摘要 分析单片机原理与接口技术课程教学的现状,找出理论教学和实验教学中存在的不足。从教材选择、教学方式改进、考核方式改革等方面对本课程提出教学改革。关键词 单片机;考核方式;教学改革1 引言单片机原理与接口技术课程是计算机、自动化、机械等多个工科专业基础课,也是一门理论和实践性均非常强的课程。但目前由于教学资源、教学方法、实验设备等原因,大多数学生感觉该课程难学,学生的学习积极性不高。因此,如何调动学生学习兴趣,使学生摆脱枯燥记忆理论知识的困境,优化教学效果,使学生能学以致用,以致主动学习,是授课教师需要重点思索的问题。2 教学现状2.1 理论教学特点单片机原理与接口技术是一门软硬件结合得非常紧密的课程。目前,大多数院校在该课程上的学时分配不足,导致部分教学内容无法完成。采用先进的教学手段,在一定程度上提高了教学质量。但是目前,过多采用多媒体进行教学,反而使得教学效果很差。只有部分教师能综合使用各种教学手段,如辅助声音、图像、视频等方式,方可保证教学效果。2.2 实验特点及现状在教学改革过程中,各高校都相当重视实践教学,但是由于重理论、轻实践观念的长期影响, 改革的效果并不明显,实践教学仅仅作为理论教学的验证与补充的状况并没有得到根本的转变。单片机实验不仅可以让学生建立起单片机应用系统的完整概念,还可以让学生真正体会到单片机的应用价值,激发学生学习和实践的兴趣。然而由于实验学时和实验条件的限制,类似这样的综合性实验很难开展。由于实验学时、硬件条件、评价体系等方面的限制,这类综合性的实验实际上难以达到预定的效果。3 改革措施3.1 选择合适的教材如何选择一本好的教材是学生学好这门课、教师教好这门课的前提。由于本专业学生自身的特点,在选择课程内容时要紧密结合机电类产品。比如,机电控制类的产品是由单片机来控制的,结合实际进行讲解,内容会更生动、更具吸引力。通过实例学习,让学生了解单片机,学到单片机的知识,还掌握在具体实践过程中如何进行方案的设计和分析、具体的实施以及后期的扩展等技能。因此在教材建设方面,一直紧扣本专业的发展方向,并编写适合学生的教材及辅导教材。理论教材从课程教学目的出发,突出课程重点,突出基本原理,覆盖本课程最基本的内容。辅导教材切合实际,注重培养学生的应用能力和创新能力。3.2 改进教学方式和方法通常单片机课程的教学过程是:先介绍单片机的组成和内部结构、存储器、指令系统、寻址方式、程序设计方法,然后介绍芯片的外部引脚功能,然后讨论单片机定时/计数、中断、串行口等功能应用,最后介绍外部扩展及键盘、显示器、A/D、D/A等接口技术。大多数学生在学习指令系统和汇编语言程序设计时常常感到很头疼。由于该课程是机械专业学生第一次较多地接触硬件方面的知识,较为抽象。加上汇编语言直接与系统硬件有关,并且指令较为烦琐,给学生造成该课程比较难学、枯燥的感觉。因此,教师需要不断地改进教学方法和教学手段,以实现生动、形象地传授知识,提高学生的学习兴趣。同时注重研究传授知识与培养能力的关系。1)完善电子教案,利用多媒体课件提高直观性和趣味性,培养学生的学习兴趣。并且为减轻教师制作课件的工作强度,使教师将主要精力放在深入究教学法上面,建设多媒体教学资源库,为该课程的多媒体教学提供一个共享思想与资源的信息平台。2)了解学生对内容的掌握情况,随时调整授课进度与方法。3)授课中有意识地渗透科研意识,培养、激发学生创造兴趣。3.3 改革考核方式改革单片机原理与接口技术课程的考核方式,有助于对学生实践能力的考核,同时也将有助于单片机原理与接口技术的学习。以前的考核只以期末考试一次成绩作为定论,而实践只是作为平时成绩。现在把单片机原理与接口技术课程成绩为3个部分测试:第一部分是笔试,主要考核学生对于单片机原理与接口技术课程基本理论的掌握程度,占总成绩的40%;第二部分是基本实验的考核,在学生做过的十几个实验中,随机抽取一个进行单独考核,主要考核学生对单片机原理与接口技术基本操作能力,占总成绩的30%;第三部分是布置学生一次综合大作业,让学生完成硬件布置、软件设计,最后调试全过程,以答辩形式给出成绩,主要考核单片机原理与接口技术课程的综合能力,占总成绩的30%。最后,3个部分的总和作为课程的最终成绩。这是对学生的一个全面考核,达到使学生全面掌握单片机原理与接口技术的目的。4 结束语单片机原理与接口技术课程在机械专业有着非常重要的地位。无论是理论教学内容的改革,还是实验教学体系的改革,其目的是要切实提高单片机课程的教学质量,丰富和完善单片机教学内容,使学生真正能够引起浓厚的兴趣,变被动性实验为主动性实验,从而掌握单片机的本质内容,提高学生单片机的实际应用能力。单片机教学的改革只是做了一定的尝试,进一步的教学改革任重而道远。随着教学改革的深入,各方面的不足也会显现出来,但只要抓住以学生为本的基本思路,就能使实践教学改革不断地完善,切实体现实践教学应有的地位,促进高等教育的改革。我能找到的就是这个 也不知道能不能帮到你哦 建议你可以去(59168)这网站上看看 直接在百度输入就可以的 以前我们也在那里找文献资料的
基于PIC单片机的智能在线辐射测温仪研制 完整内容到中国论文援助中心下载【摘要】 红外线测温仪以其响应速度快、准确、便捷、使用寿命较长等优势,在冶金、电子、石化、食品等行业得到广泛应用,成为企业故障检测,产品质量控制和提高经济效益的重要手段。红外线测温主要是利用任何物体都会发出红外辐射的原理来测量的,而运用了辐射中高温测量技术的智能在线辐射测温仪不仅克服了传统测温产品的不足,而且还能实现对被测物体温度非接触的准确测量。本课题所研究的智能在线辐射测温仪属于中高温测量领域的研究。在测温范围的起始阶段,由于目标辐射能量小、信号微弱,因而受系统干扰影响较大,尤其是当探测器的输出信号的大小与系统的零点信号大小相当时,系统零点的影响将成为影响辐射测温仪测量精度的主要因素,因此如何提高被测物体温度在测量范围的起始阶段时系统前级放大电路信号的大小,是不可缺少的重要环节。在本课题的研究中,采用了多点标定与数据拟合相结合的方法,较好地实现了测量电路前级放大电路信号的提高,实现了高稳定性和高精度的温度测量。本文研究的智能在线辐射测温仪在功能结构上分为信号采集和处理模块、温度显示模块、串口通信模块、电源模块四部分。信号采集用的红外传感器采用硅光电二极管红外探测器,温度信号采样、数据处理由P...更多IC16F877A单片机实现;温度显示采用智能数字显示表;串口通信采用单片机内部模块USART通用同步/异步收发器;电源模块直接采用了AC/DC转换模块。由于本课题研制的智能在线辐射测温仪精度高、速度快、使用安全方便、性能价格比高,对于一些不易接触测量物体尤为适用。