發(fā)布時間：2023-03-24 15:14:25
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的單片機應用論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
原來使用的“單片機技術與應用”課程的教學大綱對知識點分解層層深入，便于學生由淺入深地學習相關知識。但是由于原有的教學大綱只對知識點作出了要求，沒有對教學方法和教學過程作出要求；只強調(diào)了理論知識的學習，沒有對學生職業(yè)行為能力培養(yǎng)作出要求，所以學生感覺學習過程枯燥乏味，內(nèi)容深度大，學習難度大。
新制定的課程標準繼承了原有教學大綱中知識點由淺入深的分解特點，對各個知識點進行重新整合，以項目為驅(qū)動帶動全部知識的學習。把原來先學后練的教學方法改為了邊做邊學的學習方法，從而激發(fā)學生的學習興趣，讓學生參與到教學中。同時，在新課標中還強調(diào)了對學生職業(yè)行為能力培養(yǎng)的要求，將知識點的學習與實際工作流程相結(jié)合，學生掌握了該知識在實際工作中的應用方法。
原教學大綱和新課標中知識點分解圖如圖1：
2“單片機技術與應用”課程標準制定
2.1課程設計的基本理念
高等職業(yè)教育的根本任務是培養(yǎng)高級技術應用型人才。課程教學是實現(xiàn)高等職業(yè)教育人才培養(yǎng)目標的基本途徑，課程教學的質(zhì)量是直接影響人才培養(yǎng)質(zhì)量的核心要素。新的課程體系要與經(jīng)濟建設、科技進步和社會發(fā)展要求相適應，與人的全面發(fā)展需求相適應，與高等教育大眾化條件下多樣化的學習需求相適應，與高等職業(yè)教育課程改革與建設相適應。本體系的構建，應根據(jù)先進的職業(yè)教育思想，改變學科本位的觀念，加強實踐教學，著眼課程群，培養(yǎng)學生綜合運用相關現(xiàn)代化先進工具和知識，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。
(1)面向全體學生，注重素質(zhì)教育、能力與技能培養(yǎng)
本課程面向計算機應用技術專業(yè)的全體學生，注重專業(yè)基礎素質(zhì)教育，激發(fā)學生的學習興趣，提高他們的抽象思維能力，增強他們理論聯(lián)系實際的能力，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神。重視知識與技能；過程與方法；情感態(tài)度與價值觀課程目標的培養(yǎng)。
(2)突出學生主體，尊重個體差異
本實訓在目標設定、教學過程、課程評價和教學資源的開發(fā)等方面都突出以學生為主體的思想，課程實施應成為學生在教師的指導下構建知識、活躍思維、展現(xiàn)個性和拓展視野的過程。
(3)注重過程評價，促進學生發(fā)展
建立能激勵學生動手能力發(fā)展的評價方法。在課程學習過程中應注重培養(yǎng)和激發(fā)學生動手實踐的積極性和自信心。
(4)開發(fā)課程資源，拓展學用渠道
本課程要力求合理利用和積極開發(fā)課程資源，給學生提供貼近現(xiàn)場實際，能反映新技術、新工藝、新設備的課程資源。
2.2課程總體目標
課程總目標是使學生具有單片機系統(tǒng)編程和設計的知識與技能、具備較高的職業(yè)素質(zhì)，具有調(diào)試單片機系統(tǒng)程序和設計最小單片機系統(tǒng)的能力，能解決程序調(diào)試和系統(tǒng)設計中遇到的問題，能勝任單片機產(chǎn)品調(diào)試員、單片機產(chǎn)品技術支持、單片機軟件開發(fā)師、單片機硬件開發(fā)師和單片機設計師等崗位工作。
(1)知識要求
會對所學知識進行整合，能夠根據(jù)設計要求獨立編寫程序，并能在實踐工作中熟練進行單片機程序和系統(tǒng)電路的調(diào)試；掌握各種接口電路的分析方法和理論知識。
(2)技能
能熟練進行單片機程序和系統(tǒng)電路的調(diào)試，并能獨立設計單片機系統(tǒng)電路并能編寫相應程序，同時還可以對以單片機為核心的設備進行維護。
(3)素質(zhì)
通過項目實踐，培養(yǎng)愛崗敬業(yè)、熱情主動的工作態(tài)度；養(yǎng)成遵守操作規(guī)程，分析工作整潔、有序、愛護儀器設備的良好實驗習慣；能認真負責、實事求是、堅持原則、一絲不茍地依據(jù)標準進行編程和設計，并在工作實踐中能遵守勞動紀律，注意安全，具備良好的敬業(yè)精神和協(xié)作精神，堅持努力學習，不斷提高自身可持續(xù)發(fā)展的基礎理論水平和操作技能，形成良好的職業(yè)素養(yǎng)和勤奮工作的基本素質(zhì)。
2.3內(nèi)容目標
本課程標準通過對知識點的重新分解，將內(nèi)容分成了六個主題。其中主題一是對單片機系統(tǒng)原理知識的學習，主題六是對知識的總結(jié)訓練，而其他的四個主題分為學習情境和訓練情景兩部分。在主題二到主題四中每個學習情境都分為了若干個小項目，幾個小項目又可以合為一個項目。內(nèi)容目標詳見附錄，其中學習情境設計方案如圖2所示：
2.4教學評價建議
(1)改革傳統(tǒng)的學生評價手段和方法，采用階段評價、目標評價、項目評價、理論與實踐一體化的評價模式。
(2)關注評價的多元性，結(jié)合課堂講解表現(xiàn)、課堂項目操作、項目訓練、綜合訓練及考試情況，綜合評價學生成績。筆答考試可采用開卷考試形式。
(3)評價比例分配
課堂表現(xiàn)：8%；課堂項目操作：12%；項目訓練20%；綜合訓練：20%；考試：40%。
以上為“單片機技術與應用”課程標準的主要設計內(nèi)容。由于課程標準的提出時間不長，沒有嚴格的設計要求，因此在新課標的設計過程中遇到一些問題。如內(nèi)容目標中的格式如何進行設計，是否將教師的教學方法融入其中，學生目前所具有的學習能力是否能夠與新課標中的要求相結(jié)合等等，這些都需要進一步的研究。
附錄：內(nèi)容目標
主題一理論學習
要對一個單片機系統(tǒng)進行分析設計和編寫程序，就必須非常熟悉單片機芯片的組成原理，特別是要熟悉其各個外部引腳、內(nèi)部寄存器和數(shù)據(jù)區(qū)的使用方法。
1學習目標
(1)了解MCS-51單片機的內(nèi)部結(jié)構、主要功能部件和CPU微處理器的組成、任務分配。
注意：單片機上電后程序指針被賦予的初值。
(2)了解MCS-51單片機的程序存儲器結(jié)構，掌握內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器的空間分配和SFR。
注意：程序存儲器的編址規(guī)律；只訪問外程序存儲器時，外部引腳的連接要求；上電后堆棧指針被賦予的初值。
(3)掌握89C51芯片的外部引腳功能常見的幾種復位電路和計算機器周期的方法。
注意：準雙向并口和真正雙向并口的區(qū)別和相應并口讀數(shù)時的編程要求；89C51的復位時間是多少。
(4)開發(fā)工具的使用
介紹Keil(或MedWin)、ISP兩個軟件的使用方法，并各種指令的學習編寫簡單的子程序，將源程序文件編譯并上載至實驗儀中顯示結(jié)果。
知識點：
掌握常用編程軟件的使用。在程序運行期間觀察相應存儲區(qū)和寄存器中數(shù)據(jù)的變化。
掌握MCS-51單片機的尋址方式。
2教學建議
(1)教學時數(shù)10學時。
(2)實物教學，增強感性認識。
主題二學習情境1
1學習情境：信號燈控制
2學習目標
(1)熟練掌握MCS-51單片機的尋址方式和指令系統(tǒng)。
