣的改線工程也是令人難以接受的；單片機架構(gòu)系統(tǒng)電路設(shè)計較復(fù)雜，系統(tǒng)穩(wěn)定性不高，擴展能力不強；嵌入式架構(gòu)系統(tǒng)開發(fā)周期長，標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，市場價格比較高，應(yīng)用面比較狹窄。本文介紹一種價格便宜、成本較低、和現(xiàn)有設(shè)備兼容性好的無線智能家居控制系統(tǒng)

二、系統(tǒng)總體設(shè)計

本智能無線家居控制系統(tǒng)主要由PC軟件，單片機控制器、家居控制終端和相關(guān)無線傳感器系統(tǒng)四個部分組成（如圖1所示）。

PC軟件是系統(tǒng)的靈魂，軟件編寫的好壞直接影響系統(tǒng)的性能。PC軟件的功能是給用戶提供操作界面、將用戶的指令（包括用戶預(yù)設(shè)指令）通過串口傳送給單片機控制器，并顯示報警信息。

單片機控制器是信息的交換中心。單片機控制器的功能是將PC機傳送給單片機的指令通過無線的方式發(fā)送給家居控制終端，同時它還可以將傳感器測得的信號傳送給PC。

家居控制終端是家居控制的執(zhí)行機構(gòu)，它可以接受無線控制指令并執(zhí)行。家居控制終端包括各種無線開關(guān)、各種無線控制器、無線電磁閥門等。

相關(guān)傳感器可以探測各種威脅，并通過無線的方式發(fā)送給單片機。它包括無線煤氣傳感器、無線紅外傳感器等。

系統(tǒng)通過相關(guān)無線傳感器系統(tǒng)探測信號，并傳送給單片機，然后由單片機將信息傳送給PC機，實現(xiàn)報警，并通過PC操作人員的操作，將控制指令發(fā)送給單片機控制器，然后由單片機控制器將執(zhí)行指令發(fā)送給家居控制終端。通過家居控制終端的執(zhí)行完成對家庭中照明、安防等的控制。同時系統(tǒng)還可以利用無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備查詢和控制無線攝像設(shè)備，對家庭進行監(jiān)控。在此基礎(chǔ)上，通過利用操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)功能還可以遠(yuǎn)程觀察和控制本系統(tǒng)。系統(tǒng)運行場景如圖2所示。

三、單片機硬件設(shè)計

本系統(tǒng)的硬件部分主要由計算機PC、單片機電路板、無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、無線傳感器、無線控制器等部分組成，其中單片機電路部分是本文的設(shè)計重點，其結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示。

單片機電路分無線接收和解碼模塊、無線發(fā)射模塊、STC89C54RC單片機、MAX232、設(shè)備、串口等部分組成。

無線接收和解碼模塊主要由PT2272芯片及其附屬電路組成，它的主要功能是將相關(guān)傳感器探測到的報警信號接收并解碼，同時將解碼信號發(fā)送給單片機。無線發(fā)射模塊主要由PT2262芯片及其附屬電路組成它的主要功能是將單片機發(fā)送的控制信號發(fā)送給被控設(shè)備（如燈光控制器）。MAX232芯片及其電路主要是完成單片機和PC的通信。

STC89C54RC單片機是整個系統(tǒng)的中心，負(fù)責(zé)將無線接收和解碼模塊接收的信號經(jīng)過MAX232芯片和串口發(fā)送給PC，同時PC發(fā)來的控制信號經(jīng)過串口和MAX232芯片經(jīng)過STC89C54RC單片機由無線發(fā)射模塊發(fā)送給控制單元。

四、軟件部分設(shè)計

本系統(tǒng)主要有上位機（PC）程序和下位機（單片機）程序兩個部分組成。上位機程序主要是在VB環(huán)境下完成的，包括界面、控制和通信等功能。下位機主要是在keil環(huán)境下完成的，包括控制和通信等功能。系統(tǒng)上位機主程序如圖4所示。

VB文件部分程序（噴水開關(guān)部分）如下：

'Label11

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Me.Label11.Font = New System.Drawing.Font（"宋體"，9.75！，System.Drawing.FontStyle.Regular，System.Drawing.GraphicsUnit.Point，CType（134，Byte））

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Me.Label11.Size = New System.Drawing.Size（33，13）

Me.Label11.TabIndex = 620

Me.Label11.Text = "噴水"

