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單片機應用范文1
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，便于生產便攜式產品；易擴展；優異的性能價格比。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構，提高其性能價格比；在計算機網絡和通信領域中的應用；商業營銷設備；單片機在醫用設備領域中的應用；汽車電子產品；航空航天系統和國防軍事、尖端武器等領域，單片機的應用更是不言而喻。
二、單片機開發中的幾個基本技巧
在單片機應用開發中，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?，F歸納出單片機開發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，應該先考慮系統運行中應考慮的超范圍管理參數如下。物理參數：這些參數主要是系統的輸入參數，它包括激勵參數、采集處理中的運行參數和處理結束的結果參數。資源參數：這些參數主要是系統中的電路、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：這些應用參數常表現為一些單片機、功能單元的應用條件。過程參數：指系統運行中的有序變化的參數。
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，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，優秀的嵌入式系統C編譯器代碼長度和執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系統的C語言和C編譯器非常熟悉，特別要注意該C編譯系統所能支持的數據類型和算法。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，那么調試起來問題就會很多，反而導致執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。在提高硬件系統抗干擾能力的同時，軟件抗干擾以其設計靈活、節省硬件資源、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；所以單片機軟件抗干擾最重要的是處理好復位狀態。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的可靠性。當一個單片機系統設計完成，對于不同的單片機系統產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的控制系統設計思想和設計方法。從前必須由模擬電路或數字電路實現的大部分功能，現在已能用單片機通過軟件方法來實現了。這種軟件代替硬件的控制技術也稱為微控制技術，是傳統控制技術的一次革命。此外在開發和應用過程中我們更要掌握技巧，提高效率，以便于發揮它更加廣闊的用途。
參考文獻：
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單片機應用范文2
【關鍵詞】單片機；調試；硬件；嵌入式系統；搶答器；cmos；proteus
0 引言
單片機是應用最為廣泛的智能芯片，也是微控制器里最基礎的集成電路芯片。單片機的內部集成了多種應用功能，將微處理模塊、記憶存儲單元（包括只讀的存儲單元ROM，以及隨意存儲的記憶單元模塊RAM），還有相關的輸入輸出相關硬件接口有序的組織到一起，在節拍時序控制的作用時高校有序的完成程序事前所規劃好的任務。