技能點：要會畫出模塊的流程圖，建立學生的編程思維；分清各個尋址方式的功能。(DATAPDATAXDATACODE的訪問方式，地址空間，針對89C52芯片多128BytesDATA區(qū)的應用，實際應用中256bytesData區(qū)的單片機更多)
(2)能編寫完整的程序。
技能點：會進行地址分配，整個程序的起始地址要正確；掌握各種程序結(jié)構，能夠畫出系統(tǒng)的流程圖。
(3)會應用常見的調(diào)試軟件進行程序調(diào)試。
(4)理解機器周期和指令周期。
3學習情境內(nèi)容
功能一：信號燈的控制1
利用P1口控制8個發(fā)光二極管，通過編寫并上載不同的程序，觀察發(fā)光二極管的狀態(tài)。
點亮8個發(fā)光二極管后單片機空運行。
給片內(nèi)RAM中40H-4FH單元賦值后，將其數(shù)據(jù)傳送給片外50H-5FH單元，最后將56H中的數(shù)據(jù)由P1口輸出給發(fā)光二極管顯示。
在數(shù)據(jù)區(qū)建立一個數(shù)據(jù)表，編寫程序?qū)⒈碇械牡?個數(shù)由P1口輸出給發(fā)光二極管顯示。
知識點：
掌握數(shù)據(jù)傳送指令。
掌握MCS-51單片機并口傳送和讀取數(shù)據(jù)時得技術要求。
MOVX與MOVC的區(qū)別
功能二：信號燈的控制2
利用并口控制發(fā)光二極管，通過編寫并上載不同的程序，觀察發(fā)光二極管的狀態(tài)。
將累加器中的數(shù)據(jù)(十六進制)轉(zhuǎn)換為BCD碼，個位存入30H，十位存入31H，百位存入32H，最后由P0口輸出個位數(shù)據(jù)，P1口輸出十位數(shù)據(jù)，P2口輸出百位數(shù)據(jù)。
將DPH和DPL中放入兩個小于10的數(shù)據(jù)a和b，編寫程序?qū)崿F(xiàn)c=a2+b2-a，并把c通過P0口輸出。
將累加器A中數(shù)據(jù)得高4位和寄存器B中數(shù)據(jù)的低4位相乘后取反，并將其結(jié)果通過P0口輸出。
采用移位指令，實現(xiàn)累加器A中數(shù)據(jù)乘4，寄存器B中數(shù)據(jù)除以2。
知識點：
掌握算術操作指令和邏輯運算指令。
會畫簡單的流程圖。
會使用軟件正確調(diào)試程序。
功能三：信號燈的控制3
設計一個延時程序，使與P2.0相連的發(fā)光二極管每隔1秒亮一次。
采用循環(huán)控制，使8個發(fā)光二極管呈跑馬燈方式閃爍，其中發(fā)光二極管點亮時長為1秒，熄滅時長為2秒。
知識點：
掌握程序轉(zhuǎn)移類指令和位操作指令。
會畫簡單的流程圖。
會使用軟件正確調(diào)試程序。
理解指令延時的用法，NOP指令的使用。
4教學建議
(1)教學時數(shù)12學時。
(2)學習過程中，教師通過講解和演示，指導學生完成項目學習。
(3)采用多做多練加強學生對所學知識的掌握程度。
(4)安排項目訓練，鞏固所學內(nèi)容。
5實踐活動建議
(1)訓練情境1：交通燈控制
(2)教學建議：6學時
(3)采用每組兩人的分組方式，鍛煉學生獨立設計和調(diào)試程序的能力
(4)集中安排實驗
主題三學習情境2
1學習情境
跑馬燈設計與實現(xiàn)
2學習目標
(1)掌握TMOD和TCON專用寄存器各位的定義與設置。會計算和設置定時/計數(shù)器的初值。
(2)掌握IE和IP專用寄存器各位的定義與設置。理解中斷的工作過程，熟記中斷入口地址。
技能點：能夠正確使用中斷方式對定時/計數(shù)器進行編程；能夠使用中斷方式對外部事件中斷進行處理；會畫流程圖，并編寫完整的具有中斷程序；理解電平觸發(fā)中斷、邊沿觸發(fā)中斷的區(qū)別及應用；中斷的優(yōu)先級和中斷嵌套的應用，中斷現(xiàn)場的保護和恢復。
3學習情境內(nèi)容
設計一個個性跑馬燈，能夠完成以下功能：
功能一：利用P2口，用單片機內(nèi)部的定時器采用查詢方式，使8個發(fā)光二極管呈跑馬燈方式閃爍(亮1秒、滅2秒)。
功能二：用計數(shù)器中斷對按鍵按下的次數(shù)計數(shù)，作為跑馬燈閃爍次數(shù)。
功能三：用外部中斷對正常顯示和閃爍次數(shù)設定功能進行轉(zhuǎn)換。
知識點：
掌握定時/計數(shù)器的初始化方法；定時器初值與計數(shù)器初值的計算與設定。
掌握中斷源與中斷服務程序的入口地址；中斷相關寄存器的使用方法；中斷工作過程。
4教學建議
(1)教學時數(shù)8學時。
(2)學習過程中，教師通過講解和演示，指導學生完成項目學習。
(3)采用項目教學，多做多練加強學生對所學知識的掌握程度。
(4)安排項目訓練，鞏固所學內(nèi)容。
5實踐活動建議
(1)訓練情境2：秒表設計與實現(xiàn)
(2)教學建議：6學時
(3)采用每組兩人的分組方式，鍛煉學生獨立設計和調(diào)試程序的能力
(4)集中安排實驗
主題四學習情境3
1學習情境
單片機點對點串口通信
2學習目標
(1)了解SCON專用寄存器各位的定義與設置，掌握串口初始化的內(nèi)容與步驟。
(2)會用查詢和中斷方式編寫數(shù)據(jù)通信程序。
技能點：能夠正確地編寫數(shù)據(jù)通信程序。
3學習情境內(nèi)容
設計一個單片機之間的點對點的通信系統(tǒng)。要求甲機發(fā)送，乙機接收。甲機中按加號鍵，乙機中顯示數(shù)據(jù)加1；甲機中按減號鍵，乙機中顯示數(shù)據(jù)減1
知識點：
掌握與串行口初始化方法。
掌握串行口通信波特率的計算方法。
掌握串行口通信編程的兩種方法。
4教學建議
(1)教學時數(shù)6學時。
(2)學習過程中，教師通過講解和演示，指導學生完成項目學習。
(3)采用項目教學，多做多練加強學生對所學知識的掌握程度。
(4)安排項目訓練，鞏固所學內(nèi)容。
5實踐活動建議
(1)訓練情境3：單片機雙機通信
(2)教學建議：6學時
(3)采用每組兩人的分組方式，鍛煉學生獨立設計和調(diào)試程序的能力
(4)集中安排實驗
主題五學習情境4
1學習情境
溫度控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)
2學習目標
(1)使用P0、P2口的第二功能，擴展片外數(shù)據(jù)存儲器RAM和片外程序存儲器。
技能點：能夠正確對89C51進行片外RAM和ROM擴展；理解并記住MOVX指令的時序圖。
(2)對89C51的并口進行擴展
技能點：能夠正確對89C51的并口進行擴展。
(3)人機接口擴展
技能點：能夠正確地在89C51外連接鍵盤和顯示設備。
(4)8位A/D轉(zhuǎn)換芯片與單片機的接口
技能點：能夠正確選擇A/D轉(zhuǎn)換芯片，并實現(xiàn)其與單片機的正確連接。
(5)8位D/A轉(zhuǎn)換芯片與單片機的接口
(6)掌握C51程序設計方法
技能點：能夠正確運用單片機C51語言對單片機系統(tǒng)進行編程。
3學習情境內(nèi)容
設計一個溫度控制系統(tǒng)，要求用C51編寫系統(tǒng)程序，并且該系統(tǒng)滿足以下要求：
功能一：使用89C51擴展一個片外RAM。
知識點：
掌握P0、P2口的第二功能使用方法。
會擴展片外數(shù)據(jù)存儲器和片外程序存儲器。
功能二：用兩位七段數(shù)碼管顯示其溫度值。
知識點：
掌握LED的動態(tài)顯示方法。
功能三：用4*4的矩陣鍵盤，設置其溫度初值。
知識點：
掌握鍵盤設計方法。
掌握LED動態(tài)顯示方法。
功能四：具有對環(huán)境溫度進行實時測量，當外界溫度于設定溫度時，啟動風扇降溫；當外界溫度低于設定最低溫度時，發(fā)出報警聲。
知識點：
掌握A/D轉(zhuǎn)換的方法。
掌握D/A轉(zhuǎn)換的方法。
掌握正確選擇A/D和D/A芯片的方法。
4教學建議
(1)教學時數(shù)20學時。
