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單片機畢業論文范文1
隨著我國社會與經濟的發展,人民生活水平不斷提高,人們對區域治安環境以及安全防范的要求也越來越高,同時現代化技術高度發展的今天,犯罪更趨智能化,手段更隱蔽,所以保證區域的安全必須從運用現代化的防盜報警技術。在現代化防盜報警技術中,紅外技術有四大優點:環境適應性好,在夜間和惡劣天候下的工作能力優于可見光;隱蔽性好,不易擾;由于是靠目標和背景之間、目標各部分的溫度和發射率差形成的紅外輻射差進行探測,因而識別偽裝目標的能力優于可見光;紅外系統的體積小,重量輕,功耗低。但有三大因素制約著其效果:目標的光譜特性;探測系統的性能;目標和探測口之間的環境和距離。所有探測技術的發展都有三個階段:a.探測信號的強度,得到目標的"黑白照片",這是初級階段;b.探測信號的強度和波長,得到目標的"彩色照片",達到中級階段;c.探測信號強度、波長和相位,得到目標的"全息照片",這才達到探測技術的高級階段。目前的紅外技術處于其初級階段的后期,正向中級階段發展,其標志是研制出了雙(多)色紅外探測器,得到了目標熱圖象的"彩色照片"?？梢灶A計,今后雙色探測器將隨單波段探測器及其配套技術的成熟和市場需求的增加而加快發展,并將集中在以下五個方面:(1)集成化的雙色探測器有利用簡化系統結構,能充分利用半導體材料制備技術的最新成果,便于器件焦平面化,其中HgCdTe合金系和各種量子阱/超晶格材料系統將得到重點發展。(2)采用焦平面器件,更好的滿足系統的要求,同時也有利于簡化系?統結構,降低成本。(3)為明顯的提高系統的性能,雙色探測器將向大面陣和長線列發展。(4) 雙波段系統將克服在光學設計和加工、信號處理和顯示等方面的困難,縮小體積、減輕重量等,以便擴大其應用范圍。 (5) 隨材料、器件和系統技術的進步,雙色探測器將向更多的光譜波段發展,既包括拓寬光譜波段,也包括將光譜波段劃分成更為細致的波段,以獲得目標的"彩色"熱圖象,更豐富、更精確、更可靠地得到目標的信息。
課題研究目標、內容、方法和手段:
本課題研究紅外監控系統的設計與實現。主要實現對象是被動紅外防盜報警探測器。其包括硬件和軟件兩大部分。主要包括對于硬件的構成以及軟件的接入進行描述。通過51單片機、驅動電路、傳感器、GSM等技術來進行設計與實現。
設計(論文)提綱及進度安排:
4月6日至4月25日
分析題目查閱資料學習與畢業設計相關的知識
4月25日至5月15日
硬件實現、軟件編寫、進行方案論證
5月15日至6月10日
測試硬件、調試軟件撰寫畢業論文并征求導師意見,修改畢業論文,進行畢業論文的評議。
主要參考文獻和書目:
[1]張玉香.新型遙控接收模塊HS0o38〔J〕.無線電,1998,7
[2〕高茹云.通訊電子線路仁M〕.西安:西安電子科技大學出版社,1999。
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[5]蔡軼.通用遙控解碼電路.電子技術1995 .1
[6]施德恒,郭峰光譜識別型激光警戒系統述評激光與紅外l99929(l):9一13
[7]盧萬欣,梁桂云,韓永林激光預警裝置激光技術199218(3):180一183
[8]沙占友,王彥朋,孟志永等.單片機外圍電路設計. 北京:北京電子工業出版社,2003。
[9]周航慈.單片機應用程序設計技術. 北京:北京航空航天大學出版社,2002。
[10]付偉激光告警中的多元相關探測技術紅外與激光技術1992(6):23一27
單片機畢業論文范文2
20××年3月，我開始了我的畢業論文工作，時至今日，論文基本完成。從最初的茫然，到慢慢的進入狀態，再到對思路逐漸的清晰，整個寫作過程難以用語言來表達。歷經了幾個月的奮戰，緊張而又充實的畢業設計終于落下了帷幕。回想這段日子的經歷和感受，我感慨萬千，在這次畢業設計的過程中，我擁有了無數難忘的回憶和收獲。
3月初，在與導師的交流討論中我的題目定了下來，是：8031單片機控制LED顯示屏設計。當選題報告，開題報告定下來的時候，我當時便立刻著手資料的收集工作中，當時面對浩瀚的書海真是有些茫然，不知如何下手。我將這一困難告訴了導師，在導師細心的指導下，終于使我對自己現在的工作方向和方法有了掌握。
在搜集資料的過程中，我認真準備了一個筆記本。我在學校圖書館，大工圖書館搜集資料，還在網上查找各類相關資料，將這些寶貴的資料全部記在筆記本上，盡量使我的資料完整、精確、數量多，這有利于論文的撰寫。然后我將收集到的資料仔細整理分類，及時拿給導師進行溝通。
4月初，資料已經查找完畢了，我開始著手論文的寫作。在寫作過程中遇到困難我就及時和導師聯系，并和同學互相交流，請教專業課老師。在大家的幫助下，困難一個一個解決掉，論文也慢慢成型。