單片機的品種繁多，80C51占到當前市場的最主要部分。這里相關的生產企業都遵循著一定的指標和兼容的結構、指令體系。比較出名的包括PHILIPS公司，ATMEL公司，在中國也有性能良好的TW系列。現在性能良好廣泛得到應用的80C51系統都使用了HMOS（指高密度金屬氧化物半導體）以及CHMOS（是指互補高密度金屬氧化物半導體）的工藝生產。這種CMOS能夠以小功耗運作，卻無法達到高速性，而新的CHMOS方法既能保證功耗小、散熱小，同時還可以大范圍提高數字電路運行的速度。所以新材料和新工藝的應用使得單片機系統對電源的要求降低了，續航性也得到很大的提高。
1 系統功能設計
1.1設計理念
本設計就是基于單片機設計搶答系統，使搶答系統有了更多更完善的功能。跟以往由基本數字電路芯片搭建或者模擬器件所構成的搶答器相比，其電路構成大大簡化，與此同時卻有較好的性能和高超的可靠性。設計過程中，為了進一步發揮單片機系統的優勢，還應該注意一些細節，就是：（1）對于芯片的選擇，應該從性價比上通盤考慮，最好使用功能強的芯片，價格也不是很昂貴，這樣能從總體上減少周口電路，這樣從結構上大大簡化。（2）在設計上應該注意冗余性，以及靈活的余地。在設計中，除了考慮當前電路的實現功能，還應該考慮到未來功能以及特性的擴展，便于保留相關的接口。（3）程序空間，選用片內程序空間足夠大的單片機。
1.2功能詳細設計
控制系統這里涵蓋了四個主要的模塊，依次是顯示、存儲、語音塊、搶答。具體功能描述如下：（1）搶答器同時供8名人員使用，系統清除和搶答控制開關由主持人控制。（2）系統可以實現信號鎖定，就是說搶答器被按動按鈕，就由相應的鎖存，并在數碼管展示號碼，蜂鳴響起報警（3）定時搶答功能，意思是每次搶答有時間上的限制并且可調節，主要是裁判員來控制。（4）循環工作模式，當一輪結束則出現結果以及按鍵時點，保持到下一循環初始清零工作。超時直接進入下一輪且需報警。
2 系統詳細設計
數碼管顯示：數碼管通過不同的接法，就可以出現基本原理不同的兩種接線方法：即靜態顯示方法以及動態顯示方法。前者的段選位和位選位都是單獨連接的，所以需要大量消耗I/O接口，雖然接線簡單但是只能接有限位數。當然這種模式編程較簡單，結構清晰，占用的CPU時間少。而后者是一種掃描的方式，就是把很多數碼管的同名端一起短接，與此還要通過片選信號對其不同的芯片顯示不同的內容，所以額外需要選通控制器。按數碼管的接法分為共陰和共陽兩種。發光原理是一樣的，只是它們的電源極性不同而已。本文采用動態接法。
鍵盤掃描：單片機應用中鍵盤用得最多的是獨立鍵盤及矩陣鍵盤。本實驗用的是獨立式鍵盤。
功能鍵發聲：通過設定定時器產生不同頻率的矩形波，就能帶動蜂鳴器發出不同音高聲音。
外部中斷：在單片機上兩個引腳INT0、INT1，也就是P3.2、P3.3這兩個引腳代表中斷引腳。在單片機內部的TCON寄存器中有四位是與外中斷有關的。IT0：INT0觸發方式控制位，由軟件進和置位和復位，IT0=0，INT0為低電平觸發方式，IT0=1，INT0為負跳變觸發方式。IE0：INT0中斷請求標志位。當有外部的中斷請求時，這位就會置1（這由硬件來完成），在CPU響應中斷后，由硬件將IE0清0。IT1、IE1的用途和IT0、IE0相同。按鍵0接單片機P32腳，按鍵1接單片機的P33腳。本設計用到外中斷1和外中斷0，需接上跳帽W1和W2。
時鐘頻率：單片機作為數字時序電路，其運行需要必須在時鐘的驅動下才能工作。雖然其內部擁有現成的時鐘振蕩電路，但是為了匹配速度還是需要需外接振蕩源，該電路主要通過晶振串聯兩個小電容實現，電容的作用是濾波，選擇12MHz為工頻。
復位：單片機一般露出來是40位管腳，而其RST位屬于第九腳，功能是使得單片機復位。其基本的原理是4個機器周期高電平的輸入脈沖，當然超過這個時間也可以，就能夠將單片機的pc清零，進入到初始愈發狀態。
3 系統調試