同时本测温仪应用了特有的发射率计算方法,因而能较准确的计算出被测物体的发射率,从而使辐射测温仪具有更好的稳定性和更高的测量精度,因此本辐射测温仪有着很好的市场前景。 【Abstract】 Infrared thermometer has been widely used in metallurgy, electronics, petrochemical, food industries and other areas because its fast response, accurate, convenient, long life and other advantage, it has been a main method of corporate fault detection, product quality control and improving economic efficiency. Infrared temperature measurement is mainly to use the theory that any objects send infrared radiation. However, the smart online radiation thermometer adopts the infrared radiation technology in middle and high-temperature measurement so that it is not only able to overcome the disadvantage of traditional thermometer very well but also it can accomplish near instance as well as long instance accurate temperature measurement.The smart-online infrared radiation thermometer introduced in this paper belongs to the infrared radiation measurement field of middle and high temperature. In the start-up 内容到中国论文援助中心下载
摘 要 LVI模块作为HC08单片机的重要组成部分,保障了单片机的可靠运行,在工业应用中发挥着重要作用。本文阐述了HC08型单片机LVI模块组成结构, 作用原理及其基本应用。特别介绍了LVI的常用指令, 寄存器设置。分析了LVI模块的一般测试过程,并专门针对J750测试机分析了它的测试参数。关键词 HC08; LVI; 单片机; 电压抑制; 失效学科分类 TN792HC08 Microcontroller LVI Module Function Description and Its Test ProcedureAbstract: LVI module is an important part of HC08 microcontroller, it guarantees microcontroller’s reliability, and plays an important role in industry field. This article described HC08 microcontroller LVI module’s components, working theory and basic practical use. Especially introduced LVI common instructions, register configuration. Had analyzed LVI module’s general test procedure, and analyzed its test elements according to J750 tester.Keywords: HC08; LVI; Microcontroller; Voltage restrain; Failure1. 引言LVI (Low Voltage Inhibit) 模块,是各种微控制器中必不可少的组成部分,如图1 所示。它使得微控制器在供电电压过低的情况下,产生复位信号,从而确保在电压过低时微控制器不会产生错误信号或指令。LVI模块通过对微控制器的电源电压进行实时监控,同时利用编程设置低电压复位的临界值,从而实现防止微控制器的误操作。总之,LVI模块的应用,大大增加了微控制器在工业应用中的稳定性。摘自无忧无虑论文网
利用单片机能做出什么看自己的想法,因为每个人的想法都是不一样的,这个是具有独特性的。
单片机是一种集成电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统。
定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统。
单片机的体积比较小, 内部芯片作为计算机系统,其结构简单,但是功能完善,使用起来十分方便,可以模块化应用。
单片机有着较高的集成度,可靠性比较强,即使单片机处于长时间的工作也不会存在故障问题。
单片机在应用时低电压、低能耗,是人们在日常生活中的首要选择, 为生产与研发提供便利。
单片机对数据的处理能力和运算能力较强,可以在各种环境中应用,且有着较强的控制能力。
[1] 单片机控制电子喷油泵试验台的研究 寇雪芹 西北农林科技大学 [2] MCS-51单片机构建机器人的实践研究 张兵 华中师范大学 2006-05-01 [3] 单片机控制多功能信号发生器 江明 吉林大学 2004-09-01 硕士 [4] 基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究 王荣秀 重庆大学 [5] 基于单片机井下纠斜控制系统的研究 郑登科 武汉科技大学 [6] 基于M68HC08 MCU通用编程器的设计与实现 王艳春 合肥工业大学 2005-09-01 硕士 [7]基于ADμC841单片机的防爆软起动综合控制器的研究 牛鑫 重庆大学 2006-04-04 硕士 [8] 单片机控制技术在谷物干燥中的应用研究 王保利 西北农林科技大学 2003-05-01 硕士 [9] 阀控液压电梯单片机速度控制系统的研究 应秀华 浙江大学 2002-03-01 硕士 [10] 变频调速液压电梯单片机控制器的研究 苑海涛 浙江大学 2006-05-01 硕士
单片机是经历长期开发与应用的嵌入式系统电子设备,与计算机相比,它具有许多显著的特点。这是我为大家整理的单片机科技论文,仅供参考!