4月底，論文的文字敘述已經完成。5月開始進行相關圖形的繪制工作和電路的設計工作。為了畫出自己滿意的電路圖，圖表等，我仔細學習了Excel的繪圖技術。在設計電路初期，由于沒有設計經驗，覺得無從下手，空有很多設計思想，卻不知道應該選哪個，經過導師的指導，我的設計漸漸有了頭緒，通過查閱資料，逐漸確立系統方案。方案中LED顯示屏行、列驅動電路的設計是個比較頭疼的問題，在反復推敲，對比的過程中，最終定下了行驅動電路采用74LS154譯碼器，列驅動電路采用74HC595集成電路。
當我終于完成了所有打字、繪圖、排版、校對的任務后整個人都很累，但同時看著電腦熒屏上的畢業設計稿件我的心里是甜的，我覺得這一切都值了。這次畢業論文的制作過程是我的一次再學習，再提高的過程。在論文中我充分地運用了大學期間所學到的知識。
我不會忘記這難忘的幾個月的時間。畢業論文的制作給了我難忘的回憶。在我徜徉書海查找資料的日子里，面對無數書本的羅列，最難忘的是每次找到資料時的激動和興奮；親手設計電路圖的時間里，記憶最深的是每一步小小思路實現時那幸福的心情；為了論文我曾趕稿到深夜，但看著親手打出的一字一句，心里滿滿的只有喜悅毫無疲憊。這段旅程看似荊棘密布，實則蘊藏著無盡的寶藏。我從資料的收集中，掌握了很多單片機、LED顯示屏的知識，讓我對我所學過的知識有所鞏固和提高，并且讓我對當今單片機、LED顯示屏的最新發展技術有所了解。在整個過程中，我學到了新知識，增長了見識。在今后的日子里，我仍然要不斷地充實自己，爭取在所學領域有所作為。
腳踏實地，認真嚴謹，實事求是的學習態度，不怕困難、堅持不懈、吃苦耐勞的精神是我在這次設計中最大的收益。我想這是一次意志的磨練，是對我實際能力的一次提升，也會對我未來的學習和工作有很大的幫助。
在這次畢業設計中也使我們的同學關系更進一步了，同學之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對我們更好的理解知識，所以在這里非常感謝幫助我的同學。
在此更要感謝我的導師和專業老師，是你們的細心指導和關懷，使我能夠順利的完成畢業論文。在我的學業和論文的研究工作中無不傾注著老師們辛勤的汗水和心血。老師的嚴謹治學態度、淵博的知識、無私的奉獻精神使我深受啟迪。從尊敬的導師身上，我不僅學到了扎實、寬廣的專業知識，也學到了做人的道理。在此我要向我的導師致以最衷心的感謝和深深的敬意。
畢業論文工作總結（二）
20××年11月，我開始了我的畢業論文工作，經過長時間的寫作到現在論文基本完成。論文的寫作是一個長期的過程，需要不斷的進行精心的修改，不斷地去研究各方面的文獻，認真總結。歷經了這么久的努力，終于完成了畢業論文。在這次畢業論文的寫作的過程中，我擁有了無數難忘的感動和收獲。12月初，在與導師的交流討論中我的題目定了下來，是：傳播學視野下的青春文學現象——從80后作家談起.當開題報告定下來之后，我便立刻在學校的圖書館著手資料的收集工作中，當時面對眾多網絡資料庫的文章真是有些不知所措，不知如何下手。我將這一困難告訴了指導老師，在老師的細心的指導下，終于使我了解了應該怎么樣利用學校的浩瀚的資源找到自己需要的青春文學方面的資源，找了大概100篇左右相關的論文，認真的閱讀，總結筆記，為自己的論文打好基礎。主要是為了發現過去那些論文之中的觀點，然后避免有重復的觀點出現，爭取從一個全新的角度去研究青春文學。
在搜集資料后，我在電腦中都進行分類的整理，然后針對自己不同部分的寫作內容進行歸納和總結。盡量使我的資料和論文的內容符合，這有利于論文的撰寫。然后及時拿給老師進行溝通，聽取老師的意見后再進行相關的修改。老師的意見總是很寶貴的，可以很好的指出我的資料收集的不足以及需要什么樣的資料來完善文章。
1月初，資料已經查找完畢了，我開始著手論文初稿的寫作。初稿的寫作顯得邏輯結構有點不清晰，總是想到什么相關的問題就去寫，而沒有很好的分出清晰的層次，讓文章顯得有點凌亂，這樣的文章必然是不符合要求的，但畢竟是初稿，在老師的指導下還要進行反復的修改。
寫作畢業論文是我們每個大學生必須經歷的一段過程，也是我們畢業前的一段寶貴的回憶。當我們看到自己的努力有收獲的時候，總是會有那么一點點自豪和激動。任何事情都是這樣子，需要我們腳踏實地的去做，一步一個腳印的完成，認真嚴謹，有了好的態度才能做好一件事情，一開始都覺得畢業論文是一個很困難的任務，大家都難免會有一點畏懼之情，但是經過長時間的努力和積累，經過不斷地查找資料后總結，我們都很好的按老師的要求完成了畢業論文的寫作，這種收獲的喜悅相信每個人都能夠體會到。這是一次意志的磨練，是對我實際能力的一次提升，相信對我未來的學習和工作有很大的幫助。
在這次畢業論文中同學之間互相幫助，共同商量相關專業問題，這種交流對于即將面臨畢業的我們來說是一次很有意義的經歷，大學四年都一起走過了，在最后我們可以聚在一起討論學習，研究專業問題，進而更好的了解我們每個人的興趣之所在，明確我們的人生理想，進而在今后的生活和工作中更好的發揮自己的優勢，學好自己的專業，成為一個對于社會有用的人.