Keil部分程序（校驗子程序和無線發(fā)送子程序部分）如下：

//校驗子程序

void crc_pro（void）

{

uchar a；

crc=0；

for （a=1；a

crc=crc+inbuff[a]；

if （crc==inbuff[34]）

crc_err_bz=0；

else crc_err_bz=1；

}

//無線發(fā)送子程序

void wuxian_fa_pro（void）

{

uchar a，b，c；

for （a=0；a

{

tongbu（）；

for （b=0；b

{

c=wuxian_buff[b]；

switch （c）

{

case 0： bit_0（）；break；

case 1： bit_1（）；break；

case 2： bit_f（）；break；

default：break；

}//switch c

}//for b

}//for 發(fā)送4次

}

五、結(jié)束語

本系統(tǒng)結(jié)合PC架構(gòu)和單片機架構(gòu)，同時將無線技術(shù)引入其中，發(fā)揮了二者的優(yōu)點，避免了二者的缺點。同時在無線技術(shù)的選擇上，應(yīng)用了315/433MHz射頻技術(shù)，價格便宜，成本較低，和現(xiàn)有設(shè)備兼容性好。綜上所述，本系統(tǒng)切合社會發(fā)展實際需要、技術(shù)可實現(xiàn)性、經(jīng)濟性都很好，有一定的創(chuàng)新性和推廣潛力，非常有研究價值并有很強的現(xiàn)實意義。

參考文獻

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第8篇：單片機應(yīng)用論文范文

本論文介紹了以單片機為主要控制器件,以DS18B20為溫度傳感器的新型數(shù)字溫度計。硬件電路主要包括主控制器,測溫電路和顯示電路。主控制器采用單片機AT89S51,溫度傳感器采用DS18B20,本數(shù)字溫度計減少了外部的硬件電路,具有低成本和易使用的特點。

一、引言

近年來單片機的發(fā)展十分迅速,一個以微機應(yīng)用為主的新技術(shù)革命浪潮正在蓬勃興起,單片機的出現(xiàn)使得溫度的采集和數(shù)據(jù)處理問題能夠得到很好的解決。在日常生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常要用到溫度的檢測及控制,傳統(tǒng)的測溫元件熱電偶和熱電阻測出的一般都是電壓,再轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的溫度需要較多的外部硬件支持,硬件電路復(fù)雜,制作成本高,這里設(shè)計的溫度計具有低成本、易使用、電路簡單等特點。主控制器選用AT89S51單片機,溫度采集電路選用數(shù)字溫度傳感器DS18B20,采用LED數(shù)碼管進行顯示。通過溫度傳感器采集溫度,經(jīng)單片機內(nèi)部進行處理后直接送入顯示電路顯示溫度值,溫度范圍在0℃～100℃,精度為0.2℃。

二、硬件電路設(shè)計

1.單片機的選擇。AT89S51是一種低功耗,高性能且系統(tǒng)內(nèi)帶有8KB可編程Flash存儲器的8位CMOS微處理器,它是一種高靈活性,花費有限資源就可產(chǎn)生許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)的高性能微處理器,因此,本設(shè)計采用AT89S51單片機。

2.單片機最小系統(tǒng)。首先要將AT89S51的9腳RST端接一個復(fù)位開關(guān),然后接到電源上,它是復(fù)位信號輸入端,高電平有效,當(dāng)單片機運行時在此引腳加上持續(xù)時間大于兩個機器周期的高電平時就可以完全復(fù)位,即按下復(fù)位開關(guān)即可實現(xiàn)電路復(fù)位。18腳與19腳之間接晶體與片內(nèi)的反相放大器構(gòu)成了一個振蕩器,為單片機提供了一個時鐘控制信號。為內(nèi)外程序存儲器選擇控制端,要想單片機訪問內(nèi)部程序存儲器需加高電平。還有最重要的是單片機40腳和20腳必須分別加電源和地,保證單片機的正常供電,圖2為單片機正常工作的最小電路系統(tǒng)。

3.溫度傳感器。溫度傳感器是由美國DALLAS半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的單線數(shù)字溫度傳感器芯片DS18B20,與傳統(tǒng)的熱敏電阻有所不同,DS18B20可以直接將采集到的溫度信號轉(zhuǎn)化成串行數(shù)字信號,以供單片機處理,大大簡化了電路的復(fù)雜度和算法的要求。它還具有微型化、低功耗、高性能、抗干擾能力強、接口方便、傳輸距離遠(yuǎn)等優(yōu)點。

4.顯示電路。本設(shè)計選用的是三位一體數(shù)碼管來顯示被測溫度的。與用三個獨立數(shù)碼管相比具有布線簡單,使用方便等特點,它總共由12個管腳組成,其中八個段位,三個公共端和一個空腳。與單片機直接連接,減少電路復(fù)雜性。顯示電路的八個斷碼分別與單片機的P0.0～P0.7進行連接,需要加八個上拉電阻,其作用是加大輸出引腳的驅(qū)動能力。三個公共端分別與P2.5、P2.6、P2.7相連,完成數(shù)據(jù)傳送。用單片機直接驅(qū)動數(shù)碼管不但可以使電路簡單化,對程序編寫也會容易些,其顯示電路與單片機的連接如圖3所示。單片機將溫度傳感器送入的信號進行處理后,送入顯示電路進行數(shù)據(jù)顯示。

