单片机应用论文(精选5篇)

目前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,广泛使用的各种智能IC卡等等,这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此,单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。

一、单片机的特点应用

单片机的特点主要有:高集成度,体积小,高可靠性;控制功能强;低电压,低功耗,便于生产便携式产品;易扩展;优异的性能价格比。目前,单片机的应用领域主要包括:办公自动化设备;单片机在机电一体化中的应用;在实时过程控制中的应用;单片机在日常生活及家用电器领域的应用;在各类仪器仪表中引入单片机,使仪器仪表智能化,提高测试的自动化程度和精度,简化仪器仪表的硬件结构,提高其性能价格比;在计算机网络和通信领域中的应用;商业营销设备;单片机在医用设备领域中的应用;汽车电子产品;航空航天系统和国防军事、尖端武器等领域,单片机的应用更是不言而喻。

二、单片机开发中的几个基本技巧

在单片机应用开发中,代码的使用效率问题、单片机抗干扰性和可靠性等问题仍困扰着。现归纳出单片机开发中应掌握的几个基本技巧。

1、如何减少程序中的bug。对于如何减少程序的bug,应该先考虑系统运行中应考虑的超范围管理参数如下。物理参数:这些参数主要是系统的输入参数,它包括激励参数、采集处理中的运行参数和处理结束的结果参数。资源参数:这些参数主要是系统中的电路、器件、功能单元的资源,如记忆体容量、存储单元长度、堆叠深度。应用参数:这些应用参数常表现为一些单片机、功能单元的应用条件。过程参数:指系统运行中的有序变化的参数。

综上所述,单片机已成为计算机发展和应用的一个重要方面,单片机应用的重要意义还在于,它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能,现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术,是传统控制技术的一次革命。此外在开发和应用过程中我们更要掌握技巧,提高效率,以便于发挥它更加广阔的用途。

参考文献:

[1]何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术.北京:北京航空航天大学出版社,1990

[论文摘要]以单片机为基础,分别以轿车温控系统和贮液容器温控系统为例,阐述单片机在温控系统中的应用原理。

一、单片机在贮液容器温控系统中的应用

该系统中以贮液容器温度为被控参数,蒸汽流量为控制参数,输入贮液容器冷物料的初温为前馈控制,构成前馈一反馈控制系统。发挥前馈控制和反馈控制的各自优势,将可测而不可控的干扰由前馈控制克服,其他干扰由反馈控制克服,从而达到控制贮液容器温度。满足工艺要求的目的。

(一)硬件设计。选单片机AT89C51为主机,配以两路传感变送器、多路开关、A/D转换器、D/A转换器、V/I转换器、调节阀等实现对贮液容器温度的自动控制,同时还设有报警电路、键盘和显示电路。系统在稳态时,贮液容器的温度恒定在工艺要求的数值不变。当冷物料的初始温度与其设定值相比发生变化时,如果变化很小,将完全由前馈控制来克服这一变化给系统带来的影响;如果变化大,前馈控制不能完全克服这一变化给系统带来的影响,反馈控制则开始动作。当冷物料的初始温度不变,而由其他干扰引起贮液容器的温度发生变化时,只有反馈控制动作,最终使系统重新达到稳态。

1.前向通道的设计

采用JUMU90系列的温度传感变送器,其输入范围为:0℃~500℃,输出为4mA~20mA(DC),测量精度为0.5%.选用10位逐次逼近式A/D转换芯片AD571[2],接收到有效的CONVERT命令后,内部的逐次逼近寄存器从最高位开始顺次经电流输出的DAC在比较器上与模拟量经5k8电阻所产生的电流相比较。检测完所有位后,SAP中包含转换后的10位二进制码。转换完成后,SAP发出DR信号(低电平有效),单片机查询到DR=0时,便使其打开三态缓冲器输出数据。

2.后向通道的设计

(1)D/A转换器的设计。为了满足系统的精度要求,选用10位的D/A转换器DAC1020。由于其内部不带有锁存器,所以必须通过I/O口才能与AT89C51单片机连接,又由于AT89C51的字长是8位的,一次操作只能传输8位数据.因此AT89C51必须进行两次操作才能把一个完整的10位数据送到AC1020。为了使10位数据能够同时送人DAC1020,避免输出电压波形出现毛刺现象,故必须采用双缓冲器方式。AT89C51先把高2位数据输出到74LS74(1),接着把低8位数据输出到74LS377,与此同时74LS377的片选信号也作为74LS74(2)的时钟脉冲,把74IS74(1)的内容打人74LS74(2)中,从而使一个完整的数据同时到达DAC1020的数据输入端.这样就消除了DAC输出端的毛刺现象。