(2)提高課堂質(zhì)量，上課時要多啟發(fā)學生，提高他們提出問題、分析問題、解決問題的能力，讓學生學會理解記憶的技巧。
(3)采用項目教學，多做多練加強學生對所學知識的掌握程度。
(4)安排項目訓練，鞏固所學內(nèi)容。
5實踐活動建議
(1)訓練情境：人機接口設計與實現(xiàn)
(2)教學建議：6學時
(3)采用每組兩人的分組方式，鍛煉學生獨立設計和調(diào)試程序的能力
(4)集中安排實驗
主題六綜合訓練
使用套件設計一個最小單片機系統(tǒng)，完成其設計、繪圖、焊接、編程、調(diào)試工作并撰寫實訓報告。
1教學建議
(1)教學時數(shù)20學時。
(2)教師命題，學生獨立完成。
關鍵詞：單片機，遙控系統(tǒng)抗干擾分析，實現(xiàn)
前言
單片機控制系統(tǒng)在實驗室反復實驗都可以得到很好的預期效果,然而把系統(tǒng)放到實際現(xiàn)場運行時卻不能工作。論文大全，遙控系統(tǒng)抗干擾分析。原因是工作現(xiàn)場比實驗室環(huán)境惡劣,系統(tǒng)受到了各種各樣的干擾,加之構成系統(tǒng)的元器件本身方面存在的可靠性，以及系統(tǒng)本身各部分之間的相互耦合因素等原因，系統(tǒng)必須增加一些有效的抗干擾措施才能正常運行。論文大全，遙控系統(tǒng)抗干擾分析。據(jù)工作經(jīng)驗之談，有時存在后期的抗干擾工作往往會比前期的設計工作還要艱巨,花費的時間也需要得更多,所以說抗干擾技術是非常重要,關于在抗干擾措施是否能夠運用得恰當方面，其直接關系到系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
一、單片機遙控系統(tǒng)系統(tǒng)工作原理
單片機以其體積小、價格廉、面向控制等方面的獨特優(yōu)點，使得單片機在各種工業(yè)控制、儀器儀表、產(chǎn)品的自動化、智能化方面獲得了廣泛的應用。單片機的遙控系統(tǒng)以單片機系統(tǒng)為基本控制單元,能夠構成無線傳輸系統(tǒng)、速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)等等,而且其優(yōu)點是，能夠在三公里外控制運動目標的啟動、速度快慢、停止、往返。而且最特別的是在運動目標的運行過程中，可根據(jù)需要隨機調(diào)節(jié)速度快慢,調(diào)速一般是在7~25km/h范圍。單片機實現(xiàn)控制了所有這些狀態(tài),開始通過鍵盤輸入控制參數(shù),然后經(jīng)過單片機運算和處理行為,并且通過無線數(shù)傳模塊完成對參數(shù)的無線傳輸、運行狀態(tài)以及調(diào)速設備的控制方式,達到遙控運行的目的要求。
二、單片機遙控系統(tǒng)系統(tǒng)受干擾原因及危害
在電磁干擾較弱時，其可靠性和穩(wěn)定性往往是容易達到應用要求，這方面尤其是在室內(nèi)體現(xiàn)出來，然而對在室外，會遇到各種各樣的環(huán)境條件，尤其是那種在工作環(huán)境較惡劣的情況下，就會導致儀器儀表工作不正?；蚴ъ`。而單片機的遙控系統(tǒng)一般都安裝在工業(yè)現(xiàn)場，而在工業(yè)現(xiàn)成環(huán)境中的干擾大多是以窄脈沖的形式出現(xiàn)，而這樣的形式其最終造成微機系統(tǒng)故障的多數(shù)現(xiàn)象都是“死機”現(xiàn)象。究其原因是計算機中的CPU在執(zhí)行某條指令時，受周圍環(huán)境干擾的沖擊，影響到它的操作碼或地址碼發(fā)生改變，最終致使該條指令出現(xiàn)錯誤。這時，CPU就會執(zhí)行隨機拼寫的指令，并將其操作數(shù)作為操作碼執(zhí)行，從而導致有關程序“跑飛”或進入“死循環(huán)”。對于在工業(yè)現(xiàn)場中由于諸多大型用電設備的投入或者是撤出電網(wǎng)運行，經(jīng)常都會造成系統(tǒng)的電源電壓不穩(wěn)，如果當電源電壓降低或掉電時，這樣就會造成重要的數(shù)據(jù)丟失的可能性，以至于系統(tǒng)不能正常運行，而且干擾也會導致單片機內(nèi)部程序指針錯亂現(xiàn)象，從而使得中斷程序運行超出定時時間。關于RAM中計時數(shù)據(jù)被沖亂，導致程序計算出錯誤的結(jié)果。論文大全，遙控系統(tǒng)抗干擾分析。假設設法在電源電壓降到一定的限量值之前，單片機進行快速地保存重要數(shù)據(jù)，將會最大限度地減少損失，對于干擾源的影響會使系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性大大降低，嚴重的情況還會導致系統(tǒng)的運行紊亂，造成生產(chǎn)事故。
三 如何實現(xiàn)單片機的遙控系統(tǒng)的抗干擾
關于高頻干擾噪聲和有用信號的頻帶是不同的,其解決方法是在導線上增加濾波器的方法來切斷高頻干擾噪聲的傳播,或者也可加隔離光耦來解決這個問題。關于電源噪聲的危害最大。需要把電源做得好,其整個電路的抗干擾能力就解決了一大半問題。對于在單片機系統(tǒng)中還可借助于一定的外部附加電路來監(jiān)測電源電壓，當在電源發(fā)生故障時能夠及時通知單片機快速保存重要數(shù)據(jù)，同時斷開單片機外圍設備用電電源，從而使整個應用系統(tǒng)的功耗降到最低點。目前市場上許多單片機對電源噪聲都是十分敏感的,那么就要給單片機電源加濾波電路或穩(wěn)壓器,達到減小電源噪聲對單片機的干擾。比如,可以利用磁珠和電容組成π形濾波電路,當然條件要求不高時也可用100Ω電阻代替磁珠。當電源恢復正常時，取消掉電工作方式，通過復位單片機，使系統(tǒng)重新正常工作。
單片機系統(tǒng)設備的抗干擾與系統(tǒng)的接地方式也存在很大的影響，接地技術有能夠抑制噪音的效果。所以說一個良好的接地能在很大程度上抑制系統(tǒng)內(nèi)部噪音耦合的現(xiàn)象，而且還能夠防止外部干擾的侵入，能夠真正提高系統(tǒng)的抗干擾能力。在這里需要注意的是，如果要求設備的金屬外殼等需要安全接地，其屏蔽用的導體的必須能夠很好的接地，這樣才能為單片機系統(tǒng)提供良好的地線，并且對提高系統(tǒng)的抗干擾能力極為有效果。論文大全，遙控系統(tǒng)抗干擾分析。尤其是對于有防雷擊要求的系統(tǒng)，其良好的接地是至關重要的。假設系統(tǒng)不能接地，或者是雖有地線現(xiàn)象，但是接地電阻過大，就會抗干擾元件就不能正常發(fā)揮其應有的作用了。
關于單片機供電的電源的地俗稱邏輯地，并且和大地的地的關系具有相通性、浮空性、或接電阻性。但是不能把地線隨便接在暖氣管子上。堅決不能把接地線與動力線的火線、零線中的零線相混淆。因為單片機系統(tǒng)通常存在模擬電路和數(shù)字電路兩種，并且關于數(shù)字地與模擬地是要分開，只是在一點相連，假設兩者不分，就會存在互相干擾現(xiàn)象，那么可以把控制條件中的關于一次采樣和處理控制輸出更改為循環(huán)采樣和處理控制輸出，這樣能夠?qū)T性較大的控制系統(tǒng)具有良好的抗偶然因素干擾作用效果。
設置輸出狀態(tài)寄存單元來抗干擾。其程序是根據(jù)單片機系統(tǒng)對數(shù)據(jù)處理后的輸出結(jié)果為依據(jù)，設置出相應的輸出狀態(tài)寄存單元形式，假設其中干擾侵入輸出通道將輸出狀態(tài)破壞時，系統(tǒng)就會在定時查詢寄存單元的輸出狀態(tài)信息時，并發(fā)現(xiàn)錯誤，及時糾正輸出狀態(tài)。論文大全，遙控系統(tǒng)抗干擾分析。
