单片机技术论文精选5篇

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单片机应用论文【第一篇】

摘 要：本文阐述了理论与实践一体化教学模式在单片机原理与应用课程中的应用，介绍了以万能板为载体设计硬件电路的理论与实践一体化项目教学以及项目实施具体步骤、项目教学过程中的关键点。

关键词 ：单片机原理与应用 理实一体化教学模式 项目教学

一、实施以万能板为载体设计单片机硬件电路理实一体化项目教学

传统的理论教学和实践教学是在不同的时间和不同的地点由不同的教师分别进行的。由于教学目标和教学任务不同，教学组织形式分离，因此容易造成理论教学内容和实践教学内容脱节，降低学生学习兴趣，增加教学难度，直接影响到人才培养的质量。

单片机原理与应用是一门实践性很强的应用性课程，在电子产品开发设计中应用非常广泛，并需要硬件电路开发与软件程序设计同时进行。如果只进行理论教学而不进行实践教学，则教学效果不理想；如果只进行实践教学而不进行理论教学，教学效果也不明显，因此学好单片机技术必须是理论、实践“两条腿走路”，缺一不可。理论知识的学习可以通过听课、看书、看视频教程等方式进行，实践技能就必须亲自动手操作。

为了能更好地培养现代生产企业需求的单片机技术人才，根据笔者学院多年来对用人单位的跟踪反馈，以及多种教学模式的比较、实践，笔者主张在单片机原理与应用课程中实施理论与实践一体化教学模式，即把理论与实践结合起来，理论融入到实践中，学一个知识点、做一次产品、编一次程序、总结一次学习成果，真正做到“边学边做”。

在项目教学环节采用万能板设计与制作单片机产品，这种项目教学方法，不仅能锻炼学生的焊接技术，同时还能提高学生识读单片机硬件电路图的能力，更重要的是能让学生掌握单片机开发的基本步骤，提高软硬件的编程与设计能力，为日后开发设计电子产品打下坚实的基础。

二、实施单片机理实一体化教学的项目设计

为了实现统筹单片机原理与应用课程的知识目标和能力目标，笔者将整个课程重新整合为由易到难的具有连贯性的教学项目。每个教学项目包含了必需的理论知识和岗位能力需要的实践技能，以任务驱动教学，把理论知识和实践技能渗透到教学项目的每个环节中。按照这个教学思路，设计了三个教学项目，项目中包含了三个硬件电路和100个程序范例。

1.项目一：单片机最小系统硬件电路设计与制作

单片机最小系统，是指满足单片机的工作条件，可以正常工作的单片机系统。

该项目的学习目的是掌握单片机入门基础知识和单片机的引脚功能，掌握单片机延时程序的多种编写方法，掌握单片机开发的基本步骤和关键环节，掌握单片机简单程序编辑、编译、在线下载等基本步骤。掌握单片机开发软件Keil uVision4和ISP在线编程软件progisp的使用方法。

2.项目二：基于单片机控制的十六路LED霓虹灯设计与制作

霓虹灯广泛应用于商店广告牌、城市美化等场所，采用单片机控制的霓虹灯，显示花样随程序的改变而改变，样式千变万化，深受商家和居民的喜爱。

该项目的学习目的是掌握单片机P0、P1、P2、P3口作为输入输出口的使用方法，掌握单片机键盘的工作原理及使用方法，掌握单片机C语言源程序的结构特点、标志符与关键子、数据类型与运算符、C语言的语句、数组、指针、函数等用法。

3.项目三：基于单片机控制的红外二极管感应计数报警器

红外二极管感应计数报警器可以实现当用手经过红外发射管和红外接收管时，蜂鸣器发声、二位数码管数字加1的功能，其灵敏度非常高。该电路设计思路来源于企业商品自动计数器的应用实例，当有商品从传送带上经过感应器前，计数器加1，并发出提示声。该电路在现实生活中应用广泛，可以作为单片机设计人员的基本电路模块。

该项目的学习目的是掌握单片机的定时器、计数器、中断及接口技术，掌握LED数码管的工作原理和接口电路，能综合运用模拟电路、数字电路、传感器等基础知识设计与制作比较复杂的作品。