單片機畢業論文范文3
本文首先介紹數據采集卡系統系統的特點、現狀單片機畢業論文及趨勢。然后對各模塊的工作原理進行詳細介紹,并給出了各模塊程序流程圖及程序的設計。該卡具有很強的實用意義,有非常廣泛的應用前景。
Abstract
This paper introduce the software design of data colletion card system, design the analog-digital conversion module, data storage module, real-time control module and the bus interface module, and so on. The card use 8051 MCU control the data collection, storage and display, SCM control sensors to conduct real-time data collection, A / D converter will be conver analog to digital, and then store and dispiay that. The card have the advantage of small in size, can work outline and have strong anti-interference capability .It overcome shortcome of the traditional data collection system,such as big size, can not work outline and are not easy to carry.It can be easily in different locations for data collection.
Firstly,the paper introduce the characteristics, status and trends of data collection card systerm. Then introduce the principle of each module in detail, and gives the process flow chart and the design process of each module. The card has strong practical significance and a very wide range of applications.
目 錄
摘 要
ABSTRACT
第一章 前 言 5
1.1 課題研究背景 5
1.2 數據采集系統的概述 5
1.3 數據采集卡系統的簡介 6
1.3.1 什么是數據采集卡系統 6
1.3.2 數據采集卡系統的特點 7
1.3.3 數據采集卡系統的發展趨勢 8
1.3.4 數據采集卡的技術指標 9
第二章 系統軟件整體的設計 10
2.1 整體電路 10
2.1.1 傳感器的選型 12
2.1.2 前置端放大的硬件電路設計 12
2.1.3 數字濾波器的硬件電路設計 13
2.2 系統的結構框圖 14
2.3 程序設計體系結構 16
2.4 主程序流程圖的設計 16
第三章 A/D轉換模塊的設計 18
3.1 A/D轉換的硬件電路設計 18
3.1.1 A/D轉換器的選擇指標 18
3.1.2 A/D轉換器的選擇 18
3.1.3 應用ADC0809實現數模轉換電路 21
3.2 ADC0809與單片機的接口電路 22
3.3 A/D轉換模塊的流程圖及程序 24
第四章 顯示模塊的軟件設計 27
4.1 8279及LED顯示器與單片機的接口電路 27
4.2 顯示模塊的程序流程圖及程序 28
第五章 存儲模塊的軟件設計 31
5.1 62128存儲器與單片機的接口電路 31
5.2 存儲模塊程序流程圖及程序 32
第六章 數據采集卡與總線接口的硬件電路設計 34
6.1 總線的選擇 34
6.2 ISA總線接口 35
6.3 ISA總線接口卡設計基本問題 39
6.3.1 I/0端口地址空間 39
6.3.2總線競爭、隔離和驅動 40
6.4單片機與總線連接的硬件電路設計 40
結 論 44
單片機畢業論文范文4
關鍵詞：單片機；串行通信；總線；計算機；接口