對于系統的運行調試可以采用多種方式進行，可以使用純軟件的環境，也可以放入到硬件電路里。但是一種最為方便、有利于查找功能性錯誤或者劣勢，同時方便改進的方法就是應用軟硬件聯合仿真的模式。這個模式需要硬件執行、軟件執行的交聯編程開發環境，這里通常采用Keil加Proteus的模式實現。的整合調試可以實現系統的總調，在該系統中，Keil作為軟件調試界面，Proteus作為硬件仿真和調試界面。在調試開發中，首先需要在proteus數字電路環境里布置相應的電路器件，同時這也有利于后期直接進行PCB的制作。需要在proteus調試選項里勾選use remote debug monitor，這樣就能通過keil51直接編寫語言代碼，然后輸入到keil調試，再返回proteus示波器以及相應的內存、寄存器查看單元來觀察數值變化中，結合鍵盤部分以及數碼、蜂鳴以及LED集中觀察硬件執行。
4 總結
在應用中，當比賽正式開始主持人宣布搶答后就可以通過按鍵按鈕來開始搶答相關題目，這時數碼管就立即實時顯示倒計時，當出現搶答的按鍵時，則調用顯示程序來顯示搶答器ID以及剩余答題時間值，蜂鳴作響加以提示搶答問題。計時結束時倘若答案還沒滿足那么就從新極零進入下一循環。通過系統的開發與調試，實現了系統的功能。本系統從功能上看具有良好的實用性，擴展性較好，無論是操作還是維護都很容易，這主要是利用了嵌入式數字電路的優勢，實際上現在集成數字控制器開發簡單，功能強大，只要能在應用上不斷加以拓寬，一定能大大便利豐富人們的生產以及生活。
參考文獻：
[1]馮育長.單片機系統設計與實例指導[M].北京：西安電子科技大學出版社，2007
單片機應用范文3
【關鍵詞】單片機；電機控制；應用；邏輯運算
0 前言
在電氣化日益發達的今天，電機一直在現代化的生產生活中發揮著至關重要的作用。無論是在工業生產、交通運輸還是在生產控制、工業設計等領域都有著廣泛的應用。單片機實現電機控制是隨著自動化技術的發展和研究的深入，微處理器技術和生產工藝流程的改進，單片機在成本、性能、效率等方面有著工業控制計算機和可編程控制器無法超載的性能。目前，國內在這方面的運用還很有限，但單片機實現對電機的控制是一個發展趨勢，如何才能發揮好單片機在電機控制中的應用，是本文探討的重點。
1 單片機對電動機控制所起的作用
一般來講，單片機對電動機的控制主要有兩種，即簡單控制和復雜控制，簡單控制是對電動機實現啟動制動、正反轉控制以及順序控制，這種控制可以通過單片機可編程控制器以及相對應的開關元器件來實現。復雜控制是實現對轉速、轉角、轉矩、電壓、電流等物理量的控制等。
單片機集成微處理器和控制單元實現對邏輯模塊更快速、精確度更高的復雜控制。如果想調換控制規律，不必改變系統的硬件電路，只需修改程序即可。單片機憑借著強大的功能運算，方便的可編程控制環境，實現特定的邏輯判斷、定時、計數和邏輯運算等。隨著生產工藝的改進和技術的發展，很多單片機為了提升性能，增加了比較、捕捉和轉換等功能，并增添了看門狗、串行總線接口等元器件，使新一代單片機功能更強大，運算速度更快，加上一些優化的數字控制、數字濾波等算法，單片機通過流水線技術便可實現對指令的執行和控制。
2 單片機對電機控制的要求及技術指標
電力拖動是以電動機為動力使生產機械運行以完成一定的生產任務的拖動方式。這是實現單片機對電機控制的最重要環節。一般情況下，電力拖動系統有四個組成部分：電動機、工作機構、電源及控制設備，電機控制的任務是使電動機的運動滿足生產機械的要求。電機控制需要傳動系統穩定運行的條件。實際上，電機控制的穩定運行需要電動機的機械特性、工作機械的機械特性、電氣傳動的穩定運行條件等方面因素的影響和制約。
生產機械對電動機控制有著特殊的要求。
1）調速。人為地改變電動機的機械特性（此時電動機的機械特性叫人工機械特性），使其與生產機械的機械特性相交于不同的點，從而使拖動系統得到不同的恒定運行轉速。
