单片机原理及应用论文3000字

单片机原理及应用论文3000字

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。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。 单片机内部也用和电脑功能类似的模块，比如CPU，内存，并行总线，还有和硬盘作用相同的存储器件，不同的是它的这些部件性能都相对我们的家用电脑弱很多，不过价钱也是低的，一般不超过10元即可......用它来做一些控制电器一类不是很复杂的工作足矣了。我们现在用的全自动滚筒洗衣机、排烟罩、VCD等等的家电里面都可以看到它的身影！......它主要是作为控制部分的核心部件。 它是一种在线式实时控制计算机，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的（比如家用PC）的主要区别。 单片机是靠程序的，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能，这是别的器件需要费很大力气才能做到的，有些则是花大力气也很难做到的。一个不是很复杂的功能要是用美国50年代开发的74系列，或者60年代的CD4000系列这些纯硬件来搞定的话，电路一定是一块大PCB板！但是如果要是用美国70年代成功投放市场的系列单片机，结果就会有天壤之别！只因为单片机的通过你编写的程序可以实现高智能，高效率，以及高可靠性！ 由于单片机对成本是敏感的，所以目前占统治地位的软件还是最低级汇编语言，它是除了二进制机器码以上最低级的语言了，既然这么低级为什么还要用呢？很多高级的语言已经达到了可视化编程的水平为什么不用呢？原因很简单，就是单片机没有家用计算机那样的CPU，也没有像硬盘那样的海量存储设备。一个可视化高级语言编写的小程序里面即使只有一个按钮，也会达到几十K的尺寸！对于家用PC的硬盘来讲没什么，可是对于单片机来讲是不能接受的。 单片机在硬件资源方面的利用率必须很高才行，所以汇编虽然原始却还是在大量使用。一样的道理，如果把巨型计算机上的操作系统和应用软件拿到家用PC上来运行，家用PC的也是承受不了的。 可以说，二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。不过，这种电脑，通常是指个人计算机，简称PC机。它由主机、键盘、显示器等组成。还有一类计算机，大多数人却不怎么熟悉。这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机（亦称微控制器）。顾名思义，这种计算机的最小系统只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控制。因为它体积小，通常都藏在被控机械的“肚子”里。它在整个装置中，起着有如人类头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。现在，这种单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词——“智能型”，如智能型洗衣机等。现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的某些产品，不是电路太复杂，就是功能太简单且极易被仿制。究其原因，可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上。

单片机论文

单片机论文

在平时的学习、工作中，大家都经常接触到论文吧，论文是指进行各个学术领域的研究和描述学术研究成果的文章。怎么写论文才能避免踩雷呢？以下是我为大家收集的单片机论文，仅供参考，欢迎大家阅读。

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).

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.

摘要： 随着电子科技的飞速发展，尤其是超大规模集成电路的出现，给我国的经济带来了实质性的改变。其中，对于单片机的使用已经在很多领域都有出现，比如说在工业自动化控制房间、在智能仪器仪表方面以及各种家用电器方面，单片机都起到了很大的作用。由于其极高的性能价格比，使其在电子时钟方面的应用也是很常见的。本文通过对普通单片机电子时钟的设计分析，从而达到对单片机进行更深入的学习与设计。

关键词： 单片机；电子时钟；设计分析

时钟就是一个最典型的例子，由于人们的生活速度越来越快，人们的时间观念也在不断增强，生活中处处离不开时钟，时钟对人们可以说是不可或缺的东西。现如今，时钟的样式很功能也越来越多，人们对时钟的精准度要求也越来越高。本文就是针对时钟的精准度来设计一个普通单片机电子时钟。

一、单片机的简单介绍

（一）单片机的定义与分类

单片机是一种集成电路芯片，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、随即存储器、只读存储器等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。主要分类包括：STC系列单片机、AVR单片机、AT系列单片机等等 。

（二）单片机的应用与发展

目前，随着电子自动化的广泛应用，单片机以其自身的诸多优势已经应用到了各个领域之中，这些领域主要包括智能仪器仪表、计算机网络、机器人控制、工业控制、家电管理等等。由于单片机的优势很有多，在未来的生活中一定会被更多的领域所应用，有很好的发展趋势。

二、单片机电子时钟的设计方案

单片机电子时钟的构成主要由：一个8位CPU；一个片内振荡器及时钟电路；4K字节ROM程序存储器；256字节RAM数据存储器；两个16位定时器/计数器；可寻址64K外部数据存储器和64K外部程序存储器空间的控制电路；32条可编程的I/O线（四个8位并行I/O端口）和一个可编程全双工串行口组成。

单片机电子时钟的设计主要是对时钟的内部工作和外部显示进行设计，主要的设计方案则分为数字时钟方案和数码管显示方案。通过数字时钟和数码管显示的完美结合使电子时钟的质量得到完善和保证。