隨著自動化技術、計算機技術和網絡通信技術的飛速發展和廣泛應用，論文工業過程的智能化、自動化監測與控制系統的應用日益廣泛．單片機系統由于其抗干擾性能較好被大量應用到工業過程控制的各個領域。因為工業現場環境較惡劣，單片機系統在使用過程中通常會出現一些設計時想不到的新情況、新問題，這就需要進一步修改和完善．因此，有必要設計一套單片機綜合實驗系統，根據工業現場反饋的各種問題，隨時對系統中的功能模塊進行實驗研究和分析，解決工程實際問題．本文設計的這套單片機綜合實驗系統具有自動采集多路模擬量、對采集的數據進行處理和顯示、根據設定的參數自動調節和控制輸出、與計算機進行遠距離數據通信等功能．
1系統組成及工作原理
綜合實驗系統主要由以下幾部分組成：89C51單片機及其仿真系統，溫度、壓力等模擬量傳感器及其接口電路，A／D轉換模塊，數據存儲模塊，按鍵控制模塊，日歷時鐘模塊，看門狗電路模塊，FP—GA模塊，液晶顯示模塊，通信模塊及上位計算機，其組成框圖如圖1所示．系統采用89C51單片機作為主控芯片，A／D轉換模塊將多路模擬信號轉換為數字信號；外部數據存儲模塊為該系統采集的數據提供存儲空間；按鍵控制模塊向CPU傳回鍵值，用來設置和調節系統參數；日歷時鐘芯片不僅可以給系統提供準確的時間，而且為系統提供掉電保護功能；看門狗電路模塊為系統提供了精確復位和低電壓監控功能，一旦系統出現故障或程序跑飛，它就可以在超時周期之后使CPU復位，提高系統的整體可靠性和抗干擾能力．FPGA模塊是現場可編程邏輯門陣列，通過編程可將它作為多種數字邏輯器件使用；LCD液晶顯示模塊可以同時顯示多行字符及自造圖形，主要用來顯示采集到的數據、系統時間等；兼容RS485和RS232兩種協議的全雙工串行通信接口，可以與上位計算機進行遠(約1200m)近(約15m)距離的數據通信[1]；上位計算機將接收的數據進行存儲、顯示、繪制模擬曲線、打印曲線和數據文件，按照用戶的具體要求作進一步的數據分析和處理，同時發送控制參數，對被測對象的溫度、壓力等進行控制和調節．
2系統硬件設計
2．1單片機仿真系統
單片機仿真系統可以模擬CPU在仿真機上運行用戶程序(程序和數據存儲器借用仿真機的)，也可以連接外部電路來實現動態監測與控制功能．仿真機一般都具有單片機的基本功能部件，如CPU、RAM、用戶程序存儲區、鍵盤等；具有單步、設置斷點(以便隨時觀察內部各RAM、特殊功能寄存器的數據變化)、連續運行用戶程序的功能[2]．
監控程序放置在仿真機內，要仿真的CPU器件位于仿真機外仿真線的端頭，畢業論文更換不同的仿真頭和CPU，該機可以仿真8031、89C2051、89C51等類型的單片機，該機的調試軟件可以直接編輯匯編源程序．通過仿真機進行編程和調試減少了對芯片的頻繁寫人、擦除和修改操作，只有當程序調試順利通過才將程序寫入芯片，編程方便且節省時間．
2．2傳感器的選擇及信號變送電路的設計
傳感器作為系統的感知器件，直接影響著系統的精度和穩定性．本實驗系統中，溫度傳感器選用精度高，線性度好，使用方便的LM335傳感器；壓力傳感器選用標準應變式壓力傳感器，它具有精度高、響應速度快、分辨率高等特點．傳感器接El電路的設計采用了模塊化設計方法，設計了溫度、壓力等專門接口電路，直接與上述各種傳感器相連．由于從傳感器輸出的模擬電信號非常微弱，需對這些模擬信號進行放大，同時為了確保信號不失真，選用了線性度好、抗干擾能力強的高精度運放OP07，其特點是輸入失調電壓較高、溫漂較小、開環電壓增益較高、共模抑制比較大，它輸出的模擬信號經10位A／D轉換器TLC1543轉換成數字信號后，送人89C51進行處理．
2．3通信模塊的設計
計算機(PC)串行通信端口是RS232負邏輯電平，該實驗系統上既有RS232接El，又有RS485接口，可以通過RS232總線進行點對點通信，也可以通過RS485總線進行多機通信_3]，RS485總線上最多可掛接32個綜合實驗系統，總體布局如圖2所示．所以實現計算機和該實驗系統之間的近距離通信，通過RS232接口即可；若要實現計算機和該實驗系統之間的遠距離通信，則必須將RS232電平轉換為RS485電平后，才可將實驗系統掛接在RS485總線上．RS232-RS485電平轉換原理如圖3所示，通過MAX485的差動輸入(A、B)與RS485總線相連進行信號的收／發，由于RS485總線上只能進行半雙工通信，所以MAX232和MAX485之間除了接收和發送線外，還有一個信號線來控制MAX485的接收使能(RE)和發送使能(DE)，在PC與RS232相連的這一側，通過PC的請求發送(RTS)來控制．
2．4串行總線I*2C
I*2C總線是PHILIPS公司開發的一種簡單、雙向二線制串行總線[4]．它只需兩根線(串行時鐘線SCL和串行數據線SDA)就能完成掛接在總線上的若干個IC器件與微處理器之問的數據交換．該實驗系統采用具有IC總線接口的看門狗芯片CATll61和可編程實時時鐘芯片PCF8563，由于單片機89C51自身沒有IC總線接口，所以采用軟件合成IC總線與它們相接．