单片机在现代科技中的应用与前景
[摘 要]单片机是经历长期开发与应用的嵌入式系统电子设备,与计算机相比,它具有许多显著的特点。当前,单片机在现代科技应用的领域越来越广泛,并在家用电器、工业控制领域、医疗器械、仪器仪表等方面取得了良好的应用效果。在未来,单片机的更新换代仍然不会停止,它会向更加智能化,自动化,抗干扰能力强,集成度高,实用性好等方面的发展。
[关键词]单片机;现代科技;应用与前景
中图分类号:TP368.12 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)20-0054-02
随着现代科技的不断发展,嵌入式技术的开发及其应用在现代科技中的应用显得越来越重要。在嵌入式技术发展的趋势下,单片微型计算机(简称“单片机”)应运而生,并随着时代要求的发展不断地更新换代。到20世纪70年代前半期,单片机己经发展为嵌入式系统最为突出的典型代表之一,英特尔公司更将其命名为“嵌入式微控制器”。 单片机的产生极大程度上推动着整个现代科技应用及其功能的发展,并在许多实际应用领域都取得了显著的成效,受到社会各界的关广泛关注,其应用技术发展的越来越成熟,具体实践应用到各个领域,开发技术也越来越智能化。本文以单片机的发展及其特点为逻辑起点,对单片机的应用性及其前景进行说明与分析。
一、单片机的发展及其特点
单片机又称“单片微型计算机”,是典型的嵌入式微控制器(Microcontroller Unit),“它并不是落实某一个具体的逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上,其功能类似于一台最小系统的微型的计算机。具体来说,单片机由运算器、控制器、存储器、输入输出设备构成”[1]。
单片机产生于20世纪70年代,经历了三个发展阶段(SCM、MCU、SOC)。初期的SCM单片机基本上都是4、8位的。其中,INTEL的8051是初期单片机最具典型意义的。此后在INTEL 8051的基础上开发并应用了MCS51系列MCU系统。 由于MCS51系列MCU系统的单片机系统直到现在还在广泛使用,单片机伴随这科学技术的发展逐步开发出16位系统。但由于16位单片机的性价比不够理想,因此并未得到很广泛的应用。90年代后,随着电子产品市场的进一步繁荣发展,单片机的开发与应用得到了显著的提升。特别是INTEL i960系列与ARM系列在社会上的实践应用,32位单片机逐步地取代16位单片机的在嵌入式技术中的领先地位,并且在市场上取得了两好的效益。
与计算机相比,单片机的特点主要表现在如下几个方面:首先,单片机使用简单便捷,可实现体系布局的模块化;其次,单片机耐用时间长,有较高的耐用性;再次,单片机的处理能力强,运行速度较快;此外,单片机还具备低电压、低功耗、控制功能与环境适应能力强的特点;最后,单片机体系完备,集成了计数器、串行口、并行口、CPU、RAM与ROM等应用组件。
二、单片机在现代科技中的应用
单片机具备许多优良的特点,广泛的应在诸多领域,例如家用电器、工业控制领域、医疗器械、仪器仪表等方面,当前单片机己经得到广泛的使用,并产生了良好的应用效果。具体来说,单片机在现代科技中的应用主要体现在以下几个方面:
(一)在家用电器领域中的应用?