三、组织实施单片机理实一体化教学的关键点

1.前期准备是组织教学的起点

在教学准备阶段，推荐购买单片机制作常用工具和用万能板设计的单片机学习套件。

2.课堂管理是组织教学的难点

由于学生的学习动力、接受能力差异较大，教师要有针对性地将学习动力、接受能力较强的学生与学习动力、接受能力较弱的学生组成一个小组，同时指定一个小组长，协助教师进行课堂管理。

3.教师现场技术指导是组织教学的重点

当学生进行实践操作的时候，教师一定要巡视，及时解决学生遇到的困难，批评教育个别不遵守纪律的学生，要求其加强组织性和纪律性。

4.项目报告是组织教学的落脚点

单片机应用论文【第二篇】

关键词单片机原理与应用课程

教学改革 实践

中图分类号G 文献标识码A

文章编号0450-9889（2012）02C-

0118-02

单片机原理与应用课程是高职电气类专业一门十分重要的核心课程。但是，由于该课程内容抽象，相关课程繁多，学生普遍反映难以学习和掌握。笔者结合自己多年教改的体会，分析了单片机课程教学目前存在的一些问题，并提出了改革其理论教学和实践教学的一些措施。

一、目前高职单片机教学存在的问题及原因

（一）教学内容及教学安排与高职单片机课程的教学目标不一致

1.理论教学内容方面。传统的单片机教材一般分为理论与实验两部分。理论教材的内容一般是以单片机的结构为主线，先是论述单片机的基本结构，接着是单片机的指令系统和汇编语言程序设计，然后是单片机的内部资源及编程、单片机的各种接口及应用，最后是各种元器件的应用。这样的教材详细讲解了单片机的结构和功能，为学生全面掌握单片机的理论知识提供了便利。但是，对于高职院校的学生来说，这样的教材不是很适宜。因为，第一，高职院校的学生基础较差，学习能力不强，对于抽象的理论知识难以理解，也不很感兴趣；第二，传统教材的内容陈旧，理论性强，实用性差，未能突出高职院校培养应用型、技能型人才的特点；第三，传统教材的内容与实际应用相脱节，缺少单片机开发应用的最新成果。

2.实验教学内容方面。传统的实验教材一般是根据实验室所配备的单片机实验箱来编写的验证性实验或一些简单的设计性实验。做实验时学生只需按给定的实验步骤进行简单的硬件连接、程序录入和编译下载；无须了解整个系统的开发、调试及工作的过程。这样的实验教材与理论教材的关联是很少的，各自独立成书，理论课与实验课各自为政，相互脱节，其结果必然是使理论教学和实验教学难以相辅相成、相互促进。

3.教学内容的安排上，理论教学与实践教学相分离。单片机课程传统的教学模式一般是：理论教学在教室讲解，实验教学在实验室操作，二者实施的时间、空间完全各自独立，其中又以教室的理论教学为主。这种教学安排将理论教学和实验教学相分离，既无法充分发挥理论对实践的指导作用，也无法及时地通过实践来加深对理论的理解。

（二）传统实验的方式单一、效率和效果差，无法达到培养学生实际动手能力的目的

传统的实验教学大多采用实验箱实验的方式，在实验室中进行，它往往会受到诸如硬件资源、实验时间和实验场地的限制。学生在做实验时，一般是在实验教材的指导下，按已给出的程序（有的甚至是已调试编译好的可执行代码）和已给定的实验连接简图进行，学生无须了解整个系统的电气原理。因而即便学生已按要求正确无误地完成了整个实验，得到了相关的实验结果，但他们对整个系统的工作还是一知半解，没有一个整体的概念，最终还是不会设计电路，有的甚至连基本的电路图都看不懂。这种实验的实验方式单一，实验的效率和效果都很差，根本达不到培养学生实际动手能力的目的。

（三）教学的方式、方法及手段有待提高

单片机技术是现代电子工程领域一门迅速发展的技术，不仅其芯片型号及功能日新月异，而且开发其应用系统的技术手段和方式方法也层出不穷，各种各样的仿真软件大量涌现，单纯依靠板书教学（或“板书式”的多媒体教学）以及实验室内的有限实验，已越来越跟不上技术的发展，越来越适应不了高职院校培养学生实际动手能力的需要。