IC串行總線與并行總線的最大區別在于：并行總線有地址總線，CPU通過地址總線訪問從器件；而IC總線利用數據傳送中的前幾個字節傳送地址信息，所以占用CPU的口線大大減少[5]．隨著智能化測控儀器日趨小型化和集成化，IC串行總線正在逐步取代傳統的并行總線．．5抗干擾設計
工業監控現場工作環境一般較差，干擾較嚴重，為了保證系統可靠工作，必須解決抗干擾問題．針對工業監控現場可能產生的干擾、干擾來源、傳播途徑等，采用了軟硬件方法對系統進行抗干擾設計．硬件抗干擾設計主要包括：對電源噪聲進行濾波、大功率驅動電路接口進行光電隔離、集成電路芯片的VCC與地之間并連電容、優化電路板的布線、看門狗監控等；軟件抗干擾設計主要包括：軟件陷阱、軟件自恢復、數字濾波、求平均值等．
對于數據輸入通道的干擾，采用軟硬件結合的方法進行濾波．當存在隨機干擾而使被測信號中混入了無用成分時，碩士論文首先經過一個時間連續的RC濾波電路，再經A／D變換成二進制數字量后，進行數字濾波．因為硬件濾波能很好地抑制高頻干擾，而對低頻干擾的濾波效果卻較差；而軟件數字濾波算法對低頻干擾具有較好的抑制能力．
在控制強電設備的開關量輸出通道中，為防止現場強電磁干擾或工頻電壓通過輸出通道反串到監控系統，采用了光電隔離技術．因為光信號的傳輸不受電場、磁場的干擾，可有效地防止干擾信號因耦合而進入系統，達到電氣隔離的效果．
3系統軟件設計
系統軟件包括單片機軟件和PC機軟件．單片機軟件采用模塊化結構，利用MCS一51匯編語言編寫．根據要實現的功能，該軟件由主程序以及數據采集、A／D轉換、數據通信、日歷時鐘編程、鍵盤中斷調控、液晶顯示、D／A轉換、數碼管顯示等程序模塊組成．下面以加熱爐的爐溫控制為例，給出系統程序流程圖如圖4所示．
PC機軟件的主要功能是對單片機系統采集的數據進行存儲、處理、動態模擬顯示、報表繪制、打印輸出等．PC機軟件采用VisualBasic6．0編寫，醫學論文PC機與單片機之間的實時通信程序主要是通過計算機的串行通訊口進行數據的實時采集和雙向通信，此外，PC機程序還將單片機采集過來的數據按照用戶的具體要求進行動態顯示、數據統計、生成報表和數據文件等，并對不同情況下得到的數據進行對比分析，總結出變化規律．
4實驗結果與分析
為了測試該系統的實時性，將5臺綜合實驗系統與工業計算機組成分布式多機通信系統，單片機串口工作方式1(傳送一幀信息10位)，波特率2400bps，一幀數據采用5個字節(其中數據占2個字節是因為A／D轉換結果是10位)的格式，如表1所示．5臺實驗系統各采集一次數據給PC機傳送時，理論上連續發送速率為2400／(10*5*5)===9．6次／s．經過測試發現，計算機在120ms后收到了5臺綜合實驗系統發送的共250位數據，實際發送速率約為8次／s，這是因為有狀態轉換和等待時間；為了測試系統的可靠性和穩定性，將調試好的程序寫入單片機芯片，使系統連續運行，120h后觀察系統仍然在按設定的流程工作，沒有出現死機現象．該系統經過多次改進和實驗驗證后，據此設計了工業加熱爐爐溫控制系統并在工業現場安裝使用，結果系統能連續正常工作(工業計算機故障除外)，測量隨機誤差為±0．01℃，控制結果滿
足了實際要求．
5結論
該綜合實驗系統不僅能為以單片機為核心的系統前期探索研究提供一種方便的實驗裝置，而且能在遠離工業現場的實驗室解決工業應用中的實際問題．實驗結果表明該系統可以將許多分散的實驗項目整合在一起進行研究和分析，節約資源，降低成本；實驗數據正確率高，通信實時性強，系統工作可靠；單片機串行網絡構成的分布式通訊系統靈活性強，易于擴充，其基本原理適用于工業現場的分布式數據采集、檢測及控制系統，具有很大的實用價值．
參考文獻：
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[3]高紅紅．礦區專用鐵路調度監督系統的研制[J]．現代電子技術，2005，21：84．GAOHong-hong．ResearchandDevelopmentofDis—patchandSupervisionSystemofMineRailway[J]．ModernElectronicsTechnique，2005，21：84．(inChinese)
單片機畢業論文范文5
關鍵詞：單片機；串行通信；總線；計算機；接口
隨著自動化技術、計算機技術和網絡通信技術的飛速發展和廣泛應用， 工業過程的智能化、自動化監測與控制系統的應用日益廣泛．單片機系統由于其抗干擾性能較好被大量應用到工業過程控制的各個領域。因為工業現場環境較惡劣，單片機系統在使用過程中通常會出現一些設計時想不到的新情況、新問題，這就需要進一步修改和完善．因此，有必要設計一套單片機綜合實驗系統，根據工業現場反饋的各種問題，隨時對系統中的功能模塊進行實驗研究和分析，解決工程實際問題．本文設計的這套單片機綜合實驗系統具有自動采集多路模擬量、對采集的數據進行處理和顯示、根據設定的參數自動調節和控制輸出、與計算機進行遠距離數據通信等功能．