2）穩速。通過控制系統的作用，使拖動系統的恒定轉速不受外來干擾的影響。
3）加速與減速。不同的生產機械對電動機轉速的過渡過程有不同的要求。例如，對頻繁起動、制動的生產機械，要求盡量縮短電動機的起動、制動時間；對于不宜經受劇烈速度變化的生產機械，則要求電動機的起動、制動越平穩越好；對于單片機電機控制，電動機的起動、制動特性需要滿足特定的生產需求。
3 單片機在電機控制中的應用分析
3.1 單片機控制電機系統的硬件電路分析
單片機在工業生產中有著廣泛深入的應用。在單片機控制電機系統中步進電機又是重要的組成部分。通過步進電機可以實現電路的良好控制，基于步進電機在生產控制中的精確性和實用性，通過控制系統功能開發要求，設計基于單片機的步進電機開環控制系統?？刂葡到y通過單片機ROM及RAM、輸入輸出設備、顯示器、步進電機環形分頻器、復位電路、高低電平等實現對電機系統的綜合控制，進而通過特定的功能設置進行電機正反轉、急停等。為了實現對系統的正常運轉，在硬件電路中設置中斷電路、復位電路等實現對整個系統的綜合控制。
在電源設計方面，利用LM7812和LM7805芯片得到12V和5V的電壓；在按鍵設計方面，主要是通過用單片機的P0口來實現對信息控制的輸入，將按鍵開關和P0連接起來，通過高低電平控制單片機執行相應的操作?？紤]到系統的穩定性和可靠性，本系統選用ULN2004芯片作為步進電機的驅動設計。在單片機控制電機的過程中，可以通過高低電平來判斷電機運轉是否正常。如果電機正常運轉，可以設置狀態指標燈為發光狀態，否則指標燈為熄滅狀態。時鐘電路是計算機的心臟，它控制著計算機的工作節奏，可以通過提高時鐘頻率來提高CPU的速度，本次設計采用的晶振為12MHz。
3.2 單片機控制電機系統的軟件電路分析
軟件系統也是單片機控制電機系統的重要方面，通過軟件設計可以靈活地控制電機是否正常運轉。如果通過程序語言，將控制電機系統的軟件程序寫入可編程器件中，然后通過相應的指令控制電機的運轉。系統分為電機正轉、電機反轉、電機加速與電機減速的幾部分組成，其主程序框圖如圖2所示。
按鍵程序用于判斷P0.0口與P0.1口的值，當p0.0口為0時，電機正轉，當p0.0口為1時，繼續判斷p0.1口的值，p0.1口為0時，電機反轉。系統初始化之后，前進子程序R0用于給P2口輸送不同的值，根據電機轉動的相序，使電機正向轉動，P2口的值分別為01H，03H，02H，06H，04H，0CH，08H，09H。電機反轉原理與正轉相似，此時P2口的值分別為09H，08H，0CH，04H，06H，02H，03H，01H。當電機正轉或反轉的時候，按下加速鍵，調用加速子程序，使電機每轉動一步的延時時間變短，從而實現電機的加速。電機正轉或反轉的時候，按下減速鍵，通過改變電機每轉動一步的延時時間，使時間變長，從而實現電機減速。
4 結束語
單片機在電機控制領域的應用雖然并不廣泛，但隨著單片機芯片技術的發展以及生產工藝流程的改進，其在電機控制領域有著更加廣泛的應用。
【參考文獻】
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單片機應用范文4
【關鍵詞】傳感器 設計 單片機 應用
立足于傳感器設計，應盡量地使傳感器的性能提高，對它的生產的一系列方面進行有效地控制，從而滿足標準化、高性能，小型化的輸出要求。然而，在微電子與計算機技術不斷進步的影響下，特別是系列化發展的單片機有著非常大的運算性能，以其低廉的價格和微小的體積沖擊著傳統意義上的傳統器探究形式。下面，筆者闡述了傳感器設計中單片機技術應用的一些問題。
1 傳感器的基礎內容分析