三、軟件設(shè)計

溫度傳感器采用集成電路DS18B20來完成,當(dāng)從外界接收到溫度后,可以直接在芯片內(nèi)部進行A/D轉(zhuǎn)換,溫度傳感器上要加一個5V的電源,取其轉(zhuǎn)換后的信號經(jīng)單片機的P3.6口送入AT89C51內(nèi)部。將DS18B20復(fù)位,判斷DS18B20是否存在,若存在發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令,等待AD轉(zhuǎn)換結(jié)束后,發(fā)出讀溫度命令,將讀出的溫度進行保存。顯示電路采用LED數(shù)碼管,將單片機讀出的溫度經(jīng)P0口送入顯示電路。指定查表起始地址,將各位、十位、百位數(shù)取出,查其七段代碼并送出開啟顯示。部分主程序指令如下:

四、結(jié)論

與傳統(tǒng)的溫度計相比,它大大減少了電路的復(fù)雜性,并且成本較低,測溫精度較高,性能較穩(wěn)定,適用范圍較廣。

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第9篇：單片機應(yīng)用論文范文

關(guān)鍵詞 電子信息 畢業(yè)設(shè)計 工程實踐 課程體系

中圖分類號：G642 文獻標(biāo)識碼：A

應(yīng)用型本科院校電子信息類專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計一般要求學(xué)生獨立完成課題的方案設(shè)計、電路設(shè)計、原理圖與PCB圖設(shè)計、實物制作與調(diào)試、撰寫論文以及答辯等多個環(huán)節(jié)，是對電子信息類畢業(yè)生工程實踐技能和科學(xué)研究能力的綜合考核。但是，近年來由于高校擴招和生源質(zhì)量的下降，以及畢業(yè)生就業(yè)壓力增大的影響，導(dǎo)致電子信息類專業(yè)畢業(yè)論文（設(shè)計）的質(zhì)量出現(xiàn)明顯的下降。因此，如何提高畢業(yè)設(shè)計（論文）的質(zhì)量已成為高校教學(xué)改革研究的一個重要課題。

1 畢業(yè)論文（設(shè)計）中的主要問題

1.1 學(xué)生缺乏工程實踐能力

我校工程實踐教育中始終存在著“重理論、輕實踐”的認(rèn)識傾向，忽視了大學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)，因此學(xué)生在做畢業(yè)設(shè)計時，有的不會做方案設(shè)計；有的缺乏研究思路和方法；有的儀器操作不熟練，不會排除在實物制作與調(diào)試中遇到的故障和問題，導(dǎo)致實物沒調(diào)試成功；這些極大地挫傷了學(xué)生的積極性，影響了畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量。

1.2 學(xué)生投入的時間、精力嚴(yán)重不足

我校的畢業(yè)設(shè)計安排在第8學(xué)期的1～16周，正是企事業(yè)單位招聘的高峰時刻，由于如今經(jīng)濟轉(zhuǎn)型，大學(xué)生就業(yè)壓力巨大，尋找一個好單位，需要花費大量的時間去參加招聘會和面試，如果面試成功，用人單位希望學(xué)生馬上頂崗實習(xí)，使得學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計中實際投入的時間和精力不足，當(dāng)然還有極少數(shù)學(xué)生忙于補考等遺留問題的解決也牽扯了大量的精力，影響了畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量。

1.3 學(xué)生對畢業(yè)設(shè)計認(rèn)識上有誤區(qū)

我校大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為畢設(shè)對尋找工作單位沒有影響，同時認(rèn)為畢業(yè)設(shè)計總是可以通過的，沒有將畢業(yè)設(shè)計看成是大學(xué)實踐活動中最重要的綜合實習(xí)，是對自己工程實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，是自己清晰了解設(shè)計過程的學(xué)習(xí)，是自己論文撰寫能力的培養(yǎng)，對自己在以后的實際工作中盡快適應(yīng)社會，影響巨大。