1 系統組成及工作原理
綜合實驗系統主要由以下幾部分組成：89C51單片機及其仿真系統，溫度、壓力等模擬量傳感器及其接口電路，A／D轉換模塊，數據存儲模塊，按鍵控制模塊，日歷時鐘模塊，看門狗電路模塊，FP—GA模塊，液晶顯示模塊，通信模塊及上位計算機，其組成框圖如圖1所示．系統采用89C51單片機作為主控芯片，A／D轉換模塊將多路模擬信號轉換為數字信號；外部數據存儲模塊為該系統采集的數據提供存儲空間；按鍵控制模塊向CPU傳回鍵值，用來設置和調節系統參數；日歷時鐘芯片不僅可以給系統提供準確的時間，而且為系統提供掉電保護功能；看門狗電路模塊為系統提供了精確復位和低電壓監控功能，一旦系統出現故障或程序跑飛，它就可以在超時周期之后使CPU復位，提高系統的整體可靠性和抗干擾能力．FPGA模塊是現場可編程邏輯門陣列，通過編程可將它作為多種數字邏輯器件使用；LCD液晶顯示模塊可以同時顯示多行字符及自造圖形，主要用來顯示采集到的數據、系統時間等；兼容RS485和RS232兩種協議的全雙工串行通信接口，可以與上位計算機進行遠(約1 200 m)近(約15 m)距離的數據通信[1] ；上位計算機將接收的數據進行存儲、顯示、繪制模擬曲線、打印曲線和數據文件，按照用戶的具體要求作進一步的數據分析和處理，同時發送控制參數，對被測對象的溫度、壓力等進行控制和調節．
2 系統硬件設計
2．1 單片機仿真系統
單片機仿真系統可以模擬CPU在仿真機上運行用戶程序(程序和數據存儲器借用仿真機的)，也可以連接外部電路來實現動態監測與控制功能．仿真機一般都具有單片機的基本功能部件，如CPU、RAM、用戶程序存儲區、鍵盤等；具有單步、設置斷點(以便隨時觀察內部各RAM、特殊功能寄存器的數據變化)、連續運行用戶程序的功能[2]．
監控程序放置在仿真機內，要仿真的CPU器件位于仿真機外仿真線的端頭，畢業論文 更換不同的仿真頭和CPU，該機可以仿真8031、89C2051、89C51等類型的單片機，該機的調試軟件可以直接編輯匯編源程序．通過仿真機進行編程和調試減少了對芯片的頻繁寫人、擦除和修改操作，只有當程序調試順利通過才將程序寫入芯片，編程方便且節省時間．
2．2 傳感器的選擇及信號變送電路的設計
傳感器作為系統的感知器件，直接影響著系統的精度和穩定性．本實驗系統中，溫度傳感器選用精度高，線性度好，使用方便的LM335傳感器；壓力傳感器選用標準應變式壓力傳感器，它具有精度高、響應速度快、分辨率高等特點．傳感器接El電路的設計采用了模塊化設計方法，設計了溫度、壓力等專門接口電路，直接與上述各種傳感器相連．由于從傳感器輸出的模擬電信號非常微弱，需對這些模擬信號進行放大，同時為了確保信號不失真，選用了線性度好、抗干擾能力強的高精度運放OP07，其特點是輸入失調電壓較高、溫漂較小、開環電壓增益較高、共模抑制比較大，它輸出的模擬信號經10位A／D轉換器TLC1543轉換成數字信號后，送人89C51進行處理．
2．3 通信模塊的設計
計算機(PC)串行通信端口是RS232負邏輯電平，該實驗系統上既有RS232接El，又有RS485接口，可以通過RS232總線進行點對點通信，也可以通過RS485總線進行多機通信_3]，RS485總線上最多可掛接32個綜合實驗系統，總體布局如圖2所示．所以實現計算機和該實驗系統之間的近距離通信，通過RS232接口即可；若要實現計算機和該實驗系統之間的遠距離通信，則必須將RS232電平轉換為RS485電平后，才可將實驗系統掛接在RS485總線上．RS232-RS485電平轉換原理如圖3所示，通過MAX485的差動輸入(A、B)與RS485總線相連進行信號的收／發，由于RS485總線上只能進行半雙工通信，所以MAX232和MAX485之間除了接收和發送線外，還有一個信號線來控制MAX485的接收使能(RE)和發送使能(DE)，在PC與RS232相連的這一側，通過PC的請求發送(RTS)來控制．
2．4 串行總線I*2C
I*2C總線是PHILIPS公司開發的一種簡單、雙向二線制串行總線[4]．它只需兩根線(串行時鐘線SCL和串行數據線SDA)就能完成掛接在總線上的若干個I C器件與微處理器之問的數據交換．該實驗系統采用具有I C總線接口的看門狗芯片CATll61和可編程實時時鐘芯片PCF8563，由于單片機89C51自身沒有I C總線接口，所以采用軟件合成I C總線與它們相接．