二、理论与实践方面的改革

（一）理论教学的改革

1.重构教学内容以适应单片机技术的快速发展。结合职业院校单片机教学的目标及学生学习的特点，我们根据单片机应用系统的实际开发过程，基于项目导向的原则，对单片机课程的教材进行了重构，开发出新的单片机教材。新教材摈弃原来的章节概念，打破了原有的知识体系，不再以单片机的结构为主线，而是依据任务驱动、项目导向的教学思路，以项目实践为单位来组织教学内容，将单片机应用系统的设计与开发过程与单片机的相关知识点有机地结合在一起，使学生在学习各个单片机应用系统（即项目实践）的设计与开发的过程中，认识单片机，掌握单片机，应用单片机。对各个项目的编写，一般是先提出项目要求，然后给出能仿真实现的系统电路原理图及程序，接着再陈述本项目所涉及的理论知识及本项目的设计思想、工作原理和过程，最后是相关的理论拓展及相应的技能拓展项目，以便学有余力的学生进行更深入的学习，使之拥有广阔的自主学习和自主创新的空间。所有的项目安排我们都遵照由浅入深的原则，通过渐进的学习逐步提高学生的知识和技能。教学改革的基本思想是强调“做中学”，每一个项目均能通过仿真实验来展示系统运行的结果，既直观生动又费时不多，大大加强了理论与实践的联系。

2.引入C51语言的教学，降低单片机指令的学习要求及难度。传统单片机的教学及其应用系统的开发，一般都是以汇编语言作为开发工具，因为汇编语言具有代码紧凑、执行时间短、控制及时等优点。但是随着单片机技术的发展，其编程繁琐、可读性差、可移植性弱等缺点越来越难以接受；相反，C语言在功能上、结构上、可读性和可维护性上有明显的优势。因此，目前单片机C语言已非常流行，绝大部分的应用系统均可直接用C51来编写，而且在企业的实际应用中已很少有人使用汇编语言来编写程序。有鉴于此，我们将C51语言引入单片机的教学，这样就可以将汇编语言及单片机的汇编指令等传统中极为重要的教学内容作为稍有了解即可的知识，使学生无须花费大量的时间和精力去学习汇编语言及有关指令，从而大大降低单片机理论教学的难度。

3.引入Keil及Proteus的教学，充分发挥单片机仿真软件在理论教学上的辅助作用。Keil编译软件可以对汇编语言、C语言进行编译与调试，Proteus仿真软件可以对数字电路、模拟电路、单片机及其电路进行仿真。将Keil编译软件与Proteus仿真软件相结合，可以在计算机上调试和仿真单片机应用系统的运行情况及结果。过去，我们通常都只是将这两个软件应用于实验教学，而忽视了它们在理论教学上强大的辅助作用。实际上，在理论教学时，通过Proteus仿真，我们可以直观地观察到教学案例的实际运行效果， 这样对理论教学有很大的辅助作用，这主要体现在：（1）能够直观形象地显示案例的运行结果，加深学生的印象和感性的认识，并提高学生学习的兴趣和积极性；（2）可检验案例设计的正确性；（3）直观地见证程序的执行过程及结果，方便理解案例程序；（4）学生课后可随时对课本的所有案例进行仿真验证和学习，以帮助学生理解课本的相关知识，使仿真实验成为可指导学生学习的、可靠的“老师”；（5）通过仿真实验，学生可以从严重依赖于实验室实验的状况中彻底解脱，只要有电脑，在宿舍就可以进行单片机仿真实验。

（二）实践教学改革

1.实践内容层次化，实验形式多样化。将单片机的实验，按内容深浅的不同划分为三个层次，即验证型实验、综合型实验和课程设计型实验；按实验形式的不同划分为四种，即仿真实验、实验箱实验、实验板实验、实际工程应用实验。实验时不管是什么层次的实验均要求先进行仿真实验，而且对于仿真实验除了刚开始学习Keil和Proteus软件时，在实验课堂上统一完成外，其他的仿真实验均要求学生利用课外时间在实验室外独立完成。

验证型实验一般只进行仿真实验，其内容均选自理论教学的案例（目的是加强理论与实验的关系），均作为课外作业的形式布置给学生完成。当然，上课时老师可以将仿真结果演示给学生看，学生在课外只需按照案例给出的程序和电路图即可进行相应的仿真实验。做这种实验的效率很高，不用占用上课时间，而且其仿真效果也很好。通过这些实验，一方面可加深学生对理论教学内容的理解，另一方面可让学生逐步熟悉Keil软件和Proteus软件的使用。