設置自檢程序來抗干擾。論文大全，遙控系統(tǒng)抗干擾分析。通常是在計算機內(nèi)的特定位置或某些內(nèi)存單元中來設置狀態(tài)標志，并且在開機后或有自檢中斷請求要求時，計算機系統(tǒng)首先將運行自檢測試程序，如對整個系統(tǒng)或關鍵環(huán)節(jié)進行模擬方面的測試，對測試結(jié)果再通過某種方式顯示出來，目的是保證系統(tǒng)中信息存儲、傳輸、運算的高可靠性。設計單片機的遙控系統(tǒng)過程中，要求電路的元器件或線路布局合理以消除元器件之間的電磁耦合相互干擾，如去耦電路或者是平衡電路等。還有種方法是采用冗余結(jié)構，也稱容錯技術或故障掩蓋技術，該方法是通過增加完成同一功能的并聯(lián)或備用單元數(shù)目來提高系統(tǒng)可靠性的一種設計方法。當某些元器件發(fā)生故障時也不影響整個系統(tǒng)的運行。對于消減外部電磁干擾，可采用電磁兼容設計，目的是提高單片機系統(tǒng)在電磁環(huán)境中的適應性，即能保持完成規(guī)定功能的能力。
參考文獻：
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關鍵詞：單片機，I2C總線，紅外遙控
引 言
紅外遙控器的特點是使用方便、功耗低、抗干擾能力強，因此它的應用前景是不可估量。論文參考，I2C總線。市場上的各種家電的紅外遙控系統(tǒng)技術成熟、成本低廉，但是，為了避免不同品牌、不同型號的設備之間產(chǎn)生誤操作，人們在不同的設備中使用不同的傳輸規(guī)則或者識別碼，這就使得各個型號的遙控器都只適用于各自的遙控對象，容易造成實際使用中遙控器多而雜，經(jīng)常搞混的結(jié)果。論文參考，I2C總線。本設計本著解決這一矛盾的目的，提出了一種學習型紅外遙控器的實現(xiàn)方案。
1 研究內(nèi)容及目標
本設計首先分析了紅外線遙控編解碼原理，結(jié)合市場上出售的通用型遙控器進行比較，使用單片機對接收到的紅外信號進行處理，把經(jīng)過解碼后產(chǎn)生的高低電平以二進制信號1和0的形式進行存儲，隨后經(jīng)過調(diào)制產(chǎn)生38KHz載波，還原并發(fā)射紅外線信號，從而達到控制多種家用電器的功能。文中給出了紅外線接收發(fā)射，以及存儲的基本原理及設計思路。
2 學習型紅外遙控器硬件電路的設計
2.1系統(tǒng)整體設計
學習型紅外遙控器是由單片機（AT89S52）、一體化紅外接收頭、振蕩器（74F132）、紅外發(fā)射二極管、存儲器及行列式鍵盤組成的。論文參考，I2C總線。論文參考，I2C總線。學習型遙控器分為學習和控制兩種狀態(tài)。在學習狀態(tài)下，主要完成紅外信號的接收及存儲功能。首先一體化紅外接收頭可以完成對其它遙控器發(fā)出的紅外信號的接收并對其進行解調(diào)、整形、放大，然后把信號送入單片機AT89S52中，單片機定時采集一體化紅外接收頭發(fā)出的紅外線信號，根據(jù)高低電平形成一系列0，1二進制碼，并以8位為單位存放到存儲器AT24C16以及指定鍵盤的數(shù)據(jù)區(qū)，從而完成對一個鍵的學習。如果再學習其它鍵的功能，方法相同。在控制狀態(tài)下，單片機對存儲器AT24C16和鍵盤進行尋址，依次讀出這些數(shù)據(jù)，然后單片機以位為定時單位輸出給振蕩器74F132，調(diào)制頻率為38KHz，送入放大器，驅(qū)動紅外發(fā)射二極管進行發(fā)射，以實現(xiàn)對設備某一功能的控制。系統(tǒng)組成方框圖2.1所示。
圖2.1系統(tǒng)組成框圖
2.2各單元電路設計
2.2.1 紅外接收單元
紅外接收單元是由紅外線接收器件、前置放大電路、解調(diào)電路、指令信號檢出電路、記憶及驅(qū)動電路、執(zhí)行電路組成。當紅外接收器件收到遙控器發(fā)射二極管的紅外光信號時，它將紅外光信號變?yōu)殡娦盘柌⑺腿肭爸梅糯笃鬟M行放大，再經(jīng)解調(diào)器后，由指令信號檢出電路將指令信號檢出，最后由記憶和驅(qū)動電路驅(qū)動執(zhí)行電路，實現(xiàn)各種操作。
紅外接收電路一般要做成一個獨立的整體，稱為紅外接收頭，這主要是因為它對外界干擾十分敏感，為了保證可靠的接收，必須對其嚴格屏蔽，只留出一個接收紅外光的小孔，以防止干擾信號進入。
2.2.2紅外發(fā)射單元
本設計在發(fā)射電路中使用了一片高速CMOS型四重二輸入帶施密特觸發(fā)器的與非門74F132芯片。其中“與非”門U7A和U7B組成載波振蕩器，振蕩頻率在38kHz左右。
調(diào)制電路是由74F123的兩個單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U7A和U7B級聯(lián)構成的可控振蕩器。論文參考，I2C總線。當P1.4為高電平時，U7A、U7B 處于穩(wěn)態(tài)，74F132的1腳、4腳為低電平，不驅(qū)動紅外發(fā)射管發(fā)射紅外載波信號。當P1.4跳變?yōu)榈碗娖綍r，觸發(fā)U7A并使之進入暫穩(wěn)態(tài)，1腳變?yōu)楦唠娖剑籙7A暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束時，1腳跳變?yōu)榈碗娖剑|發(fā)U7B進入暫穩(wěn)態(tài)，4腳變?yōu)楦唠娖剑籙7B 暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束時，4腳跳變?yōu)榈碗娖剑?變?yōu)楦唠娖讲⒂|發(fā)U7A的上升沿觸發(fā)端1B，使U7A再次進入暫穩(wěn)態(tài)，從而形成自激振蕩，在6腳輸出一系列的脈沖信號，經(jīng)Q1三極管大后送紅外發(fā)射管，發(fā)送紅外光信號。
紅外發(fā)送電路中采用的紅外發(fā)射器件是塑封的TSAL6200 紅外發(fā)射二極管，它將周期的電信號轉(zhuǎn)變成一定頻率的紅外光信號。它是一種高頻紅外脈沖信號，但脈沖串時間長度是恒定的，根據(jù)脈沖串之間的間隔大小，表示傳輸?shù)氖菙?shù)據(jù)“0”還是“1”。紅外發(fā)射二極管TSAL6200 向空間發(fā)射載頻為38kHz 的指令碼。
2.2.3鍵盤單元
本設計因為遙控按鍵較多的原因，采用行列式鍵盤。
鍵盤識別采用行掃描法（逐行掃描查詢法），這是一種最常用的按鍵識別方法，其按鍵識別過程如下：
將全部行線P0.2～P0.4置低電平，然后檢測列線的狀態(tài)。只要有一列的電平為低，則表示鍵盤中有鍵按下，而且閉合的鍵位于低電平線與3根行線相交叉的3個按鍵之中。若所有列線均為高電平，則無按鍵按下。在確認有鍵按下后，即可進入確定具體閉合鍵的過程。其方法是：依次將行線置為低電平后，然后逐行檢測各列線的電平狀態(tài)。若某列為低，則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。
2.2.4存儲單元
為了保證系統(tǒng)意外斷電時數(shù)據(jù)不丟失，本系統(tǒng)采用EEPROM將各種編碼數(shù)據(jù)存放起來。基本原理是利用了單片機與存儲器AT24C16的I2C通信過程。存儲單元主要采用了AT24C16芯片，該芯片是帶有2K字節(jié)的加電可擦除，可編程的只讀存儲器，通過單片機的P0.0和P0.1與AT24C16的SDA和SCL相連，進行讀寫操作。主要用來存放8位的二進制紅外線碼。
3 結(jié)束語
由于系統(tǒng)中所使用的存儲器（AT24C16）的存儲空間有限，因而系統(tǒng)目前只能對8個遙控按鍵進行學習與轉(zhuǎn)發(fā)。論文參考，I2C總線。但只要更換一片存儲容量更大的存儲芯片，并且修改相關讀寫程序就可以實現(xiàn)對更多遙控按鍵的學習與轉(zhuǎn)發(fā)，除此之外，系統(tǒng)的軟、硬件都無須做太大的改動。