随着时代的发展,追求更高、更好的生活品质,对家用电器的功能需求也逐年提高,这就迫使家用电器的不断升级与改造。单片机可以满足这种需求,通过安装单片机,实现整个家用电器的智能化控制,识别相关的信息,选择合适的用户满意信息,使得家用电器在引入单片机后很好的提高了性能,更新换代的速度也得到了提升,提高了企业的竞争力,单片机应用的前景越来越广泛。例如在电视机上采用单片机技术可以使得足不出户的进行大型智能游戏的控制,选择频道方式更加便捷;微波炉可以实现食物的自动选择加热时间以及温度;洗衣机自动根据衣服材质、赃物程度,自动选择洗涤剂的用量、强度、时间等。
(二)在工业控制领域的应用
在工业领域,随着自动化的发展,尤其是在特殊环境下的,例如核工业、粉尘工业、电力高压行业等方面,对人的危害性比较大,危险性高的行业,大部分采用的是自动化操作。在此领域,单片机从此兴起,并随着应用的更加广泛在工业化控制管理,通过单片机的数据采集与过程控制手段,实现了工业化有效的智能控制管理工作,例如报警系统、流水线作业系统、自动喷漆系统等,都得到了很好的应用,随着时代的发展,其应用领域会更加广泛。
(三)在医疗器械领域的应用
现代社会,医疗条件与技术不断提升,自身的身体健康越来越受到关注然而在现有的条件下,消毒条件、住院条件,检测手段、医疗手段等都存在着诸多问题,直接影响着看病的好坏,影响着每个人的身体健康。随之而来的是现在单片机的应用在医疗器械领域,由于自身的特点与有时,可以进行多种疾病的分析,提高设备检测的准确性与可靠性,提高了诊断下药的准确性,保证了身体健康,医疗设备结构更加合理化、智能化、自动化,例如在超声波检测、呼吸系统、分析仪器等。
(四)在仪器仪表领域的应用
现在仪器仪表的生产的好坏,直接代表着一个国家的制造水平。在仪器仪表领域不断的向着智能化方向发展,单片机的作用在此领域尤其体现到其优点,具有重要的意义单片机集成度高,可靠性高、小巧,应用在仪器仪表上使得整个行业得到了很大的改变,随着单片机的集成到仪器仪表中,使得自身的设备向着数字化,智能化发展,其各方面包括处理功能测试功能,控制功能等都得到了很大的提升。例如在航空的仪器仪表中采用单片机技术,保证了仪器的可靠性、准确性,集成性高,事故率降低,提升了航天航空电子系统的智能化与自动化树皮,信息传递有效的进行。
三、单片机在现代科技中的发展前景
随着科学技术的日新月异,单片机推陈出新的速度也愈来愈快。伴随着新的CPU的加入,多位的单片机共同开发与发展是整个发展的方向。很长一段时间,单片集成电路技术在8位机发展的主要方向,随着网络通信技术的发展,16位机、32位机、64位机成为未来的发展方向。单片机的运行也会愈来愈快,防磨损能力也随之提升,具有很好的低噪声、可靠性高的优点。现在单片机为了提高抗干扰性采用EFT技术,使得单片机受外界的干扰性小,系统的时钟信号得到了很好的保证,可靠性得到了提高;布线及其驱动技术应用在单片机上降低了噪声,不至于对单片机内部的电路信号进行干扰。单片机还应用OPT技能,较之掩膜技术有着生产周期短,风险小特点,采用裸片技术或者贴面技术,实现了OPT芯片的接触不良的问题,使得得到了广泛的应用。
随着电子信息技术的发展与应用领域的逐步广泛,单片机向更加智能化,自动化,抗干扰能力强,集成度高,实用性好等方面的发展。同时,芯片的设计也愈发复杂,单片机的功能更加齐全,保有良好的耐用性、可延伸性,单片机的设计与开发、应用的前景十分广泛,领域更加宽广,智能化程度更高。
单片机在目前的发展形势下,还表现出以下趋势:首先,可靠性及应用越来越水平高和互联网连接已是一种明显的走向。 其次,所集成的部件越来越多。最后,功耗越来越低和模拟电路结合越来越多。
结语
总之,在第二十一世纪,计算机技术、智能电子技术的发展,在现代社会中发挥着举足轻重的作用,嵌入式系统是电子技术的重要组成部分,其中单片机又是嵌入式系统最具典型的代表,具有强大的发展潜力。单片机技术提高了控制领域的效率以及可靠性,实现了工业的自动化,智能化,未来的工业化发展中将随着科技的不断进步而发展。
[1] 李璞,郭敏. 单片机的应用与发展[J]. 中国校外教育 2010年S1期
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
[2] 李广第,朱月秀,王秀山.单片机基础.北京:北京航空航天大学出版社,2002.
[3] 胡汉才.单片机原理及系统设计.北京:清华大学出版社,2002.
电气自动化单片机论文
现在是个计算机和信息技术都在高速发展的时代,而且越来越受到重视的智能技术的开发的速度也在加快增长。计算机的智能化程度在不断的发展,应用范围也从原先的相对单一到后来的多元化发展。只要你到网上查一查,在海底的深处,是不是有一个个白色的东西。接下来我搜集了电气自动化单片机论文,仅供大家参考,希望帮助到大家。
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
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【 摘要 】
过去的以教师为中心的单片机课程教学,由于课程的综合性太强使得学生在学习过程中对很多知识点难以接受,我们通过对本门课程项目式和模块化改革的结合,合理安排教学内容和教学资源,降低初学者入门门槛,引导学生以兴趣为导向,极大的提高了学习者主动获取知识的意愿,明显提高了本课程的教学效果。
【 关键词 】
模块化教学;项目驱动;教学改革
“单片机技术”课程在本科院校里是电子信息类专业的必修课程,这门课程是以电子技术基础,编程语言,计算机理论等知识为基础的一门专业性和应用性很强的综合性课程。基于以上特点,对于初学者来说对单片机的理论知识的正确把握往往感觉比较吃力,给初学者造成学习困难。但是经过我们多年的教学经验,这类有很强的应用性和实用性的课程,以项目式教学更能推动学生的学习兴趣,同时模块化的教学设计更能降低初学者入门的门槛。两者相结合教学方法的采用对本门课程的教学效果提升明显.