簡言之，傳感器是一種可以對物體進行檢測的設備，其結合確定的精確度轉化被測物體的基本參數為具備一定關系的測量設備。傳感器跟人們的感覺器官非常得相似。溫控傳感器就像是人們的觸覺、在物體表面出現改變的過程中就能夠進行回應；聲敏傳感器就像是人們的聽覺，借助聲音的振動改變對信息進行傳遞，氣敏傳感器就像人們的嗅覺，結合氣味的改變進行反應；光敏傳感器就像人們的視覺，對光的改變非常敏感。在有些情況下，傳感器對某種性能有著獨特的需要，像是溫控開關傳感器，此種傳感器性能的表現就是溫度的細小改變。
2 單片機技術和它的應用
單片機屬于借助電路芯片實施自動化控制的微機系統，在此種芯片上，有效地集成了I/O 口、存儲器、CPU等一系列的功能模塊，一起組合而成了小型的微機控制系統。從單片機硬件上而言，它不但有半導體硅片熱和光的性能，還因為比較高的集成度而大大地減少了單片機的體積。當今，應用單片機業已十分廣泛，由計算機系統至分析航空航天，都展示了使用中的單片機技術。在持續地應用進程中，也推動了我國工業的技術進步。盡管在傳感器設計中應用單片機技術的時間不是很長，可是卻實現了非常理想的使用成效，并且因為應用了半導體硅材料，更進一步地結合了傳感器和單片機。
3 傳感器設計中單片機技術的應用
當今，傳感器特別是智能傳感器的發展方向是微型化、低成本、低功耗、高精度、可靠性、穩定性，可是，當今不少的傳感器大都面臨體積大、穩定性差、可靠性低、成本高的不足之處，而單片機具備的優勢是成本低、體積小、控制力強、運算能力強等，因此這有助于傳感器的設計。
3.1 應用單片機技術使傳感器可靠性提高
傳統意義上的無單片機技術的傳感器具備比較差的可靠性，而比較低的可靠性常常造成傳感器的穩定性比較差?？煽啃允侵競鞲衅髟陂L期不間斷地運行中輸出量出現的改變，它在跟其它像是抗干擾能力、分辨率、靈敏度等方面的指標和性能上具備非常關鍵的地位。為此，傳感器一直分析的重點就是增強可靠性的一系列指標。傳感器可靠性的提高借助單片機技術實現的原理是，通過單片機技術將傳感器的非線性誤差進行修復，進而使它的可靠性提高。像是在智能濕度傳感器的設計當中應用具備高速A/D轉換器的高速增強單片機，結合應用標準化的單片機開發工具，借助定時器控制A/D轉換器通過相應的采樣頻率實施A/D轉換，借助PC串口對接收智能濕度傳感器A/D轉換結果，且將它的相對濕度計算出來。如此進行測算顯著地簡化了計算相對濕度的電路設計，進而使得它的精確性與穩定性大大地提高。
3.2 應用單片機技術使傳感器抗干擾性能增強
在惡劣的運行環境當中，傳感器往往會受到電磁波、濕度、溫度等一些要素的制約，為此，要求傳感器具備相應的抗干擾性能，進而在不利的環境當中能夠順利地運行，且帶來精確的數據。像是在渦流位移傳感器運行的時候，被測物體有著異樣均勻性的材料，對磁的傳導性能也存在著差異性，這大大地影響了設備的順利運行。因為表面不均勻的材料質地，在實際運行的時候，轉動軸較難精確地運行，在進行轉動的時候，盡管可以確保位置不出現改變，可這個時候的傳感器依舊能夠出現小的電壓輸出，這影響到了最后檢測結果的準確性。為此，在完善固有設備的時候，增強其抗干擾性能是非常必要的。在這種設備上應用單片機技術，在實際運行的時候，每一次轉動一周之后的傳感器轉動軸，單片機設備就能夠修正它所輸出的結果，如此能夠使得因為不均勻性的測量體而導致的誤差彌補，最終使得傳感性設備的測量準確性提高。
3.3 應用單片機技術促進傳感器的演變和發展
當今，在工農業需要與傳感器有關技術發展的影響下，傳感器的種類日益增多，規格和品種也日益成熟，可是，由于歷史遺留的原因，傳感器的I/O（輸入/輸出）信號面臨著不一致的地方，電路系統與運行原理也存在非常大的差異性，這使得傳感器的統一化和標準化進程變慢，這為傳感器用戶帶來一些麻煩的過程中，也不利于有關測試儀和傳感器的應用以及發展。而單片機技術的出現為促使傳感器的統一化帶來的機會與奠定了技術基礎。