在遙控器中，遙控信號之所以要經(jīng)過調(diào)制后再發(fā)射出去，主要是為了減小發(fā)射功耗并增大發(fā)射距離。因而改用更加準確的載波和增大發(fā)射驅(qū)動電路可以增大該系統(tǒng)的遙控距離。將單片機與計算機通過RS-485進行總線通信，則可通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)紅外遙控對設備的遠程控制。
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關鍵詞： “項目化團隊式” 五年制高職 開題報告 交通燈 智能控制系統(tǒng)
“項目化團隊式”畢業(yè)設計模式的實質(zhì)是師生共同圍繞某一項目，所有任務分解到團隊的每一成員，依靠項目組的團隊力量，通過設計、元器件選購、工藝分析、零件制作、作品安裝調(diào)試等機電一體化產(chǎn)品開發(fā)的主要流程，讓學生自己體驗產(chǎn)品設計制作的全過程，最終完成1件達到項目功能要求的機電一體作品及1份作品制作說明書（畢業(yè)設計論文）。五年制高職學生通過畢業(yè)設計是自己能夠更加地貼近企業(yè)，適應企業(yè)，符合企業(yè)的用人要求。
開題報告是指開題者對畢業(yè)設計課題的一種文字說明，通過它開題者可以把自己對課題的認識理解程度和準備工作情況加以整理、概括，以便使具體的研究目標、步驟、方法、措施、進度、條件等得到更明確的表達，也為評審者提供一種較為確切的開題依據(jù)。由于學生起點低、基礎差，針對這一特殊情況，我們要求選題的范圍是已經(jīng)在生產(chǎn)中使用，比較先進的產(chǎn)品或者是產(chǎn)品中的一部分。交通燈智能控制系統(tǒng)的設計成功，加深了學生對單片機和C語言的認識,充分掌握和理解設計各部分的工作原理、設計過程、選擇芯片器件、模塊化編程等多項知識。由于交通燈控制系統(tǒng)廣泛應用于城市各個路口，交通燈控制電路有著很大的實用價值。交通燈智能控制系統(tǒng)設計的開題報告具體內(nèi)容如下。
一、本課題的研究目的及意義
1.本課題的研究目的
①加強對單片機和C語言的認識,充分掌握和理解設計各部分的工作原理、設計過程、選擇芯片器件、模塊化編程等多項知識。
②用單片機模擬實現(xiàn)具體應用，使個人設計能夠真正使用。
③把理論知識與實踐相結(jié)合，充分發(fā)揮個人能力，并在實踐中鍛煉。
④提高利用已學知識分析和解決問題的能力。
⑤提高實踐動手能力。
2.本課題的研究意義
交通燈控制系統(tǒng)廣泛應用于城市各個路口，交通燈控制電路有著很大的實用價值。課題中采用STC89C52RC為主控芯片，雙色發(fā)光二極管制成紅綠燈標志，數(shù)碼管倒計時顯示時間。此畢業(yè)設計涉及單片機技術、數(shù)字電路知識、軟件設計知識、Protel軟件應用能力、手工制作PCB板技能，對于學生的動手能力和實踐能力的培養(yǎng)具有重要意義。
二、本課題的國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀
目前，設計交通燈的方案有很多，有應用CPLD設計交通信號燈控制器方法；有應用PLC對交通燈控制系統(tǒng)的設計；有應用單片機對交通信號燈設計的方法等。
在大中城市，十字道口的紅綠燈是交通法規(guī)的無聲命令，是司機和行人的行為準則。十字道口的交通紅綠燈控制是保證交通安全和道路暢通的關鍵。當前，國內(nèi)大多數(shù)城市正在采用“自動”紅綠交通燈，它具有固定的“紅燈―綠燈”轉(zhuǎn)換間隔，并自動切換。它們一般由“通行與禁止時間控制顯示、紅黃綠三色信號燈和方向指示燈”三部分組成。在交通燈的通行與禁止時間控制顯示中，通常要么東西、南北兩方向各50秒；要么根據(jù)交通規(guī)律，東西方向60秒，南北方向40秒，時間控制都是固定的。交通燈的時間控制顯示，以固定時間值預先“固化”在單片機中，每次只是以一定周期交替變化。但是，實際上不同時刻的車輛流通狀況是十分復雜的，是高度非線性的、隨機的，還經(jīng)常受人為因素的影響。采用定時控制經(jīng)常造成道路有效應用時間的浪費，出現(xiàn)綠燈方向車輛較少，紅燈方向車輛積壓。其最大的缺陷就在于當路況發(fā)生變化時，不能滿足司機與路人的實際需要，輕者造成時間上的浪費，重者直接導致交通堵塞。
三、本課題的研究內(nèi)容、擬解決的主要問題
1.本課題的研究內(nèi)容
制作四岔路口道路的模型，演示交通燈及其智能控制系統(tǒng)。
2.本課題需要解決的主要問題
①如何選擇性價比優(yōu)良的發(fā)光二極管；
②如何控制高峰時段和普通時段的交通燈。
四、本課題的研究思路和方法
1.本課題的研究思路
設計并繪制交通燈控制系統(tǒng)原理圖，動手制作電路板，編寫控制程序，用仿真器對程序調(diào)試，最后用編程器把控制程序燒錄到單片機中。單片機I/O口接雙色光發(fā)光二極管和數(shù)碼管，編寫程序控制發(fā)光二極管的狀態(tài)，數(shù)碼管倒計時顯示時間。
2.本課題的研究方法
主要采用單片機來完成正常的交通信號燈控制，實現(xiàn)交通的時序控制，同時采用將傳感器與單片機相結(jié)合的方法來實現(xiàn)智能控制，從而有效地緩解了交通的擁擠，實現(xiàn)交通控制系統(tǒng)的最優(yōu)控制。
五、本課題的預期效果
1.高峰時段：上午07：00―09：00、中午11：00―13：00、下午17：00―19：00，此時段的交通情況最為緊張，大多數(shù)的上下班人員都會在這個時段通過，為了緩解這種情況，對所有的指示燈進行全控制。
2.普通時段：非高峰時段時，交通情況不太繁忙，故對自行車和右轉(zhuǎn)燈不進行控制。
3.夜間時段：夜間時段由于車輛行人較少，為了適應此時段的交通情況，黃燈將長時間閃爍。
4.節(jié)假日模式：充分考慮到節(jié)假日時段，行人比較多，容易發(fā)生事故，所以在節(jié)假日期間改為行人與車輛分時通過，即在車輛通過時所有行人燈全為紅燈，在行人通過時所有車輛燈全為紅燈。
5.緊急情況：當發(fā)生事故時，可由路口目擊者或交通中心控制路口進入緊急狀態(tài)，所以紅燈閃爍，直到情況解除。
6.快速車道情況：如救護車、消防車等情況，即快速車道，快速車道控制要求快速車道信號受交通管理控制中心（上位機）控制，無急車時，信號燈正常時序控制，有急車來時，交通管理控制中心（上位機）將不管原來信號燈狀態(tài)如何，一律強制讓急車來車方向的綠燈亮，其他方向紅燈閃爍，使急車放行，直至急車通過為止。急車一過，交通管理控制中心（上位機）將信號燈的狀態(tài)恢復成正常時序。
六、本課題研究的進度安排
11月2日―11月8日：查資料,完成論文開題報告；
11月9日―11月15日：完成該課題的控制系統(tǒng)設計、繪制控制系統(tǒng)電路圖、元器件采購；
11月16日―11月22日：完成印制電路板設計與制作；
11月23日―11月29日：完成上位機軟件的設計仿真與調(diào)試；
11月30日―12月13日：完成硬件與軟件的綜合測試、能實現(xiàn)預定功能和主要技術指標；
12月14日―12月27日：整理論文；
12月28日―1月30日：實物制作、整理說明、答辯。
七、最后是畢業(yè)設計指導老師的評價及簽字、專家組的簽字和系領導的簽字
八、結(jié)語
五年制高職學生通過開題報告的書寫，知道自己在以后如何進行目標研究，知道設計的步驟、方法、措施、進度、條件等。五年制高職學生通過畢業(yè)設計的鍛煉，能夠更加貼近企業(yè)，適應企業(yè)，符合企業(yè)的用人要求。
參考文獻：
［1］胡漢才.單片機原理及其接口技術.清華大學出版社.
［2］丁元杰.單片機原理與應用.機械工業(yè)出版社.