I C串行總線與并行總線的最大區別在于：并行總線有地址總線，CPU通過地址總線訪問從器件；而I C總線利用數據傳送中的前幾個字節傳送地址信息，所以占用CPU的口線大大減少[5]．隨著智能化測控儀器日趨小型化和集成化，I C串行總線正在逐步取代傳統的并行總線．
轉貼于 2．5 抗干擾設計
工業監控現場工作環境一般較差，干擾較嚴重，為了保證系統可靠工作，必須解決抗干擾問題．針對工業監控現場可能產生的干擾、干擾來源、傳播途徑等，采用了軟硬件方法對系統進行抗干擾設計．硬件抗干擾設計主要包括：對電源噪聲進行濾波、大功率驅動電路接口進行光電隔離、集成電路芯片的VCC與地之間并連電容、優化電路板的布線、看門狗監控等；軟件抗干擾設計主要包括：軟件陷阱、軟件自恢復、數字濾波、求平均值等．
對于數據輸入通道的干擾，采用軟硬件結合的方法進行濾波．當存在隨機干擾而使被測信號中混入了無用成分時，碩士論文首先經過一個時間連續的RC濾波電路，再經A／D變換成二進制數字量后，進行數字濾波．因為硬件濾波能很好地抑制高頻干擾，而對低頻干擾的濾波效果卻較差；而軟件數字濾波算法對低頻干擾具有較好的抑制能力．
在控制強電設備的開關量輸出通道中，為防止現場強電磁干擾或工頻電壓通過輸出通道反串到監控系統，采用了光電隔離技術．因為光信號的傳輸不受電場、磁場的干擾，可有效地防止干擾信號因耦合而進入系統，達到電氣隔離的效果．
3 系統軟件設計
系統軟件包括單片機軟件和PC機軟件．單片機軟件采用模塊化結構，利用MCS一51匯編語言編寫．根據要實現的功能，該軟件由主程序以及數據采集、A／D轉換、數據通信、日歷時鐘編程、鍵盤中斷調控、液晶顯示、D／A轉換、數碼管顯示等程序模塊組成．下面以加熱爐的爐溫控制為例，給出系統程序流程圖如圖4所示．
PC機軟件的主要功能是對單片機系統采集的數據進行存儲、處理、動態模擬顯示、報表繪制、打印輸出等．PC機軟件采用Visual Basic 6．0編寫，醫學論文 PC機與單片機之間的實時通信程序主要是通過計算機的串行通訊口進行數據的實時采集和雙向通信，此外，PC機程序還將單片機采集過來的數據按照用戶的具體要求進行動態顯示、數據統計、生成報表和數據文件等，并對不同情況下得到的數據進行對比分析，總結出變化規律．
4 實驗結果與分析
為了測試該系統的實時性，將5臺綜合實驗系統與工業計算機組成分布式多機通信系統，單片機串口工作方式1(傳送一幀信息10位)，波特率2 400 bps，一幀數據采用5個字節(其中數據占2個字節是因為A／D轉換結果是10位)的格式，如表1所示．5臺實驗系統各采集一次數據給PC機傳送時，理論上連續發送速率為2 400／(10*5*5)= = =9．6次／s．經過測試發現，計算機在120 ms后收到了5臺綜合實驗系統發送的共250位數據，實際發送速率約為8次／s，這是因為有狀態轉換和等待時間；為了測試系統的可靠性和穩定性，將調試好的程序寫入單片機芯片，使系統連續運行，120 h后觀察系統仍然在按設定的流程工作，沒有出現死機現象．該系統經過多次改進和實驗驗證后，據此設計了工業加熱爐爐溫控制系統并在工業現場安裝使用，結果系統能連續正常工作(工業計算機故障除外)，測量隨機誤差為±0．01℃，控制結果滿
足了實際要求．
5 結論
該綜合實驗系統不僅能為以單片機為核心的系統前期探索研究提供一種方便的實驗裝置，而且能在遠離工業現場的實驗室解決工業應用中的實際問題．實驗結果表明該系統可以將許多分散的實驗項目整合在一起進行研究和分析，節約資源，降低成本；實驗數據正確率高，通信實時性強，系統工作可靠；單片機串行網絡構成的分布式通訊系統靈活性強，易于擴充，其基本原理適用于工業現場的分布式數據采集、檢測及控制系統，具有很大的實用價值．
參考文獻
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單片機畢業論文范文6
關鍵詞：獨立學院嵌入式課程設置課程改革優化
中圖分類號：G423.04
引言
以我校（武漢長江工商學院）為例，電子信息工程專業主要培養能在信息通信、電子技術、智能控制、計算機與網絡等領域和行政部門從事各類電子設備和信息系統的科學研究、產品設計、工藝制造、應用開發和技術管理的應用型工程技術人才，因此，我們以培養應用型人才為目標制定了培養方案。
課程設置現狀
在我們的培養方案中，除了專業基礎課程（C語言程序設計、電路分析、電工基礎、數字電路、模擬電路）外，有兩條主線：嵌入式方向與信號處理方向。其它方向如微電子、射頻、無線電等方向，考慮到我們學生的基礎以及培養方案總課時的要求，最終選擇了嵌入式與信號處理兩個方向，當然，隨著社會的不斷發展，以后的培養方案可能會考慮微電子等較新的方向。