由于單片機的運算性能比較強，越來越低的成本與小型化的體積有利于測試儀和陳舊傳感器的淘汰，單片機技術的完整性與系統性以及傳感器設備中單片機技術的獨特角色使得傳感器中的很多設備都跟單片機技術有關聯，這有助于推動以單片機有關技術作為主導的統一化與標準化。當前以后將來的一段時期內，我國傳感器的一個發展趨勢就是傳感器的統一化與標準化。綜合研究發現，電路標準化下的傳感器需要具備下面的一些作用：能夠連接高一級的控制單元的作用、具備簡單化的處理信號的作用、具備存儲信號的作用、具備線性校正技術的作用，具備溫度補償技術的作用。除此之外，傳感器運行的標準化也有利于智能儀表規范化的推動，從而使得測試儀器的穩定性能增強，減少成本支出。
4 結語
總之，在傳感器的設計中應用單片機技術，是兩者統一技術優勢的體現，不但使得傳統傳感器的不足之處得以彌補，而且也使得單片機傳感器的性能提高，最終使得傳感器測量的可靠性與穩定性增強，減少了外界的干擾，從而使傳感器的測量精確度提高。
參考文獻
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單片機應用范文5
【關鍵詞】 單片機開發技巧；系統測試；減少bug數目；提高運行效率；優化運行性能
1 概述
隨著微電子通信技術不斷提高以及超大規模集成電路制作工藝的不斷完善，單片機作為微處理器已經滲透到社會中軍用民用等各個領域中，推動著社會現代化不斷向前發展。由于單片機的集成度高，體積小，可靠性良好，控制功能強，功耗低，在導彈導航、各種交通工具的儀表控制，以及互聯網絡設備中的數據通訊與傳輸、門禁卡智能卡識別等方面無處不在，因此對于單片機的學習、開發和應用對于通信工程和自動化工程專業的學生和專業人士是必不可少的，然而在單片機開發與應用過程中，有很多技巧性的東西，需要我們在對于單片機的學習、開發和應用過程中去掌握和了解，從而縮短學習周期，加快對單片機深入理解的步伐，能夠為以后在單片機的開發和應用培養良好的習慣，減少失誤和錯誤發生的概率，最大優化單片機的開發和應用的過程。
2 單片機的應用中的注意事項
單片機已經在各個領域中被廣泛應用，但是在產品中選擇和使用單片機的時候需要注意一些事項，來提高單片機在應用中的可靠性和穩定性。在選擇單片機初期，滿足使用要求和經濟預算的情況下，盡量選擇使用壽命長的單片機型號，避免由于單片機的老化而引起產品或項目工程質量的下降，同時盡量選擇運算速度快、抗干擾能力強以及功耗低的單片機，使其能夠充分滿足產品和項目工程的需要。當一個單片機系統設計完成后，要對整個產品或者系統進行系統測試，其中包括對單片機軟件的單元測試、系統測試以及性能測試，還有對整個系統的上電、掉電測試，ESD和EFT測試以及使用壽命測試，從而對單片機整個系統或產品進行可靠性的了解，避免由于單片機選擇不合適而使產品質量低下。
3 單片機的開發的基本技巧
單片機在開發的過程中，主要使用C語言作為開發語言來驅動單片機工作，所以對于單片機的開發的基本技巧，主要涉及到C語言代碼優化，包括減少C代碼中的bug數目、程序代碼使用率以及代碼性能優化的問題。只有在開發過程中盡量避免這些問題，才能使C語言編碼最優化，減少程序運行時出現的錯誤，開發的程序代碼才能實現最優化，才能在在單片機內良好地運行。
3.1減少C語言代碼的bug數目
人們在做任何事情的時候都會犯錯誤，單片機C語言開發也不例外。如果由于人為的失誤或者錯誤將缺陷帶入到代碼中，那么單片機在運行過程中就有可能出現錯誤，所以在C語言代碼編寫過程中要盡量在人們經常出錯的地方謹慎處理，盡量避免引入缺陷到單片機運行程序中去。常見的缺陷類型有參數類型和范圍問題，一般對單片機系統整體的物理參數、資源參數、應用參數以及過程參數的類型和取值范圍設定的問題上出現錯誤，開發人員由于忽略了各個參數在不同參數類型的計算以及賦值或者函數返回的過程中參數類型的轉變以及取值范圍或取值精度的變化而想當然依舊沒有改變對參數的處理使得程序在運行過程中出現了缺陷問題；另一種常見的bug問題出在各中運算符的優先級計算或者比較的部分，開發人員忽略運算符的優先級選用而使程序存在缺陷；還有常見的bug問題涉及到一維或者多維數組角標的確定或者指針自動變化的問題，此類問題常用循環模塊來計算，由于多層級計算可能會誤導開發人員而為程序引入缺陷。