综合型实验是对单片机某一项目内容进行较深入的实验研究，其内容可以是理论教学中所讲到的某一较大的案例，也可以是实验箱或实验板所配送的某一专题的实验案例；我们可以根据实验的时间及实验内容的难易来确定是否给出电路和程序，是否只要求做仿真实验或是还要做实验箱、实验板实验等。通过这种实验一方面可进一步提高学生进行仿真实验的技能，另一方面也让学生逐步熟悉实验箱或实验板等单片机应用系统的开发工具，为学生进行下一步的实际工程应用打下坚实的基础。

课程设计型实验是在单片机课程学习完成后，针对单片机在实际生产、生活中的具体应用而开发的一个单片机应用系统，如数字多用仪表的设计、红外遥控系统设计、简易电子琴设计、带农历的万年历设计，等等。对于课程设计型实验，学生不再单独进行，而是按小组进行，而且要求同学们按照单片机实际工程应用的开发程序完成整个过程，这包括软硬件的设计、仿真实验的实现、电路板的设计与制作、元器件的购买与安装、程序的下载与运行等。通过这种实验可以让学生掌握单片机应用系统的整个开发过程，为今后的实际工作打下坚实的基础。为了保证实验的成功率，增强学生的信心，开始可以先选择一个极其简单的验证型实验来进行，以便让学生熟悉整个单片机应用系统的开发过程，然后再真正从事复杂的课程设计型实验。

2.通过引入仿真实验，大大提高实验的效率和效果，从而可增加实验的内容和难度。如前所述，我们在理论教学和实验教学中均已引入Proteus仿真软件与Keil编译软件，通过仿真实验，可以将很多实验（尤其是验证型实验）作为作业的形式布置给学生，要求他们在课外仿真实现。对于需要用实验箱或实验板进行的实验，我们也要求学生先在仿真软件中实现，然后再进行实验箱（或实验板）的实验，观察硬件运行的结果与软件仿真的结的差别。这样做的目的是将整个实验一分为二，仿真部分学生利用课外时间在自己的电脑上完成，实际硬件实验的部分在实验室完成，从而大大提高实验的效率和效果，为增加实验的内容和难度提供可能。

参考文献

［1］陈龙，张亚君。Proteus仿真软件在单片机实验教学中的应用［J］.实验技术与管理，2009（8）

［2］唐炜。基于“项目驱动”的单片机类课程实践教学改革［J］.实验室研究与探索，2010（5）

［3］王新刚，余洁。浅谈单片机课程教学质量的提高［J］.教育与职业，2010（11）

［4］陈宜建。虚拟实验在单片机教学中的应用［J］.中国职业技术教育，2010（2）

［5］熊春如，彭小娟，刘世安。项目驱动在高职单片机C语言教学中的实践［J］.职教论坛，2010（5）

［6］丁保华等。单片机原理与接口技术实验教学改革与实践［J］.实验技术与理管，2010（1）

单片机应用论文【第三篇】

[关键词]单片机、建筑设备、项目教学、实践考核

中图分类号：G421 文献标识码：A

[中图分类号] TU855[文献标识码]A

近年来，单片机以其控制能力强、可靠性高、通用性好、扩展灵活、体积小、价格便宜等优点，在工业控制、家用电器、建筑设备等大多数行业都有广泛的应用[1]。在智能建筑中，电梯控制系统、空调温控系统、安防系统、消防系统、照明控制系统中均可见到单片机的踪影[2]。因此，对于需要熟知建筑设备原理的建筑设备类高职学生掌握单片机应用技术显得相当重要。在我校建筑设备、建筑电气、楼宇智能化专业中均开设有单片机课程，但传统的单片机教学存在重理论轻实践、考核方式单一等诸多弊端，造成学生单片机应用能力不足，与企业要求的高技能型人才培养存在较大差距[3，4]。基于上述情况，本文从案例教学的角度以及基于自主研发的单片机实践教学平台对这门课程的教学模式进行探讨。

一、单片机教学的现状

高职高专单片机教材众多，但从内容编排看大多是叙述单片机内部硬件结构、单片机指令系统、汇编程序设计、单片机定时/中断、单片机的扩展应用以及电路接口相关理论知识，与实际工程应用联系较少，使得学生学完之后仍无法应用于实际工程。现行的教材中虽配有实验，但也多为验证性实验，内容较为陈旧、模式单一，缺少创新性的训练和锻炼，一般都是老师按照大纲要求操作几个实验，学生跟着模仿完成规定的实验等这样的教学模式，而学生就缺乏在实验中积累解决工程实践中问题的经验，无法进一步提高其能力。