之所以選擇嵌入式硬件方向為我們的一條主線是因為嵌入式系統是當前很熱門而且很有發展前景并且對于學生而言也是比較好就業的應用領域之一。嵌入式系統在智能化家居、家電，汽車電子、醫療、交通等各個方面都有應用，我們的生活已經離不開嵌入式系統。嵌入式系統是軟硬結合的技術，我們以硬件設計為主設置了我們的課程如下：
表1：嵌入式方向的課程設置
圍繞ARM嵌入式技術這門課，還有微機原理、單片機、EDA、DSP等課程及相關實驗。
學習了微機原理和單片機這兩門課后再學習嵌入式，學生更容易入門，因為嵌入式本身是從單片機發展而來，并且在微機原理與單片機這兩門課程中，我們以匯編指令為主，主要是考慮到做嵌入式系統除了了解ARM處理器工作原理和接口技術還要了解ARM的匯編指令系統。
考慮到嵌入式開發的發展方向與相關領域，我們還設置了EDA技術與DSP技術兩門課。數字圖像壓縮技術是嵌入式的應用領域之一，主要是掌握MPEG編解碼算法和技術和DSP技術，另外，為追求更高速的信號處理速度，現在一些速度要求較高場合，有不少公司是將一些DSP算法用硬件來實現，這就涉及到HDL數字電路設計技術及其FPGA/IP核實現技術。這也是我們將EDA技術與DSP技術這兩門課作為這個方向的專業課程的原因。
課程改革思路
首先是微機原理與單片機這兩門課，目前我們開設《微機原理與接口技術》理論課54課時，實驗課18課時，《單片機原理及其應用》理論課54課時，實驗課18課時，課程設計36課時。微機原理課程主要是幫助學生理解一款微型計算機的工作原理、結構、匯編語言編程及其接口電路，為以后的進一步學習不同的CPU以及計算機應用打下基礎。目前我們的教學還是以8086/8088作為微機原理主講芯片，其難度較大，與實驗教學和學生在課外的實際應用（如參加電子設計系列競賽、制作小作品、畢業論文、課程設計等）脫節，教學效果不理想。
隨著半導體技術的進步，處理器從單核時代進步到了多核時代，并且將來處理核的數目將會越來越多。隨著多核技術的發展，可能不久的將來大多數的軟件開發都將以多核芯片為基礎硬件平臺，隨之而來的是編程語言、數據結構、算法理論、軟件工程等都將隨著多核的出現而進行修訂，對我們專業而言，要考慮的主要是計算機硬件方向的課程設置要進行調整以適應多核時代的到來。經過調研與研討，我們決定將上述兩門課整合優化為《單片機原理與接口技術》54課時及《多核架構與編程技術》54課時。前瞻性的將多核架構及編程技術引入到獨立學院電子信息工程本科培養方案中，將培養方案中的專業基礎知識進行綜合與升華，幫助學生，順應市場格局變化，接受新技術新理念，建立系統、完整的專業基礎理論體系，培養學生綜合應用能力與創新型思維，提高動手實踐能力，開拓學生的專業學術視野。使我們的學生能順應時代的變化，在硬件、軟件方面能夠更好地了解多核思想及編程技術，以適應高新技術的飛速發展的需要。
其次是EDA技術與數字電路的整合。目前我們開設《EDA技術》理論課34課時，實驗課18課時，課程設計18課時，《數字電路》理論課54課時，實驗課18課時，課程設計36課時。這兩門課在實驗和課程設計的內容上有一定的重復。我們可以將這兩門課整合成一門課《數字電路與VHDL》，理論課72，實驗課18，課程設計36課時，改變原有的教學模式和教學內容，建立新的實驗體系，讓學生感受2種不同的設計方法，擺脫傳統的人工設計方法與思維模式，提高學生的創新意識與競爭能力，適應市場的需要。
最后是ARM嵌入式技術，目前我們以ARM7進行理論教學，以LPC2000系列ARM7微控制器及ADS1.2集成開發環境進行實驗，理論課36學時，實驗課18學時，只能滿足低端教學任務。在最初制定教學計劃，大部分ARM系統都是基于ARM7處理器，但是隨著更多應用在嵌入式系統中的實現，嵌入式系統設計向著更高級、更復雜的方向發展，現在基于ARM9處理器的產品越來越多，我們的教學要與時俱進，教學內容也要進行升級為以ARM9進行教學。從ARM體系結構的教學內容上看，ARM9的指令集完全兼ARM7，教學上沒有任何區別。并且學生們面對的編程模型和架構基礎也保持一致。
總結
本校電子信息工程專業實行3+1培養模式，所有課程安排在大一到大三完成，大四學生全部參加實習，現有培養方案中，專業基礎課排在第三、四學期，專業課基本壓縮在第五、六學期，比如上面提到的微機原理安排在第五學期，單片機、EDA技術、ARM嵌入式技術安排在第六學期。通常在第六學期，一部分學生忙于考研，一部分學生忙于找工作，精力沒有全部用于學習專業知識上，但是，經過上面的整合后，我們可以將單片機以及ARM嵌入式技術提前一個學期，再將EDA技術提前兩學期，讓學生們在整個大學的學習過程中，盡早的接觸到專業課程，提高學生們的學習興趣，這不僅可以讓一部分想參加電子設計系列競賽的同學可以盡早的進行系統學習，也可以讓準備考研和找工作的同學投入更多精力學習專業知識。
參考文獻