3.2提高運行效率，優化運行性能
對于單片機開發來說，實現同樣功能的兩個程序片段運行時間和運行可靠性是非常重要的，所以在單片機開發過程中，在實現基本功能的前提下，盡量減少運行代碼的行數，保證運行質量，使得單片機高效快速響應和穩定有效地長期運行。對于提高單片機的運行效率，必須從單片機CPU型號入手，詳細了解CPU內部的加法器、除法器、各種存儲單元、總線的分布以及中斷程序入口等，從而深入了解單片機的物理結構以及各個模塊的工作機理，在單片機開發的過程中要根據各個模塊的工作機理來開發程序代碼，同時，對于代碼之間的邏輯關系也要有深入考究，盡量減少單片機遍歷同樣代碼的次數，提高運行效率。對于單片機程序代碼運行性能的優化，主要是去除運行干擾源、精簡資源開銷以及提高程序容錯率。當有錯誤發生時，使用軟件陷阱和看門狗機制將單片機拉回復位狀態，從而避免由于程序出錯而導致事故發生，提高程序容錯率是開發人員的一項基本素質，需要在開發過程中去鍛煉和培養，在反復訓練和提高中去熟悉單片機的習性，從而避免常見的錯誤而導致單片機運行失敗。
4 總結
單片機的開發和應用技巧，是我們在單片機開發的過車中得到的寶貴的經驗，需要在真正的實施過程中去總結、去體會，當然，還有很多的應用和開發的技巧需要我們不斷努力，在以后的工作、學習和應用中去尋找和總結，使得單片機的學習、開發和應用過程更簡單、更有效，為單片機的開發和應用鋪平前進的道路。
參考文獻：
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[3]蔡亞洲.單片機的應用與開發技巧[J].科技風.2009（19）
單片機應用范文6
【關鍵詞】單片機 應用系統 可靠性 設計
單片機應用系統在我們的生產生活中不斷的發揮越來越重要的作用，因此針對單片機應用系統可靠性設計方面的研究也已經成為了熱門研究問題。單片機應用系統一旦擾可能會產生非常嚴重的后果，會帶來一些不必要的損失。單片機應用系統可靠性主要是硬件可靠性設計和軟件可靠性設計兩個方面。本文將會對單片機應用系統可靠性設計思想進行分析，最后從硬件可靠性設計和軟件可靠性設計兩個方面進行單片機應用系統可靠性設計探討。
1 單片機應用系統可靠性設計思想
根據可靠性研究理論，硬件是單片機應用系統的基礎要求，軟件是單片機應用系統的大腦；但是必須要考慮到單片機應用系統是要在一定的環境中被人操作進行運行的，因此單片機應用系統的可靠性設計必須還要考慮到對人和環境的適應性。因此在單片機應用系統的可靠性設計研究中主要是以故障為核心，考慮到人-機-環境的一體化，從單片機的硬件系統和軟件系統兩個具體的方面進行研究論證。在實際的工程實踐過程中，單片機應用系統硬件和軟件的避錯、容錯設計和抗干擾設計是提高單片機應用系統可靠性的主要內容?？垢蓴_設計可以保證單片機應用系統能夠在復雜的環境下可以抵抗各種干擾保持正常運行；避錯、容錯設計可以使單片機應用系統在面對一些錯誤的時候可以進行適當的診斷和容錯，保證系統能夠正常的進行運行。
2 單片機應用系統擾后果
單片機應用系統擾后會產生較為嚴重的后果，其中這些后果主要有以下幾個方面：
2.1 出現數據誤差
一旦單片機應用系統的前向通道擾時就會導致單片機應用系統的數據采集的誤差增大。如果單片機應用系統前向通道的傳感器接口是小電壓輸出，那么數據誤差會非常嚴重。
2.2 程序運行混亂
單片機應用系統被外來干擾侵入，如果干擾導使單片機應用系統的輸出誤差加大，導致邏輯狀態改變的話就會使整個單片機應用系統的控制失常。更為嚴重的是如果干擾較強會使程序計數器值改變，導致系統無法正常運行，最終單片機應用系統死機。