1、单片机项目驱动教学法
以往的单片机教学模式是以教师为中心,老师在课堂上按照教材,或者教学大纲按部就班的讲授理论原理和知识点;以课堂教学为中心,学生学习为被动接受,由于知识点综合性比较强,理论太深奥使得学生往往学习兴趣不高,同时缺乏动手实践机会,教学效果一般不够理想。以项目驱动的教学法是学生为主体,教师为主导,以实践应用为根本目标,围绕具体的项目构建教学内容体系,通过师生共同参与完成一个具体的项目而展开的教学活动。注重的不是最终的结果,而是项目完成的过程,在项目的教学实施过程中,学生按需学习,亲身实践,学生在项目的实践过程中,理解知识和掌握技能,学习成为一个参与的创造实践活动,培养分析和解决问题的能力。引进单片机项目教学方式打破了原有的教学组织安排,以项目的开发步骤作为教学内容,将课程的内容分解为一个个小项目,从项目引入到项目解析再到任务分解然后到知识点讲解最后知识点应用,将原教学方案里单片机的知识点穿插到具体项目开发的过程中。这里面包含了软、硬平台搭建到项目展开再到项目完成的一系列教学活动,使学生从被动学习变为主动学习,按照这种方法我们将以往教学体系中的知识内容变化为若干个工程项目,然后围绕着这些工程项目任务的展开同时开展教学,让学生以具体工作目标的展开来进行教学环节的工作。有利于激发学生的学习积极性和创新能力,调动了学生的学习积极性。在这整个过程中,学生能很好的把握课程的知识要求,在体验创新与探索的过程中,又培养了学生们的分析解决问题的能力及团队协作能力等。
单片机原理参考文献:
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10、 张毅刚等, MCS-51单片机应用设计,哈工大出版社,2004年第2版
11、 霍孟友等,单片机原理与应用,机械工业出版社,2004.1
12、 霍孟友等,单片机原理与应用学习概要及题解,机械工业出版社,2005.3
13、 许泳龙等,单片机原理及应用,机械工业出版社,2005.1
14、 马忠梅等,单片机的C语言应用程序设计,北京航空航天大学出版社,2003修订版
15、薛均义 张彦斌 虞鹤松 樊波,凌阳十六位单片机原理及应用,2003年,北京航空航天大学出版社
扩展资料:
单片机原理是指一种在线式实时控制计算机的原理方式。在线式就是现场控制,需要的是有较强的抗干扰能力,较低的成本,这也是和离线式计算机(比如家用PC)的主要区别。
单片机就是一个微型电脑,它是靠程序工作的,并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能。
单片机的参考文献 单片机的参考文献1 参考文献 1、 谢自美,《电子线路设计、实验、测试 》武汉:华中理工大学出版社,20xx 2、 何书森、何华斌《实用数字电路原理与设计速成》福州:福建科学技术出版社,20xx.6 3、 白驹衍, 《单片计算机及应用》北京:电子工业出版社, 1999.2请继续阅读相关推荐: 毕业论文 应届生求职 毕业论文范文查看下载 查看的论文开题报告 查阅参考论文提纲 查阅更多的毕业论文致谢 相关毕业论文格式
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单片机的参考文献内容
参考文献是文章或著作等写作过程中参考过的文献,以下是我为大家整理的单片机的参考文献内容,希望对你有所帮助!
单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。
单片机的参考文献
[1]陈堂敏.刘焕平主编.单片机原理与应用.北京:北京理工大学出版社,2007.
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[4]江修汗等编.计算机控制原理与应用.西安:西安电子科技大学出版社,1999.
发展历史
单片机(Microcontrollers)诞生于1971年,经历了SCM、MCU、SoC三大阶段,早期的SCM单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8051,此后在8051上发展出了MCS51系列MCU系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高,开始出现了16位单片机,但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展,单片机技术得到了巨大提高。随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用,32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位,并且进入主流市场。
而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高,处理能力比起80年代提高了数百倍。高端的32位Soc单片机主频已经超过300MHz,性能直追90年代中期的专用处理器,而普通的型号出厂价格跌落至1美元,最高端的型号也只有10美元。
当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用,大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的Windows和Linux操作系统。
主要阶段
早期阶段
SCM即单片微型计算机(Microcontrollers)阶段,主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。“创新模式”获得成功,奠定了SCM与通用计算机完全不同的发展道路。在开创嵌入式系统独立发展道路上,Intel公司功不可没。
中期发展
MCU即微控制器(Micro Controller Unit)阶段,主要的技术发展方向是:不断扩展满足嵌入式应用时,对象系统要求的各种外围电路与接口电路,突显其对象的智能化控制能力。它所涉及的领域都与对象系统相关,因此,发展MCU的重任不可避免地落在电气、电子技术厂家。从这一角度来看,Intel逐渐淡出MCU的发展也有其客观因素。在发展MCU方面,最著名的厂家当数Philips公司。
Philips公司以其在嵌入式应用方面的巨大优势,将MCS-51从单片微型计算机迅速发展到微控制器。因此,当我们回顾嵌入式系统发展道路时,不要忘记Intel和Philips的历史功绩。
当前趋势