論文摘要：目前單片機滲透到我們生活的各個領域，本文介紹了單片機的應用并且根據(jù)自己的一些經(jīng)驗談了單片機應用過程中應該掌握的幾個技巧。
目前單片機滲透到我們生活的各個領域，幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。導彈的導航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網(wǎng)絡通訊與數(shù)據(jù)傳輸，廣泛使用的各種智能IC卡等等，這些都離不開單片機。更不用說自動控制領域的機器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。因此，單片機的學習、開發(fā)與應用將造就一批計算機應用與智能化控制的科學家、工程師。
一、單片機的特點應用
單片機的特點主要有：高集成度，體積小，高可靠性；控制功能強；低電壓，低功耗，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品；易擴展；優(yōu)異的性能價格比。目前，單片機的應用領域主要包括：辦公自動化設備；單片機在機電一體化中的應用；在實時過程控制中的應用；單片機在日常生活及家用電器領域的應用；在各類儀器儀表中引入單片機，使儀器儀表智能化，提高測試的自動化程度和精度，簡化儀器儀表的硬件結(jié)構，提高其性能價格比；在計算機網(wǎng)絡和通信領域中的應用；商業(yè)營銷設備；單片機在醫(yī)用設備領域中的應用；汽車電子產(chǎn)品；航空航天系統(tǒng)和國防軍事、尖端武器等領域，單片機的應用更是不言而喻。
二、單片機開發(fā)中的幾個基本技巧
在單片機應用開發(fā)中，代碼的使用效率問題、單片機抗干擾性和可靠性等問題仍困擾著。現(xiàn)歸納出單片機開發(fā)中應掌握的幾個基本技巧。
1、如何減少程序中的bug。對于如何減少程序的bug，應該先考慮系統(tǒng)運行中應考慮的超范圍管理參數(shù)如下。物理參數(shù)：這些參數(shù)主要是系統(tǒng)的輸入?yún)?shù)，它包括激勵參數(shù)、采集處理中的運行參數(shù)和處理結(jié)束的結(jié)果參數(shù)。資源參數(shù)：這些參數(shù)主要是系統(tǒng)中的電路、器件、功能單元的資源，如記憶體容量、存儲單元長度、堆疊深度。應用參數(shù)：這些應用參數(shù)常表現(xiàn)為一些單片機、功能單元的應用條件。過程參數(shù)：指系統(tǒng)運行中的有序變化的參數(shù)。
2、如何提高C語言編程代碼的效率。用C語言進行單片機程序設計是單片機開發(fā)與應用的必然趨勢。如果使用C編程時，要達到最高的效率，最好熟悉所使用的C編譯器。先試驗一下每條C語言編譯以后對應的匯編語言的語句行數(shù)，這樣就可以很明確的知道效率。在今后編程的時候，使用編譯效率最高的語句。各家的C編譯器都會有一定的差異，故編譯效率也會有所不同，優(yōu)秀的嵌入式系統(tǒng)C編譯器代碼長度和執(zhí)行時間僅比以匯編語言編寫的同樣功能程度長5-20％。對于復雜而開發(fā)時間緊的項目時，可以采用C語言，但前提是要求你對該MCU系統(tǒng)的C語言和C編譯器非常熟悉，特別要注意該C編譯系統(tǒng)所能支持的數(shù)據(jù)類型和算法。雖然C語言是最普遍的一種高級語言，但由于不同的MCU廠家其C語言編譯系統(tǒng)是有所差別的，特別是在一些特殊功能模塊的操作上。所以如果對這些特性不了解，那么調(diào)試起來問題就會很多，反而導致執(zhí)行效率低于匯編語言。
3、如何解決單片機的抗干擾性問題。防止干擾最有效的方法是去除干擾源、隔斷干擾路徑，但往往很難做到，所以只能看單片機抗干擾能力夠不夠強了。在提高硬件系統(tǒng)抗干擾能力的同時，軟件抗干擾以其設計靈活、節(jié)省硬件資源、可靠性好越來越受到重視。單片機干擾最常見的現(xiàn)象就是復位；至于程序跑飛，其實也可以用軟件陷阱和看門狗將程序拉回到復位狀態(tài)；所以單片機軟件抗干擾最重要的是處理好復位狀態(tài)。一般單片機都會有一些標志寄存器，可以用來判斷復位原因；另外你也可以自己在RAM中埋一些標志。在每次程序復位時，通過判斷這些標志，可以判斷出不同的復位原因；還可以根據(jù)不同的標志直接跳到相應的程序。這樣可以使程序運行有連續(xù)性，用戶在使用時也不會察覺到程序被重新復位過。4、如何測試單片機系統(tǒng)的可靠性。當一個單片機系統(tǒng)設計完成，對于不同的單片機系統(tǒng)產(chǎn)品會有不同的測試項目和方法，但是有一些是必須測試的：測試單片機軟件功能的完善性；上電、掉電測試；老化測試；ESD和EFT等測試。有時候，我們還可以模擬人為使用中，可能發(fā)生的破壞情況。例如用人體或者衣服織物故意摩擦單片機系統(tǒng)的接觸端口，由此測試抗靜電的能力。用大功率電鉆靠近單片機系統(tǒng)工作，由此測試抗電磁干擾能力等。
綜上所述，單片機已成為計算機發(fā)展和應用的一個重要方面，單片機應用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設計思想和設計方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機通過軟件方法來實現(xiàn)了。這種軟件代替硬件的控制技術也稱為微控制技術，是傳統(tǒng)控制技術的一次革命。此外在開發(fā)和應用過程中我們更要掌握技巧，提高效率，以便于發(fā)揮它更加廣闊的用途。
參考文獻：
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論文關鍵詞：智能家電，洗衣機，仿真，AT89S51，PDIP
1引言
隨著Internet的日益普及，人們通過Internet不僅可以獲得現(xiàn)實世界各種狀態(tài)的實時變化情況，還可以通過Internet實現(xiàn)遠程控制和處理工作，可以從全球的任何一個角落實現(xiàn)對設備的監(jiān)控，可以使用通用的網(wǎng)絡瀏覽軟件訪問設備，將消費電子、計算機和通信融為一體，而家用電器的網(wǎng)絡化、智能化管理越來越突顯需求。
智能家居遠程控制系統(tǒng)的核心部分是一個嵌入式Web服務器，系統(tǒng)集有線和無線Web服務器于一體計算機論文，用戶可以利用辦公室的PC或者手機登錄家中的Web服務器，在通過用戶名和密碼驗證后，便可以查看并控制家用電器；系統(tǒng)帶有LCD和鍵盤，具有良好的人機界面；用戶還可以通過鍵盤來設定系統(tǒng)的任務；系統(tǒng)留有豐富的功能擴展接口，通過這些擴展接口將來還可以實現(xiàn)防火防盜和智能抄表等應用。系統(tǒng)結(jié)構框圖如圖1所示。
圖1 智能家居系統(tǒng)的總體結(jié)構
本文旨在研究智能家電管理系統(tǒng)中基于AT 89S51芯片的洗衣機控制系統(tǒng)的模擬實現(xiàn)。
2 AT89S51芯片概述
AT89S51是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低功耗，高性能CMOS 8位單片機， AT89S51具有4k在線系統(tǒng)編程（ISP）Flash閃速存儲器,采用全靜態(tài)工作模式,具有三級程序加密瑣,32個可編程I/O口線,2個16位定時/計數(shù)器,能夠采用全雙工串行UART通道,具有靈活的在系統(tǒng)編程功能,可靈活應用于各種控制領域。
AT89S51根據(jù)封裝方式不同，大致分為3種型狀,本系統(tǒng)的設計中AT89S51采用PDIP封裝模式,如圖1所示。
圖2 AT89S51封裝模式
3 洗衣機控制系統(tǒng)模擬實現(xiàn)
3.1洗衣機控制系統(tǒng)的總體設計