(2)执行器及调理电路的设计。系统中选用的是ZMAN16BG,ZGICr18Ni9Ti型号的对数流量特性的调节阀。阀的输入信号为气信号,而D/A转换器的输出为Ov~5V的电压信号.所以在D/A转换器和调节阀之间要加一个V/I转换器和一个电气阀门定位器,将0v~5v的电压信号先转换成4mA~20mA的电流信号后,再将4mA~20mA的电流信号转换成0.02MPa~0.1MPa的气信号。使调节阀接收气信号而工作。

(二)软件设计。经分析,系统软件可采用结构化模块程序设计,主要有系统主程序、看门狗中断服务程序、键盘扫描子程序、显示子程序、报警子程序、A/D转换子程序、D/A转换子程序、PID数据处理子程序、BCD码转换子程序。

主程序开始后,先对单片机AT89C51和8155芯片进行初始化,接下来是开中断,调用键盘扫描子程序,选通多路模拟开关的1号通道,将采集的数据送人A/D转换器转换后传入单片机。若温度越限就报警处理,否则直接处理后送显示,再选通多路模拟开关的2号通道,将采集的数据送人A/D转换器转换后送人单片机进行总的运算处理,输出给D/A转换器变成模拟信号去改变调节阀的开度。

二、单片机在汽车空调温控系统中的应用转贴于

当采用12MHz的晶振时,计数速率为lMHz.微机串口通常采用RS232电平,而单片机串口是1TrL电平,二者不兼容。所以,接口必须做电平转换处理。采用MAXIM公司的MAX232电平转换芯片。单片机串行口的TXD,RXD和GND经电平转换分别与微机的RXD,TXD和SG相连,MAX232电平转换芯片的第9,10引脚分别接单片机的l0和11引脚。DB9串口的第2,3引脚分别接MAX232电平转换芯片的7,8引脚。通过MAX232的TTL电平和RS232的输入/输出端口,自动地调节了单片机串口的TTL电平信号和RS232的串行通信信号的电平匹配。数据发送是由一条写发送寄存器(SBUF)的指令开始,随后在串行口由硬件自动加人起位和停止位,构成一个完整的帧格式,然后在移位脉冲的作用下,由TXD端串行输出。一个字符帧发送完后。使TXD输出线维持在“1”状态下,并将串行控制寄存器SCON的TI位置“1”,通知CPU可以接着发送下一个字符。

(二)软件系统。轿车空调智能温控系统的工作模式分为“正常运行模式”、“软关机模式”、“手动控制模式”和“自动控制模式”。系统上电时,软件进人上电自检状态,这时系统会首先从监控芯片x25045读入上次断电前存人EEPROM的系统状态信息,初始化各个中断并恢复空调控制器到上次关机前状态。经过上电初始化,智能温控系统会恢复到上次关机前的“正常运行模式”。此时,通过温度调节按键可以设定需要的温度值,温度传感器定时检测车厢温度,显示器显示温度设定值和温度测量值,混合风门的开度会根据温差和温差变化自动调节,温控系统能够与PC机通过串口通讯交换数据。按一下“ON/OFF”键,可使温控系统进入“软关机模式”。此时,系统不能再进行温度检测、温度设定和串行通讯,显示器熄灭,混合风门步进电机停止运转。

参考文献

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[13]许泳龙等,单片机原理及应用,机械工业出版社,2005.1

关键词:人体参数,无线监测GSM网络

2硬件电路设计2.1系统组成结构

本设计结构框图见图1所示。主要由单片机、语音电路、LCD显示电路、键盘、血压检测、脉搏检测、体温检测、GSM通信模块组成。图1系统结构框图

2.2无线网络

GSM通信模块选用德国西门子公司的TC35i,具体结构框图如图2所示。TC35i模块采用40引脚的ZIF连接形式和应用处理器连接。通过ZIF连接器提供了应用所需的数据、语音信号和电源线。共有40个管脚,通过一个ZIF(ZeroInsertionForce)连接器引出。

图2:TC35i模块结构示意图

TC35i模块通过ZIF连接器提供给用户4个应用接口:电源接口(1-10)、串行接口(18、19)、两路音频传输接口、SIM卡接口(24-29)。而在数据传输系统中通常用到其中的3个接口,即:电源接口、串行接口、SIM卡接口。免费论文参考网。模块与单片机的接口电路如图3所示。