SoC嵌入式系统(System on Chip)式的独立发展之路,向MCU阶段发展的重要因素,就是寻求应用系统在芯片上的最大化解决,因此,专用单片机的发展自然形成了SoC化趋势。随着微电子技术、IC设计、EDA工具的发展,基于SoC的单片机应用系统设计会有较大的发展。因此,对单片机的理解可以从单片微型计算机、单片微控制器延伸到单片应用系统。
早期发展
1971年intel公司研制出世界上第一个4位的微处理器;Intel公司的霍夫研制成功世界上第一块4位微处理器芯片Intel 4004,标志着第一代微处理器问世,微处理器和微机时代从此开始。因发明微处理器,霍夫被英国《经济学家》杂志列为“二战以来最有影响力的`7位科学家”之一。
1971年11月,Intel推出MCS-4微型计算机系统(包括4001 ROM芯片、4002 RAM芯片、4003移位寄存器芯片和4004微处理器)其中4004(下图)包含2300个晶体管,尺寸规格为3mm×4mm,计算性能远远超过当年的ENIAC,最初售价为200美元。
1972年4月,霍夫等人开发出第一个8位微处理器Intel 8008。由于8008采用的是P沟道MOS微处理器,因此仍属第一代微处理器。
1973年intel公司研制出8位的微处理器8080;1973年8月,霍夫等人研制出8位微处理器Intel 8080,以N沟道MOS电路取代了P沟道,第二代微处理器就此诞生。
主频2MHz的8080芯片运算速度比8008快10倍,可存取64KB存储器,使用了基于6微米技术的6000个晶体管,处理速度为0.64MIPS(Million Instructions Per Second )。
1975年4月,MITS发布第一个通用型Altair 8800,售价375美元,带有1KB存储器。这是世界上第一台微型计算机。
1976年intel公司研制出MCS-48系列8位的单片机,这也是单片机的问世。
Zilog公司于1976年开发的Z80微处理器,广泛用于微型计算机和工业自动控制设备。当时,Zilog、Motorola和Intel在微处理器领域三足鼎立。
20世纪80年代初,Intel公司在MCS-48系列单片机的基础上,推出了MCS-51系列8位高档单片机。MCS-51系列单片机无论是片内RAM容量,I/O口功能,系统扩展方面都有了很大的提高。
【拓展内容】
电气自动化单片机论文
【摘要】
过去的以教师为中心的单片机课程教学,由于课程的综合性太强使得学生在学习过程中对很多知识点难以接受,我们通过对本门课程项目式和模块化改革的结合,合理安排教学内容和教学资源,降低初学者入门门槛,引导学生以兴趣为导向,极大的提高了学习者主动获取知识的意愿,明显提高了本课程的教学效果。
【关键词】 模块化教学;项目驱动;教学改革
“单片机技术”课程在本科院校里是电子信息类专业的必修课程,这门课程是以电子技术基础,编程语言,计算机理论等知识为基础的一门专业性和应用性很强的综合性课程。基于以上特点,对于初学者来说对单片机的理论知识的正确把握往往感觉比较吃力,给初学者造成学习困难。但是经过我们多年的教学经验,这类有很强的应用性和实用性的课程,以项目式教学更能推动学生的学习兴趣,同时模块化的教学设计更能降低初学者入门的门槛。两者相结合教学方法的采用对本门课程的教学效果提升明显.
1、单片机项目驱动教学法
以往的单片机教学模式是以教师为中心,老师在课堂上按照教材,或者教学大纲按部就班的讲授理论原理和知识点;以课堂教学为中心,学生学习为被动接受,由于知识点综合性比较强,理论太深奥使得学生往往学习兴趣不高,同时缺乏动手实践机会,教学效果一般不够理想。以项目驱动的教学法是学生为主体,教师为主导,以实践应用为根本目标,围绕具体的项目构建教学内容体系,通过师生共同参与完成一个具体的项目而展开的教学活动。注重的不是最终的结果,而是项目完成的过程,在项目的教学实施过程中,学生按需学习,亲身实践,学生在项目的实践过程中,理解知识和掌握技能,学习成为一个参与的创造实践活动,培养分析和解决问题的能力。引进单片机项目教学方式打破了原有的教学组织安排,以项目的开发步骤作为教学内容,将课程的内容分解为一个个小项目,从项目引入到项目解析再到任务分解然后到知识点讲解最后知识点应用,将原教学方案里单片机的知识点穿插到具体项目开发的过程中。这里面包含了软、硬平台搭建到项目展开再到项目完成的一系列教学活动,使学生从被动学习变为主动学习,按照这种方法我们将以往教学体系中的知识内容变化为若干个工程项目,然后围绕着这些工程项目任务的展开同时开展教学,让学生以具体工作目标的展开来进行教学环节的工作。有利于激发学生的学习积极性和创新能力,调动了学生的学习积极性。在这整个过程中,学生能很好的把握课程的知识要求,在体验创新与探索的过程中,又培养了学生们的分析解决问题的能力及团队协作能力等。
2、模块化的单片机教学方法
任何复杂的系统都是由具有完整基本功能的功能模块电路组成,单片机应用系统也是如此,一般由cpu系统、中断系统、I/O口等。同时任何复杂的电路系统都可以分解为多个具备单一功能的模块电路,按照这个思路,学习单片机系统我们也可以从单片机的功能模块电路入手,我们根据学生的认知规律,和学习单片的一般原理的方法,机将单片机教学模块分成几个部分,这里面每个部分有自己的专用模块[3]。比如程序功能部分、硬件部分;在对硬件电路设计部分进行模块化设计,将单片机的各个功能模块以独立的原理图形式出现,我们把单片机个硬件按功能分为了键盘模块、数码管显示模块、传感器控制模块、模数转换模块、显示模块、通信模块等几大模块,如图1。各个模块通过面包板上预留的连接器与系统主板进行连接,然后用排线组合成所需要的系统。在教学过程中,要不断收集遇到的各种硬件功能模块电路,弄清它们的工作原理、性能及特性、特定的功能及使用方法,把系统化整为零,建立起自己的硬件模块库。指导学生学会搜集、分析别人的设计案例、论文和相关书籍中的功能模块电路,不断地充实自己的功能模块电路库,日积月累,学生就会觉得自己的单片机系统设计能力越来越强。最后在进行模块分解时,各模块功能尽可能专一,联系尽可能简单,使模块独立性强,方便教学实用的模块。
3、总结
新兴本院校定位应用型教学型高校,以培应用型、创新型人才为目标。在此基础上的以项目驱动法教学和模块化教学为主线,以实际应用为培养为目标的“单片机技术”课程教学改革思路,按照这个方式能使学生在项目模块化的环节中一步一个台阶。此教学法脱离了枯燥无味的说教模式,使学生在具体的设计项目的工作环境里轻松自在的状态来投入到学习中,思维能力、动手能力、学习能力以及团队协作能力都有了明显提高,模块化学习过程中所积累的各种电路系统模块也促进构建成学生进行科技创新实践、参加大学生创新创业训练的重要模块库,激发了学生学习的主动性和成就感。法国文化教育学家斯普朗格曾言:教育的最终目的不是传授已有的东西,而是要把人的创造力量诱导出来。本课程的教学改革正是朝着这个方向前进。