我校建筑设备类专业学生生源包括普通高中生、中职升高职对口生等学生，在学习自主性、知识接受能力方面都存在一定的差异，面对枯燥的理论知识传统的教学方法难以提起学生的学习兴趣。因此应该因材施教，注重教学实验讲解及着重培养高职学生的动手能力，理论结合实践，以实验带动理论学习，以实验加深理论理解，方才能够取得良好的教学效果。

目前单片机课程的考核通常是平时成绩与期终成绩三七开，实验成绩计入平时成绩，期终测验重点考核理论知识，采用闭卷笔试形式进行考核。而闭卷考试形式只能在一定程度上考查出学生对知识点的理解与记忆，很难灵活地考查出学生的分析与解决问题的能力。这种考核形式容易使学生误以为学习单片机只要死记硬背知识原理即可，实验技能的培养并不重要，从而树立错误的学习导向。

二、单片机教学的改进

（一） 课程的引入

单片机的第一课，首先要让学生对单片机的应用有一个感性认识。利用自主开发的单片机控制系统给学生演示最基础的流水灯控制，使学生能联想到街道上的霓虹灯、交通灯、广告牌等，并通过改动极少的参数实现他们所想的功能。直观的演示以及告知学生在学习单片机的过程中每个人都可以实现这样的系统，容易激发学生学习单片机的积极性，树立学生学习单片机的自信心。

（二） 调动学生学习的积极性

高职学生的特点是一般抽象思维能力不足，若直接教授编程语法知识则难以引起他们的兴趣。因此应多注重形象思维方面的教学，在实际教学过程中先做后学，在做中学习理论知识，最终完成教学任务。目前市场有很多单片机实验箱或实验模块供学生学习，运用实验模块的确可以快捷方便地进行操作，但实验模块最大的缺点是不能进行硬件设计，也不能使学习了解整个单片机系统开发的过程。因此我们在教学时并不直接把成品的实验箱提供给学生，而是仅提供原理图和PCB板图，打印出图、转印做板、元器件焊接等全部由学生自己完成，当学生亲手完成了项目的设计与制作，看到实际效果时会充满了喜悦和成就感，这会激发学生学习单片机的积极性与创造性。

（三） 合理设计实验项目教学内容

为能达到教学大纲的要求，并结合建筑设备类专业学生就业后的工作性质特点，在教学过程设计了七个基础项目（模拟交通灯、计数器、电子时钟、液晶显示广告牌、简易数字电压表、温度测试、电机驱动）和一个综合项目（智能电梯控制系统），在每个项目均给予学生详细的实验方法、程序流程图、范例程序及程序解析，让学生通过输入范例程序理解程序中各指令的作用和程序的结构；根据电路原理，重新编制程序完成各基础项目所规定的任务，以达到学生能够独立编程的目的；最后通过综合项目智能电梯控制系统的设计和调试，让学生全面掌握硬件和软件这一有机的整体，形成单片机应用“系统”的概念，培养开发单片机应用系统的综合能力。另外，在每个项目完成之后，均配有和工程实践联系紧密的扩展项目，在相同或经少许的改动的硬件基础上，改写相应的程序即可完成各种不同的功能，这样会让学生觉得单片机系统就在他们生活中，也会大大提高学生的学习热情。

（四） 实践考核与理论考核相结合

考核的目的在于检查教学效果，以便改进教学工作，提高教学质量，督促学生积极努力地学习。对于单片机这种应用性极强的课程，考核方式应以实践考核为主，考查学生是否真正能学以致用。为此，在考核方式上做了以下尝试。理论考试采用开卷的形式，主要考查学生对知识的掌握和应用能力，题型采用分析和程序设计题为主，答案不唯一，可以引导学生开动脑筋编写最佳程序，培养学生严密的逻辑思维和推理能力。实践考核类似于综合实验项目，目的是检查学生对单片机系统的掌握程度和综合应用能力。理论考试和实操考试都及格时，本课程才能获得学分。这样做可以避免有些学生因实操薄弱而用理论成绩弥补的现象，引导学生强化实践能力方面的锻炼。

三、结束语

在高职院校教学过程中，单片机应用技术课程是一门理论性和实践性都很强的综合课程，需要多个方面的有机结合。本文根据开发的建筑设备类专业单片机的实践教学平台，采用实践先行、理论并重的教学模式进行教学，经实践证明该教学方式效果良好，大大提高了学生对单片机学习的积极性与实践动手能力，得到了学生与学院的认可。

参考文献

[1] 王静霞。 单片机应用技术-C语言版[M]. 北京：电子工业出版社，

[2] 张世冬。 单片机在楼宇照明中的应用[J].科技致富向导，2011（11）：122.