在本系統(tǒng)中，硬件主芯片采用意法半導體的STR710，是整個系統(tǒng)的核心。它作為一個嵌入式網(wǎng)關，將外部網(wǎng)絡與內(nèi)部洗衣機控制器連接在一起，是整個系統(tǒng)運行的平臺論文格式。在遠程操縱洗衣機方面，STR710負責從GPRS接收到短消息和網(wǎng)絡芯片上接收到的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)中提取出用戶指令，然后根據(jù)該指令操縱相應的網(wǎng)絡家電或者查詢其運行情況，最后將執(zhí)行結(jié)果反饋到用戶終端。系統(tǒng)的軟件設計采用分層設計，包括硬件設備驅(qū)動層、操作系統(tǒng)層、應用程序接口層和應用軟件層。
3.2洗衣機控制器系統(tǒng)設計
根據(jù)需求設計的洗衣機控制器的系統(tǒng)邏輯結(jié)構設計圖如圖3所示：
圖3 系統(tǒng)總體框圖
3.3洗衣機控制器電路設計
采用AT89S51作為控制核心。其中計算機論文，P1.0和P1.1分別用于控制洗衣機的進水閥和排水閥；P1.2和P1.3用于控制洗滌電機的正反轉(zhuǎn)；P1.4～P1.7、P3. 0、P3.1用于驅(qū)動7個LED，分別作為工作程序、浸泡和強弱洗指示燈。P3.2接暫停/ 啟動鍵；P3.3分別用于開蓋/不平衡中斷輸入；P3.4被用作輸入線，用于監(jiān)測水位開關狀態(tài)，為CPU提供洗衣機的水位信息；P3 .5 接程序選擇鍵；P3.7采用分時復用技術，具有兩個功能，一方面接強弱選擇/浸泡選擇鍵，在洗衣機未進入工作狀態(tài)時，按觸該鍵可選擇強弱洗或開啟關閉浸泡功能，另一方面在進水和脫水時，又作為告警聲的輸出口。
3.4洗衣機控制器軟件設計
系統(tǒng)上電復位后，首先進行初始化，洗衣機進入工作程序后，系統(tǒng)首先根據(jù)RAM中27H單元的特征字判斷洗衣機的洗衣工作程序，洗衣機進入洗滌子程序wash。洗滌是通過驅(qū)動電機的正反轉(zhuǎn)實現(xiàn)的。洗滌結(jié)束后，退出wash子程序，調(diào)用water_out子程序進入排水進程。排水閥排水時間采用動態(tài)時間法確定計算機論文，其原理是：根據(jù)常用的空氣壓力水位開關的特性排水結(jié)束后，系統(tǒng)調(diào)用y子程序進行脫水操作，維持置位狀態(tài)，保持排水閥開啟，離合器在排水閥的帶動下使電機主軸與脫水桶聯(lián)動，實現(xiàn)衣物脫水。然后判斷整個洗衣工作是否結(jié)束。其原理是：洗衣機在每次洗滌或漂洗工作環(huán)節(jié)結(jié)束后，將存放洗衣工作程序標志的寄存器減1，在脫水工作環(huán)節(jié)結(jié)束后，系統(tǒng)即對該單元進行檢測，當檢測到為0時，說明整個洗衣工作結(jié)束。軟件設計主流程圖如圖4 。
圖4 軟件主流程圖
4 洗衣機控制器仿真工作原理
首先，在通電時蜂鳴器長鳴一聲，VD1 被點亮，這表示系統(tǒng)已經(jīng)準備好接收指令可以開始準備工作了。單片機一直在讀取由嵌入式WEB模塊通過IIC通道發(fā)送過來的狀態(tài)，當收到嵌入式WEB模塊發(fā)送的指令后，將得到的數(shù)據(jù)作為第一項的設置內(nèi)容計算機論文，即洗滌強度。蜂鳴器短鳴一聲進入等待洗滌時間的設置，這個數(shù)據(jù)同樣來自嵌入式WEB模塊發(fā)送的指令。蜂鳴器短鳴兩聲進入等待洗滌方式的設置，過程都是相同的長鳴一聲后洗衣機按事先的設置開始洗衣， VD1 快速閃爍表示洗衣狀態(tài)，洗衣機控制器會完成初洗、浸泡、洗滌的工作，之后長鳴表示洗衣結(jié)束。洗滌期間單片機的 P2．1 和 P2．3 兩個引腳會不斷輸出高、低電平來操作兩個繼電器讓電機正、反轉(zhuǎn)，同時還要接收嵌入式WEB模塊發(fā)送的中斷信號，以暫?；蚪Y(jié)束洗滌論文格式。當洗滌過程結(jié)束，蜂鳴器長鳴，系統(tǒng)又回到了開機時等待嵌入式WEB模塊發(fā)送指令的狀態(tài)。
其次，控制洗衣機可模擬的具體功能有：1、多種程序選擇，用戶可根據(jù)洗滌衣物的材質(zhì)選擇不同的程序，如浸洗、標準、羊毛和快速等。每種洗滌方式有不同的洗滌模式、時間和順序。2、過程選擇，用戶可以選擇單獨洗滌以保留帶有洗滌劑的水進行重復使用，可選擇單獨脫水，猶如脫水機一樣計算機論文，等等。3、預約洗滌，用戶可根據(jù)需要選擇幾小時后進行洗滌，時間選擇范圍為1-24小時。4、剩余時間顯示，用戶可以直接掌握洗滌時間。5、溫度控制，可以顯示模擬的水溫控制。
5 結(jié)論
本文設計的洗衣機仿真控制系統(tǒng)連入嵌入式web服務的支持，就能夠通過普通PC或GPRS手機訪問Internet實現(xiàn)，通過遠程控制命令完成對洗衣機參數(shù)的設定，對洗衣機進行操作，大大地簡化了操作程序。利用單片機AT89S51作為洗衣機的控制器，能充分發(fā)揮AT89S51的數(shù)據(jù)處理和實時控制功能，使系統(tǒng)工作于最佳狀態(tài)，提高系統(tǒng)的靈敏度。
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【關鍵詞】旅行箱單片機GSM RFID
隨著社會經(jīng)濟和科學技術的發(fā)展，以智能化控制技術為基礎的智能家居系統(tǒng)已經(jīng)成為近年來各國在智能領域研究的重點，但是在智能化如此普及的今天，旅行箱的智能化設計卻很少，傳統(tǒng)的旅行箱已不能滿足我們更高層次的需求，因此一款智能的旅行箱應運而生。本旅行箱是基于RFID和GSM無線通信模塊，并由手機端軟件控制，可實現(xiàn)人機交互。該系統(tǒng)具有以下兩種功能：一、及時提醒用戶遺漏的物品，例如行李整理完畢后，該系統(tǒng)進行清單核實發(fā)現(xiàn)有物品遺漏后，它會通過手機短信對用戶進行提醒;二、可進行遠端查詢，如在用戶不能或不方便打開行李箱的情況下，可通過手機終端對該系統(tǒng)發(fā)送一條查詢指令，箱內(nèi)物品的清單便會立刻顯示在手機上。該系統(tǒng)具有低功耗、實用性好、適用范圍性廣等特點。此外，該系統(tǒng)可移植性強，可應用于智能家居產(chǎn)品中，具有極大的擴展性和發(fā)展前景。
一、系統(tǒng)功能原理
該系統(tǒng)由射頻讀卡器、GSM通信模塊、單片機和電源組成。射頻讀卡器的作用是讀取電子標簽的序列碼，GSM通信模塊的作用是收發(fā)信息，單片機則控制其它各模塊協(xié)調(diào)工作，處理信息。其工作流程是：先在手機終端的應用軟件中設定所帶物品信息，每件物品都對應一個電子標簽的序列號，待衣物都放入箱內(nèi)后，射頻讀卡器讀取放入箱內(nèi)的電子標簽序列號并傳送給單片機，然后通過GSM模塊，以短信形式發(fā)送到手機終端，應用程序自動調(diào)取短信內(nèi)的電子標簽信息，并與預設物品對應的序列號進行核對，如能完全匹配則無衣物遺漏，否則有物品遺漏，并提示。當用手機發(fā)出查詢指令時，箱內(nèi)的GSM通信模塊接收到指令后會將指令傳給單片機，然后單片機再調(diào)用相關程序和射頻讀卡器，然后將讀卡器讀出的電子標簽序列碼再通過GSM模塊發(fā)送給手機，然后手機端應用軟件會將電子標簽序列碼對應的物品以清單的形式顯示出來。
二、硬件電路設計
硬件部分主要包括射頻讀卡器、單片機和GSM通信模塊GTM900B，其中射頻讀卡器將讀出的電子標簽的序列碼通過相關接口傳至單片機，再經(jīng)由GSM模塊發(fā)送至手機終端。
射頻讀卡器經(jīng)過USB轉(zhuǎn)TTL串口引出4個引腳，分別為RXD/TXD/VCC/GND，其中RXD/TXD引腳分別與單片機的對應引腳相連，以串行通信方式進行數(shù)據(jù)的傳輸。
單片機的p3.0/p3.1腳分別與GTM900的18/19腳（RXDO/TXDO）相連進行數(shù)據(jù)的傳輸，高電平有效。GTM900B的數(shù)據(jù)接口采用串行異步收發(fā)，其接口提供標準的UART接口，UART接口的信號除了RXDO/TXDO為高電平有效外，其余均為低電平有效，而且UART接口提供512byte的發(fā)送和接收FIFO，支持可編程的數(shù)據(jù)寬度，數(shù)據(jù)停止位，奇/偶校驗或無校驗，UART接口的最大支持速率為115.2kbps，GTM900的1-5腳與電源VCC相連，支持3.3-4.8 V，6-10腳與GND相連，24-29腳與SIM卡相連，此外GTM900可使用AT指令集，并且短消息模式支持TEXT和PDU模式，通過UART接口與外部CPU通信，實現(xiàn)無線傳輸，并且支持800/900/1800MHZ三頻自動選擇。具有體積小，質(zhì)量輕，耗電少等優(yōu)點。