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单片机的参考文献内容
参考文献是文章或著作等写作过程中参考过的文献,以下是我为大家整理的单片机的参考文献内容,希望对你有所帮助!
单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。
单片机的参考文献
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发展历史
单片机(Microcontrollers)诞生于1971年,经历了SCM、MCU、SoC三大阶段,早期的SCM单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8051,此后在8051上发展出了MCS51系列MCU系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高,开始出现了16位单片机,但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展,单片机技术得到了巨大提高。随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用,32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位,并且进入主流市场。
而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高,处理能力比起80年代提高了数百倍。高端的32位Soc单片机主频已经超过300MHz,性能直追90年代中期的专用处理器,而普通的型号出厂价格跌落至1美元,最高端的型号也只有10美元。
当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用,大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的Windows和Linux操作系统。
主要阶段
早期阶段
SCM即单片微型计算机(Microcontrollers)阶段,主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。“创新模式”获得成功,奠定了SCM与通用计算机完全不同的发展道路。在开创嵌入式系统独立发展道路上,Intel公司功不可没。
中期发展
MCU即微控制器(Micro Controller Unit)阶段,主要的技术发展方向是:不断扩展满足嵌入式应用时,对象系统要求的各种外围电路与接口电路,突显其对象的智能化控制能力。它所涉及的领域都与对象系统相关,因此,发展MCU的重任不可避免地落在电气、电子技术厂家。从这一角度来看,Intel逐渐淡出MCU的发展也有其客观因素。在发展MCU方面,最著名的厂家当数Philips公司。
Philips公司以其在嵌入式应用方面的巨大优势,将MCS-51从单片微型计算机迅速发展到微控制器。因此,当我们回顾嵌入式系统发展道路时,不要忘记Intel和Philips的历史功绩。
当前趋势
SoC嵌入式系统(System on Chip)式的独立发展之路,向MCU阶段发展的重要因素,就是寻求应用系统在芯片上的最大化解决,因此,专用单片机的发展自然形成了SoC化趋势。随着微电子技术、IC设计、EDA工具的发展,基于SoC的单片机应用系统设计会有较大的发展。因此,对单片机的理解可以从单片微型计算机、单片微控制器延伸到单片应用系统。
早期发展
1971年intel公司研制出世界上第一个4位的微处理器;Intel公司的霍夫研制成功世界上第一块4位微处理器芯片Intel 4004,标志着第一代微处理器问世,微处理器和微机时代从此开始。因发明微处理器,霍夫被英国《经济学家》杂志列为“二战以来最有影响力的`7位科学家”之一。
1971年11月,Intel推出MCS-4微型计算机系统(包括4001 ROM芯片、4002 RAM芯片、4003移位寄存器芯片和4004微处理器)其中4004(下图)包含2300个晶体管,尺寸规格为3mm×4mm,计算性能远远超过当年的ENIAC,最初售价为200美元。
1972年4月,霍夫等人开发出第一个8位微处理器Intel 8008。由于8008采用的是P沟道MOS微处理器,因此仍属第一代微处理器。
1973年intel公司研制出8位的微处理器8080;1973年8月,霍夫等人研制出8位微处理器Intel 8080,以N沟道MOS电路取代了P沟道,第二代微处理器就此诞生。
主频2MHz的8080芯片运算速度比8008快10倍,可存取64KB存储器,使用了基于6微米技术的6000个晶体管,处理速度为0.64MIPS(Million Instructions Per Second )。
1975年4月,MITS发布第一个通用型Altair 8800,售价375美元,带有1KB存储器。这是世界上第一台微型计算机。
1976年intel公司研制出MCS-48系列8位的单片机,这也是单片机的问世。
Zilog公司于1976年开发的Z80微处理器,广泛用于微型计算机和工业自动控制设备。当时,Zilog、Motorola和Intel在微处理器领域三足鼎立。
20世纪80年代初,Intel公司在MCS-48系列单片机的基础上,推出了MCS-51系列8位高档单片机。MCS-51系列单片机无论是片内RAM容量,I/O口功能,系统扩展方面都有了很大的提高。
【拓展内容】
电气自动化单片机论文
【摘要】
过去的以教师为中心的单片机课程教学,由于课程的综合性太强使得学生在学习过程中对很多知识点难以接受,我们通过对本门课程项目式和模块化改革的结合,合理安排教学内容和教学资源,降低初学者入门门槛,引导学生以兴趣为导向,极大的提高了学习者主动获取知识的意愿,明显提高了本课程的教学效果。
【关键词】 模块化教学;项目驱动;教学改革
“单片机技术”课程在本科院校里是电子信息类专业的必修课程,这门课程是以电子技术基础,编程语言,计算机理论等知识为基础的一门专业性和应用性很强的综合性课程。基于以上特点,对于初学者来说对单片机的理论知识的正确把握往往感觉比较吃力,给初学者造成学习困难。但是经过我们多年的教学经验,这类有很强的应用性和实用性的课程,以项目式教学更能推动学生的学习兴趣,同时模块化的教学设计更能降低初学者入门的门槛。两者相结合教学方法的采用对本门课程的教学效果提升明显.