[3] 王新刚，余洁。 浅谈单片机课程教学质量的提高[J]. 教育与职业 ，2010（32）：139-140.

单片机应用论文【第四篇】

[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％．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

（一）硬件系统。本系统选用ATMEL公司的AT89系列单片机中的AT89C52，AT89C52单片机是一种新型的低功耗、高性能且内含8K字节闪电存储器的8位CMOS微控制器，与工业标准MCS一51指令系列和引脚完全兼容。有超强的加密功能，其片内闪电存储器的编程与擦除完全用电实现，数据不易挥发，编程／擦除速度快。AT89C52芯片内部有6个中断源：两个外部中断INTO和INT1．三个定时器中断(定时器0，1，2)和一个串行口中断。在本系统中涉及到AT89C52芯片的中断源有五个：分别是外部中断INT1，定时／计数器T0，T1和T2以及串行口中断。本测控系统采用电平激活方式，也即是INT1=0；一旦INT1引脚的采样值为低电平，则TCON寄对于定时器TO和Tl，通过寄存器TMOD，TCON来控制和选择定时／计数器的功能和操作模式。这些寄存器的内容靠软件设置，系统复位时，寄存器的所有位都被清零。而T2的工作是靠对T2CON寄存器进行软件设置而定义的。本系统采用定时TO来计算车厢温度采集的时间间隔，设置为工作方式1，即l6位计数定时方式：定时Tl作波特率发生器使用，选择在工作方式2，即8位自动加载方式；定时器T2用于确定混合风门步进电机输入脉冲的频率，设置位l6位常数自动重装人的工作方式。

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：

[1]李华，MCS一51系列单片机实用接口技术[M]．北京：北京航空航天大学出版社．1993．306405．

单片机理论论文范文【第五篇】

关键词：AT89C51串行口无线数字电台串行通信

一般的数字采集系统，是通过传感器将捕捉的现场信号转换为电信号，经模/数转换器ADC采样、量化、编码后，为成数字信号，存入数据存储器，或送给微处理器，或通过无线方式将数据发送给接收端进行处理。无线数据传输系统就是样一套利用无线手段，将采集的数据由测量站发送到主控站的设备。

1系统组成

系统组成如图1、图2所示。

系统由测量站和主控站两部分组成。测量站主要完成对现场信号的采集、存储，接收遥控指令并发送数据。主控站的主要工作是发送遥控指令、接收数据信息、进行数据处理和数据管理、随机显示打印等。

2AT89C51与数字电台的串行通信

Atmel公司的AT89C51单片机，是一种低功耗、高性能的、片内含有4KBFlashROM的8位CMOS单片机，工作电压范围为～6V（实际使用+5V供电），8位数据总线。它有一个可编程的全双工串行通信接口，能同时进行串行发送和执着收。通过RXD引脚（串行数据接收端）和TXD引脚（串行数据发送端）与外界进行通信。

通信协议与波特率

数字电台与单片机、终端主控机的通信协议为：

通信接口——标准串行RS232接口，9线制半双工方式；

通信帧格式——1位起始位，8位数据位，1位可编程数据位，1位停止位；

波特率——1200baud。

数字电台选用Motorola公司的GM系列车载电台，工作于VHF/UHF频段，可进行无线数传（9线制标准串行RS232接口），也可进行话音通信；采用二进制移频键控（2FSK）调制解调方式，符合国际电报电话咨询委员会标准。在话带内进行数字传输时，推荐在不高于1200b/s数据率时使用。实际使用时，电台工作于220～240MHz频率范围，采用半双工方式（执行收、发操作，但不能同时进行）即可满足系统要求。

串行口工作方式

AT89C51串行口可设置四种工作方式，可有8位、10位和11位帧格式。本系统中，AT89C51串行口工作于方式3，即鳘帧11位的异步通信格式：1位起始位，8位数据位（低位在前），1位可编程数据位，1位停止位。