图3TC35i模块与单片机的连接电路

2.3体温检测

体温检测选择Dallas半导体公司的数字化温度传感器DS18B20,它是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器,3引脚封装,可以大大节省系统资源。免费论文参考网。DS18B20与单片机的硬件连接如图4所示。

图4DS18B20引脚图图5:血压及脉搏检测示意图

2.4血压及脉搏检测

血压、脉搏的电子检测技术已经比较成熟,本设计直接从电子式血压计取测量结果,检测方案见图5,由送显示的数据引出发送到MCU。该方案测量的数据准确、专业,减少由于测量方法等原因造成的误差,提高系统可靠性,同时又能够节省开发周期。

3软件设计3.1系统整体软件设计

系统整体软件流程图如图6所示。其中测量部分由无线收发子程序、温度检测子程序、血压脉搏数据处理子程序等组成。

图6系统软件流程图

3.2通信软件设计

(1)AT指令简介

(2)基于单片机的短消息发送程序设计

指令内容均为ASCII码,短消息的中文编码方式为UNICODE码。所以单片机通过AT指令控制TC35i模块时,发送的数据必须经过代码转换。由于汉字数量众多,单片机资源有限,所以必须把短信内容中涉及到的汉字的UNICODE码放入单片机存储器内部。免费论文参考网。短信发送子程序的流程图见图7所示。

图7TC35i数据发送流程图

4结束语本系统是为全国大学生“挑战杯”竞赛参赛作品,样机已研制成功,运行稳定可靠,获得了河南省三等奖的好成绩。

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【2】朱步楼,人口老龄化问题及其对策研究[J].人口与计划生育,2005,(7)

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【4】SIEMENS,TC35/TC37HardwareInterfaceDescription,Version:04.00

【5】周嵘,家庭GSM短消息遥控监测装ZP,中国专利,ZL02217548.2,2002.05.17

Abstract:Thearticlemeasuresthetimeusingthreetimingcircuitofthethreetime/countersofthesinglechip89C52,communicatesusingtheserialinterfacestandardRS-232andCMOSchipMAX232,andtransmitsthetimetoPCthroughtheserialdeviceofsinglechip.Itinauguratesnewareatoexploiturethesystemsourceofsinglechip.Especiallyitestablishesthefoundationfortheagilityusageoftime/countersofsinglechip89C52.Atthesametime,itwillpromotetheapplicationofthesinglechipsysteminthemilitaryaffairsarea.

关键词:89C52;定时/计数器;串行通信

Keywords:89C52;time/counter;serialcommunication

0引言

1红外密集度立靶测试系统原理

2系统方案

3测时电路硬件设计

测时电路硬件原理图如图2所示。时钟电路由一个12MHZ的石英晶振和两个30pf的电容组成;复位电路由一个30uf的电解电容、两个电阻、一个复位键接至5v电压组成。设弹丸通过第一光幕,第二光幕,第三光幕,第四光幕所得到的脉冲信号分别为第一脉冲,第二脉冲,第三脉冲,第四脉冲。把第一脉冲连接一个非门74ls04后送入89c52的T0(P3.4)引脚,此时对于定时/计数器T0来说,上升沿有效。把第二,三,四脉冲分别接至P2.0,P2.1,P2.2引脚。[2]

4通信电路硬件设计

5测时电路软件设计

设置T0以计数方式工作在模式2,赋初值TL0,TH0都为0XFF,启动T0,用查询方式查询,当第一脉冲到来时,其上升沿将使T0产生溢出中断,TF0将置1,同时用软件清TF0位为0,停止T0,同时再设置T0以定时方式工作在模式3,赋初值TL0,TH0都为0X00,启动T0;设置T2作为一个16位二进制的定时器工作,启动T2。三路计时电路开始工作后等待第二,三,四脉冲的到来就会停止工作。在脉冲还没有到来时,由于TL0,TH0是8位的定时器,在定时达到256us时会溢出,所以我们定义两个静态无符号长整型变量overflow-count1和overflow-count2,定时器一旦溢出,即TFX(X=0,1)为1时相应的变量就加1。用查询方式查询,当P2.0引脚的由0变为1时,说明第二脉冲到来,此时终止TL0;当P2.1引脚的由0变为1时,说明第三脉冲到来,此时终止TH0;当P2.2引脚的由0变为1时,说明第四脉冲到来,此时终止T2。测时电路的流程图,如图3所示。

6通信电路软件设计

7结论

本论文给出了红外密集度立靶系统测时电路设计的具体设计过程,通过理论与实践的结合,我们得出结论:利用单片机89c52实现测时电路系统的设计是完全可行。

参考文献:

[1]李朝青编著.单片机原理及接口技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,1999.

THE END
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