1、单片机项目驱动教学法
以往的单片机教学模式是以教师为中心,老师在课堂上按照教材,或者教学大纲按部就班的讲授理论原理和知识点;以课堂教学为中心,学生学习为被动接受,由于知识点综合性比较强,理论太深奥使得学生往往学习兴趣不高,同时缺乏动手实践机会,教学效果一般不够理想。以项目驱动的教学法是学生为主体,教师为主导,以实践应用为根本目标,围绕具体的项目构建教学内容体系,通过师生共同参与完成一个具体的项目而展开的教学活动。注重的不是最终的结果,而是项目完成的过程,在项目的教学实施过程中,学生按需学习,亲身实践,学生在项目的实践过程中,理解知识和掌握技能,学习成为一个参与的创造实践活动,培养分析和解决问题的能力。引进单片机项目教学方式打破了原有的教学组织安排,以项目的开发步骤作为教学内容,将课程的内容分解为一个个小项目,从项目引入到项目解析再到任务分解然后到知识点讲解最后知识点应用,将原教学方案里单片机的知识点穿插到具体项目开发的过程中。这里面包含了软、硬平台搭建到项目展开再到项目完成的一系列教学活动,使学生从被动学习变为主动学习,按照这种方法我们将以往教学体系中的知识内容变化为若干个工程项目,然后围绕着这些工程项目任务的展开同时开展教学,让学生以具体工作目标的展开来进行教学环节的工作。有利于激发学生的学习积极性和创新能力,调动了学生的学习积极性。在这整个过程中,学生能很好的把握课程的知识要求,在体验创新与探索的过程中,又培养了学生们的分析解决问题的能力及团队协作能力等。
2、模块化的单片机教学方法
任何复杂的系统都是由具有完整基本功能的功能模块电路组成,单片机应用系统也是如此,一般由cpu系统、中断系统、I/O口等。同时任何复杂的电路系统都可以分解为多个具备单一功能的模块电路,按照这个思路,学习单片机系统我们也可以从单片机的功能模块电路入手,我们根据学生的认知规律,和学习单片的一般原理的方法,机将单片机教学模块分成几个部分,这里面每个部分有自己的专用模块[3]。比如程序功能部分、硬件部分;在对硬件电路设计部分进行模块化设计,将单片机的各个功能模块以独立的原理图形式出现,我们把单片机个硬件按功能分为了键盘模块、数码管显示模块、传感器控制模块、模数转换模块、显示模块、通信模块等几大模块,如图1。各个模块通过面包板上预留的连接器与系统主板进行连接,然后用排线组合成所需要的系统。在教学过程中,要不断收集遇到的各种硬件功能模块电路,弄清它们的工作原理、性能及特性、特定的功能及使用方法,把系统化整为零,建立起自己的硬件模块库。指导学生学会搜集、分析别人的设计案例、论文和相关书籍中的功能模块电路,不断地充实自己的功能模块电路库,日积月累,学生就会觉得自己的单片机系统设计能力越来越强。最后在进行模块分解时,各模块功能尽可能专一,联系尽可能简单,使模块独立性强,方便教学实用的模块。
3、总结
新兴本院校定位应用型教学型高校,以培应用型、创新型人才为目标。在此基础上的以项目驱动法教学和模块化教学为主线,以实际应用为培养为目标的“单片机技术”课程教学改革思路,按照这个方式能使学生在项目模块化的环节中一步一个台阶。此教学法脱离了枯燥无味的说教模式,使学生在具体的设计项目的工作环境里轻松自在的状态来投入到学习中,思维能力、动手能力、学习能力以及团队协作能力都有了明显提高,模块化学习过程中所积累的各种电路系统模块也促进构建成学生进行科技创新实践、参加大学生创新创业训练的重要模块库,激发了学生学习的主动性和成就感。法国文化教育学家斯普朗格曾言:教育的最终目的不是传授已有的东西,而是要把人的创造力量诱导出来。本课程的教学改革正是朝着这个方向前进。