2.3 單片機應用系統被控對象混亂
出現干擾后：如果單片機的內部程序指針出現不準就會導致錯誤的程序被運行；如果DRAM中的數據被沖亂也會導致程序計算出現錯誤的結果；如果中斷系統被誤觸發就會導致系統進行錯誤的中斷處理；這些都會導致單片機應用系統的被控對象混亂。出現干擾的位置在鎖存電路和被控對象間的線路的話會導致被控對象的不穩定。
2.4 數據變化
單片機應用系統中RAM數據可能會因為干擾而發生變化，ROM雖然可以避免干擾對其產生影響，但是如果RAM和片內各種特殊功能寄存器都發生了變化的話，程序的最終計算都會產生錯誤的結果。
3 單片機應用系統硬件可靠性設計
單片機應用系統的硬件可靠性設計主要是從供電系統穩定性、印刷電路板布線、提高電元件可靠性、雙機冗余設計這幾個方面進行。
3.1 供電系統穩定性
提高單片機應用系統供電系統穩定性可以防止干擾從電源系統進入單片機。具體的做法是采用交流穩壓器保證單片機應用系統供電穩定性；采用隔離變壓器來除高頻噪聲；采用低通濾波器除掉工頻干擾。同時一定要保證供電功率足夠單片機應用系統使用，單片機應用系統主機部分要采用單獨的穩壓電源。
3.2 印刷電路板布線
單片機應用系統的電路板印刷布線應采用可以提供較好的接地網的多層印制電路板，這樣就可以較好的避免地電位差和元件的耦合。電路板中要進行合理的分區設計，地線要注意保持有序的和電源端的地線連接。為了使硬件系統更好的具有可靠性，要保證元件面和焊接面不得平行，防止出現較大的寄生耦合，信號線之間的距離要合理的調大防止干擾。
3.3 提高電元件的可靠性
進行單片機應用系統的硬件制造時要選用高質量的電元件，同時對于選定品牌的電元件要進行相應的測試和篩選，一定要保證電元件的可靠性，防止因為電元件質量問題導致單片機應用系統的可靠性降低。在進行單片機應用系統硬件設計時也要考慮選用技術參數有適當余量的電元件。
3.4 雙機冗余設計
在單片機應用系統中一些對可靠性要求較高的地方，要采用雙機冗余設計。這種單片機應用系統有主機和從機兩部分，正常情況下由主機進行正常運行控制，一旦主機出現故障，仲裁器會自動的切斷主機的控制權限，使從機發揮功能，完成相應的運行控制。這種雙機冗余設計可以進一步的增強單片機應用系統的硬件可靠性。
4 單片機應用系統軟件可靠性設計
單片機應用系統軟件可靠性設計主要是從數據誤差軟件對策、運行失控軟件對策、指令冗余、程序監視跟蹤定時器幾個方面進行。
4.1 數據誤差軟件對策
采用軟件濾波算法將出現誤差的數據進行過濾處理，可以避免因為輸入信號干擾導致的輸出控制出錯。這種方法需要根據信號變化的規律選擇合適的算法：算數平均值法、中值法、一階遞推數字濾波法等。
4.2 運行失控軟件對策
這種運行失控軟件對策可以及時的發現單片機應用系統中運行失常的軟件程序，并及時的進行處理，將整個系統恢復到初始狀態。防止單片機應用系統完全失常。
4.3 指令冗余
單字節的指令上出現錯誤程序時可以自動進入正確的指令軌道，但是多字節的指令操作上出現錯誤時會使程序出現連續錯誤，因此可以在對程序流向有關鍵作用的地方插入兩條NOP指令，這樣就可以使被彈飛的指令進入正軌。
4.4 程序監視跟蹤定時器
程序監視跟蹤定時器可以和軟件進行配合使用，這種配合使用將會使軟件系統的可靠性大大增強。它可以為CPU提供恢復信號，還可以進行看門狗監視，較好的保證單片機應用系統軟件的可靠性。
參考文獻
[1]陳敏捷，田國璋.旋轉編碼器的抗抖動計數電路[J].電子技術應用，2011，（11）：70-71，75.
[2]邊永青.旋轉編碼器與PC接口設計[J].工業控制計算機，2013，（5）：23-25.
作者簡介
杜洪林（1981-），男，吉林省吉林市人。碩士研究生學歷?，F在供職于揚州市職業大學。研究方向為電子與通信工程。