三、控制電路的軟件設計
3.1硬件控制程序工作流程
系統(tǒng)開機，等待短信指令，當接收到來自手機的查詢或提醒指令時，單片機會給射頻讀卡器發(fā)送讀取指令，讀取電子標簽的序列碼，然后再調(diào)取短信發(fā)送程序，將返回的序列碼通過GSM發(fā)送到手機終端
3.2射頻數(shù)據(jù)讀取指令
讀寫器與STC89C52串行通訊，通訊過程由單片機發(fā)送命令及參數(shù)給讀寫器，讀寫器將命令執(zhí)行結(jié)果狀態(tài)和電子標簽UII數(shù)據(jù)返回給單片機。
3.2.1詢問狀態(tài)
發(fā)送十六進制aa020055若成功連接返回aa03000055
若連接失敗無返回可能是端口設置不一樣或者波特率不一樣，模塊默認的波特率為57600
3.2.2停止操作
發(fā)送十六進制：aa021255確認停止返回aa03120055失敗無返回
3.2.3單標簽循環(huán)識別：
發(fā)送十六進制：aa021055返回數(shù)據(jù)1模塊確認收到指令：aa03100155
3.2.4多標簽循環(huán)識別
發(fā)送十六進制：aa03110355返回確認指令aa03110155
3.3 GSM短信發(fā)送子程序
在該部分程序中，由主函數(shù)調(diào)用發(fā)送子函數(shù)send（），單片機通過串口依次發(fā)送相關的AT指令及要發(fā)送的信息內(nèi)容到GSM通信模塊，然后由GSM模塊發(fā)送到指定的手機終端，從而實現(xiàn)信息的傳輸，部分指令如下
Serial_Init（）;pwon=O;Delay_ms （1000）; pwon=l; Send_command（”AT”）;Send_command（”AT+CMGF=1”）;Send_command（”AT+CMGS=手機號碼”）;Send_command（”123”）;Send_Hex（Oxla）;
四、手機應用軟件設計
4.1開發(fā)及運行環(huán)境
JDK7.0.250.17， Eclipse， Android Development Toolkit，Android 2.4及以上
4.2數(shù)據(jù)庫設計
在本地建立Goods.db的數(shù)據(jù)庫，用于存儲物品信息，包括物品名稱，物品編號及對應的序列碼，提示信息等。
4.3軟件功能及工作原理
原理：先在手機軟件上預先選定箱內(nèi)需帶物品，然后放人物品，物品放入過程結(jié)束后，在軟件上點擊“檢查”，軟件自動給旅行箱的GSM模塊發(fā)送檢查指令，進入物品核查過程，并對旅行箱的GSM模塊返回短信進行提取與解析，讀出其中的電子標簽序列碼，與事先選定的物品所對應的序列碼進行核對，檢查有無遺漏。若有預選物品沒有放入箱內(nèi)，則會在手機上給出提醒。若需查詢箱內(nèi)物品，則點擊“查詢”，便自動給旅行箱發(fā)送查詢指令，并將GSM返回的序列碼所對應的物品以清單形式顯示出來。
軟件主要功能：物品預設、短信指令發(fā)送、短信內(nèi)容提取與解析、數(shù)據(jù)對比。
五、結(jié)束語
【關鍵詞】單片機；紅外傳感器；數(shù)據(jù)采集；報警電路
1. AT89S51單片機的結(jié)構
AT89S51是一個低功耗，高性能CMOS8位單片機，片內(nèi)含4k Bytes ISP（In-system programmable）的可反復擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術制造，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元，功能強大的微型計算機的AT89S51可為許多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。在AT89S51單片機的基本組成芯片上，集成了一臺微型計算機的主要組成部分，其中包括CPU、存儲器、可編程I/O口、定時器/計數(shù)器、串行口等，各部分通過內(nèi)部總線相連。
2. 主要特性
與MCS-51 兼容。4K字節(jié)可編程閃爍存儲器。壽命：1000寫/擦循環(huán)。數(shù)據(jù)保留時間：10年。全靜態(tài)工作：0Hz～24Hz。三級程序存儲器鎖定。128*8位內(nèi)部RAM。32可編程I/O線。兩個16位定時器/計數(shù)器。5個中斷源?？删幊檀型ǖ?。低功耗的閑置和掉電模式。片內(nèi)振蕩器和時鐘電路。
3. 系統(tǒng)概述
該設計包括硬件和軟件設計兩個部分。模塊劃分為數(shù)據(jù)采集、鍵盤控制、報警和顯示等模塊子函數(shù)。用戶終端完成信息采集、處理、數(shù)據(jù)傳送、功能設定、本地顯示、本地報警等功能。
單片機應用系統(tǒng)也是有硬件和軟件組成。硬件包括單片機、輸入/輸出設備、以及應用電路等組成的系統(tǒng)，軟件是各種工作程序的總稱。單片機應用系統(tǒng)的研制過程包括總體設計、硬件設計、軟件設計、在線調(diào)試等幾個階段。
4. 硬件總體設計
處理器采用51系列單片機AT89S51。整個系統(tǒng)是在系統(tǒng)軟件控制下工作的。設置在監(jiān)測點上的紅外探頭將人體輻射的紅外光譜轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)過放大電路、比較電路送至門限開關，打開門限閥門送出TTL電平至AT89C51單片機。在單片機內(nèi)，經(jīng)過軟件查詢、識別判決等環(huán)節(jié)實時發(fā)出入侵報警狀態(tài)控制信號。驅(qū)動電路將控制信號放大并推動聲光報警設備完成相應動作。當報警延遲10s一段時間后自動解除，也可人工手動解除報警信號，然后通過LED顯示報警次數(shù)，當警情消除后復位電路使系統(tǒng)復位，或者是在聲光報警10s鐘后有定時器實現(xiàn)自動消除報警。
5. 軟件設計
本主程序?qū)崿F(xiàn)的功能是：當單片機檢測到外部熱釋電傳感器送來的脈沖信號后，表示有人闖入監(jiān)控區(qū)，從而經(jīng)過單片機內(nèi)部程序處理后，驅(qū)動聲光報警點路開始報警，報警持續(xù)10秒鐘后自動停止報警，同時顯示出報警次數(shù)以便人們查詢，工作原理和硬件結(jié)構分析可知系統(tǒng)主程序工作流程圖如圖2所示：然后程序開始循環(huán)工作，檢測是否還有下次觸發(fā)信號，等待報警從而使報警器進入連續(xù)工作狀態(tài)。同時，利用中斷方式可以實現(xiàn)報警持續(xù)時間未到10秒時，用手工按鍵停止的聲光報警的作用。
6. 結(jié)論
本論文研究設計了一種基于單片機技術的無線智能防盜報警器。該防盜報警器通過以AT89S51單片機為工作處理器核心，外接熱釋電紅外傳感器，它是一種新穎的被動式紅外探測器件，能夠以非接觸方式探測出人體發(fā)出的紅外輻射，并將其轉(zhuǎn)化為相應的電信號輸出，同時能有效的抑制人體輻射波長以外的紅外光線與可見光的干擾。
平時傳感器輸出低電平，當有人在探測區(qū)范圍內(nèi)移動時輸出低電平變?yōu)楦唠娖?，此高電平輸入單片機，作為單片機的外部觸發(fā)信號處理，經(jīng)單片機內(nèi)部軟件編程處理后，單片機輸出控制信號，驅(qū)動聲光報警電路開始報警，同時通過顯示電路顯示出報警次數(shù)，以便人們識別了解報警情況。
該報警器的最大特點就是使用戶能夠操作簡單、易懂、靈活、且安裝方便、智能性高、誤報率低，同時它的信號經(jīng)過單片機系統(tǒng)處理后方便和PC機通信，便于多用戶統(tǒng)一管理。隨著現(xiàn)代人們安全意識的增強以及科學技術的快速發(fā)展，相信報警器必將在更廣闊的領域得到更深層次的應用。
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