2 提高畢業(yè)論文（設(shè)計）的措施和建議

2.1 合理設(shè)置課程體系，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

我校作為應(yīng)用型本科院校，為培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力，對人才培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱進行了修改，突出學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)，使學(xué)生有進行系統(tǒng)設(shè)計、實驗分析和數(shù)據(jù)處理的能力。課程體系改革中進行了如下修改：（1）將課程體系分為公共基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)必修課、專業(yè)選修課、實踐教學(xué)五個模塊。（2）重視專業(yè)基礎(chǔ)課程平臺建設(shè)，對電路分析基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)等教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化，主要強調(diào)電路理論的基本理論和概念，電子器件的外部特性，突出實踐運用，加強實驗教學(xué)，在實驗性教學(xué)中增加設(shè)計性實驗。（3）對一些實踐性較強的課程，如單片機，將其由專業(yè)基礎(chǔ)課調(diào)整為選修課，考核方式為項目設(shè)計，突出學(xué)生的實踐能力。（4）針對應(yīng)用型本科的特點，調(diào)整專業(yè)選修課程內(nèi)容，突出實踐運用，將一些理論性較強的選修課進行調(diào)整，如模式識別、圖像處理等，調(diào)整為射頻電路及CAD技術(shù)、FPGA通信設(shè)計基礎(chǔ)、ARM原理與應(yīng)用等。（5）優(yōu)化實踐教學(xué)內(nèi)容，增加了電子技術(shù)課程設(shè)計，專業(yè)實踐課程體系更加合理有序，符合認(rèn)知規(guī)律，學(xué)生在一、二年級注重專業(yè)基礎(chǔ)訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的儀器操作能力和建立基本的系統(tǒng)概念，掌握基本的設(shè)計流程和動手制作實物的能力；三、四年級則是專業(yè)工程設(shè)計的培養(yǎng)，使學(xué)生具備獨立設(shè)計一個完整電子系統(tǒng)的能力。（6）為提高學(xué)生實踐能力，建立實驗室開放機制，電子工藝實驗室全天開放，學(xué)生自主管理，其他專業(yè)實驗室由學(xué)生申請，系部批準(zhǔn)后對申請學(xué)生開放，盡可能提供實驗室給學(xué)生使用，提高學(xué)生的工程實踐能力。（7）改革教學(xué)方法和教學(xué)手段，在課堂教學(xué)和實驗教學(xué)中引入仿真工具和軟件，如MATLAB，MULTISIM，PROTELL等。尤其是單片機教學(xué)采用CDIO模式取得了較好的效果。（8）校企合作，與企業(yè)合建實驗室，如與TI公司合建單片機實驗室，將最新的電子技術(shù)引入教學(xué)中；并設(shè)立大學(xué)生創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新基地，鼓勵大學(xué)生自主學(xué)習(xí)、探索和開展科研活動。（9）開設(shè)科技講座，擴展學(xué)生的知識面，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識和興趣。

2.2 對畢業(yè)論文（設(shè)計）的時間、模式進行調(diào)整

（1）由具有中級職稱以上的有責(zé)任心的中青年教師組成畢業(yè)論文（設(shè)計）選題小組和指導(dǎo)小組，對選題的綜合性、實用性、創(chuàng)新性和時效性進行評價和篩選，強調(diào)選題以設(shè)計類題目為主，要求軟硬件相結(jié)合。（2）學(xué)生的選題時間可靈活調(diào)整，我校鼓勵學(xué)生參加各種學(xué)科競賽。如大學(xué)生電子設(shè)計競賽，在做畢業(yè)設(shè)計時可選取與學(xué)科競賽相近的題目；參加飛思卡爾的可選取智能車的題目；還有一些學(xué)生可在第6學(xué)期單片機實踐時就選取自己感興趣的題目作為選題，如有學(xué)生在單片機實習(xí)時做的是電子搶答器，畢設(shè)時做的是無線搶答器，學(xué)生完成得非常好。（3）對學(xué)生加強教育，認(rèn)真開好畢業(yè)設(shè)計動員大會，提高學(xué)生的主觀能動性，畢業(yè)設(shè)計是一個自主學(xué)習(xí)、實踐、探索和創(chuàng)新的過程，是學(xué)生參加實際工作的一個預(yù)演，對學(xué)生很重要，消除學(xué)生的認(rèn)識誤區(qū)，提高學(xué)生的積極性。（4）嚴(yán)格畢業(yè)論文（設(shè)計）考核制度，對在畢業(yè)設(shè)計中期檢查中不合格的給予警告，如在畢業(yè)設(shè)計中確實不合格的要求二次答辯，二次答辯還不合格的則畢業(yè)設(shè)計判定不合格。

3 總結(jié)

近年來我校通過不斷地探索和調(diào)研，借鑒其他學(xué)校的一些經(jīng)驗并結(jié)合本校的實際情況，科學(xué)設(shè)置課程體系，優(yōu)化突出應(yīng)用型教學(xué)內(nèi)容，合理安排畢設(shè)時間和組織機構(gòu)，整合學(xué)校實驗室教學(xué)資源，與企業(yè)合建實驗室，充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，達到提高畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的目的，從實施的效果來看，已初步扭轉(zhuǎn)質(zhì)量下滑的趨勢。

參考文獻

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