（一）数字时钟方案

这部分是单片机电子时钟最主要的设计，也是时钟内部工作部分。在单片机的内部存储器中设置三个分别代表时、分、秒信息的字节。在对内部的存储器进行设置的时候，要根据时钟的运作规律设定，时钟的工作是由内部的定时器和软件结合来实现的。对此设定1秒中断，以此来推动秒针的运动，而当秒针中断的次数达到60次的时候，则将其清零，同时分针的字节开始运行，以此类推，当分钟的中断次数达到60次的时候，时钟的字节开始运行。当时钟的字节达到24的时候，便将时钟的字节清零，以上的操作反复进行，这就是单片机电子时钟关于数字时钟的设计方案。这部分的设计起来比较繁琐，每个步骤都要做到很好的处理，设置时、分、秒的顺序也不能打乱。

（二）数码管显示方案

数码管显示方案主要是对时钟的外部显示进行设计，主要分为静态显示和动态显示两个部分，在电子时钟外部显示中占主导地位的就是动态显示。所谓动态显示就是根据内部设计中的秒针的运行情况，在出现的显示器数字的轮流点亮，每隔一段时间都要点亮一次，这部分要求显示器的扫描必须要有足够快的速度，只有这样，显示出来的字符才不会出现闪烁的效果。同时，秒钟和显示器的运作应该是保持一致的，否则在电子时钟运行的时候，就很容易出现时间上的误差，这种动态显示节省了I/O口，也会降低耗能。

（三）电子时钟的硬件选择

1、单片机的选择，在单片机电子时钟的设计中，通常都会选用AT89c52单片机，配备12MHz晶振，采用上电复位来对电路进行系统复位。

2、显示电路选择，在显示电路的选择上，采用软件译码动态显示。

3、电源选择，采用直流电源供电，电源基本选择在4.5V左右。

4、选择器的选择，通常采用741s04.

三、系统软件设计

对系统软件的设计主要包括软件的设计思想、总体设计以及按键扫描子程序。

（一）软件设计思想

根据人们对电子时钟功能的需求，需要设计出来的电子时钟程序必须具备动态扫描、时钟信号产生以及按键扫描处理等功能。利用单片机来实现电子时钟的这些功能，主要利用的方法就是分时复用，要协调好各个器件的占用时间，这样才能实现单片机电子时钟以上的功能，使电子时钟对人们的需求造成满足。

（二）总体设计

1、系统说明及设计框图

利用普通单片机制作的简易时钟，其主要的工作原理就是运用6个PNP管来分别控制6个LED数码管来完成时钟的运行工作。这里出现的6个数码管主要负责显示小时、分钟以及秒针的十位位置和个位位置，还会设定一个按键用于对时间的调整。

2、模块设计

普通单片机电子时钟的设计主要包括电源部分、复位电路、显示部分、控制部分、位选部分等几个模块。对于电源部分的技术，要从外部引入直流电，电流应该选择4.5V，这样就可谓电子时钟提供电源，使其能够正常运行。

位选电路、复位电路二极管、电解电容部位，在其运行的时候，相应的引脚也会出现不同。在开关按下时引脚RST为高电平1，断开时引脚为低电平0。

（三）按键扫描子程序

普通单片机电子时钟的运行，最好选用按键来切换各种不同的状态，这样不仅简单，容易操作，而且在电子时钟出现状况而需要查询按键信息的时候，电子时钟所具有的按键扫描功能就可以提供以往的按键情况，这种按键程序中还嵌套了按键扫描程序用来处理在不同情况下的电子时钟状态切换。

四、对整体系统进行调试

在单片机电子时钟设计完成之后，要对电子时钟所应用的系统进行简单的测试，仔细分析在测试的过程中所出现的问题，进行问题的统计与分析，从而找到合理、科学的解决方法。使单片机电子时钟更加完善。

（一）系统调试方法

对于单片机电子时钟各个系统的调试，首先要对每个单独的程序进行调试，将出现的问题归纳整理，找到合理的解决方法后，针对出现问题的程序进行系统的调试。确保每个程序都没有问题之后，再进行整体的调试工作。只有这样，才调试的过程中才会使调试工作有理有序的进行。

（二）系统时钟误差分析

时间准确，长时间不容易出现误差是一个时钟被认可的标准之一。对于系统误差，设计者应该及时进行误差的分析和调试工作。

在单片机电子时钟系统中，能够出现误差的地方有很多，比如说晶体频率的误差，定时器溢出误差以及延迟误差等等，设计者要结合不同的误差进行不同的分析，找出其内在的原因，从而拟定出解决的方案，使电子时钟的精准度提高。

（三）软件调试问题及解决

在软件调试的过程中，应该将调试的重点分别放在各个模块上，对这些模块的调试可以采取在线调试和离线调试两种方法，在调试过程中出现的问题要及时分析及时解决。

结语：

随着我国电子技术的迅速发展，单片机的应用也会越来越广泛，对于电子时钟系统的设计一定也会日趋完善，功能也会越来越全面，性能会更加稳定，可以预见，在未来的几年里，单片机的应用也会越来越广泛。更好的造福人们。

参考文献：

[1]何立民.MCS251单片机应用系统设计技术[M].北京:北京航天航空大学.1999

[2]程光璇.普通单片机电子时钟的设计[J].电子世界.2011(8)

[3]华贵山.基于单片机微机测控系统中的数字滤波技术研究[J].安徽电子信息职业技术学院学报.2006(5)

单片机科技论文

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.

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