发送前，由软件设置第9位数据（TB8）作奇偶校验位，将要发送的数据写入SBUF，启动发送过程。串行口能自动把TB8取出，装入到第9位数据的位置，再逐一发送出去。发送完毕，使TI=1。

接收时，置SCON中的REN为1，允许接收。当检测到RXD（端有“1”到“0”的跳变（起始位）时，开始接收9位数据，送入移位寄存器（9位）。当满足RI=0且SM2=0或接收到的9位数据为1时，前8位数据送入SBUF，第9位数据送入SCON中的RB8，置RI为1；否则，这次接收无效，不置位RI。

串口方式3的波特率由定时器T1的溢出率与SMOD值同时决定：

方式3波特率=T1溢出率/n

当SMOD=0时，n=32；SMOD=1时，n=16。T1溢出率取决于T1的计数速率（计数速率=fosc/12）和TI预置的初值。

定时器T1用作波特率发生器，工作于模式2（自动重装初值）。设TH1和TL1定时计数初值为X，则每过“28-X”个机器周期，T1就会发生一次溢出。初值X确定如下：

X=256-fosc×(SMOD+1)/384×BTL

本系统中，SMOD=0，波行率BTL=1200，晶振fosc=6MHz，所以初值X=F3H。

与数字电台的硬件连接

AT89C51与数字电台的硬件连接如图3所示。

系统采用异步串行通信方式传输测量数据。利用单片机串口与数字电台RS232数据口相连。电台常态为收状态（PPT=0，收状态；PPT=1，发状态），单片机脚输出高电平。单片机使用TTL电平，电台使用RS232电平，由MAX232完成TTL电平与RS232电平之间的转换。3片光电耦合器6N137实现单片机与电台之间的电源隔离，增强系统抗干扰性能。

单片机通过带控制端的三态缓冲门74HC125、非门74HC14控制电台的收发转换，以及指令的接收和数据发送。接收时，=1,c2=1，74HC125B截止；经74HC14反相、光电隔离，使电台PPT脚为低电平，将其置为接收状态；同时c1=0，74HC125A导通，接收的指令由电台的RXD端输入，经MAX232电平变换、光电隔离、74HC125A缓冲门，送入单片机RXD脚。发射时，=0，经74HC14反相、光电隔离，使电台PPT脚为高电平，将其置为发射状态；同时c1=1，74HC125A截止，c2=0，74HC125B导通，数据由单片机TXD脚输出，经74HC125B缓冲门、光电隔离、MAX232电平变换，通过电台TXD端口将数据发送出去。

3通信软件设计

通信软件至关重要，一旦出现问题，整个系统就会瘫痪。采取差错控制与容错技术是非常重要的。

*主控站发送的指令中包含一定数量的同步符55H和3字节的密码。测量站在连续收到5个同步符后进行密码验证，验证通过后正式接收指令字节；如未通过，则测量站发一信号让主控站重发，三次验证不过则停发该命令。测量站发/主控站收时，验证方式与此相同。验证通过后，测量站开始发送数据。

*一个指令由3字节构成，第二字节等于第一字节加上35H，第3字节等于第二字节加上36H。如果收到的指令不符合此规则，则重发该命令，连续三次错误时停发。

*主控站每发一个指令，测量站都回送一个应答信号。该应答信号中包含原指令样本。

下面给出单片机串行口与电台的基本通信程序。

初始化程序：

BTLEQU2FH；波特率放在内部RAM的2FH单元

MOVTMOD，#21H；T0方式1，16位计数器，T1方式2，串口用

SETBTR0；启动T0

MOVBTL，#0F3H；波特率设定为1200

MOVSCON，#0C0H；串口方式3，9位数据，禁止接收

接收及验证程序：

NUMEQU2BH；同步符个数值存放在内部RAM的2BH单元

TEMPEQU2CH

ROM-CH：DB55H，55H，55H，55H，55H，55H，55H，55H，55H，55H

DB55H，55H，55H，55H，55H，55H，55H，55H，55H，55H；20字节同步符

MIMDB''''WSC''''：3字节密码“WSC”

；置电台收状态

SETBREN；允许串口接收

A1：MOVNUM，#0；记录连续到同步符55H的个数

A2：JBRI，A2；串口有数据转A3

A3：CLRRI；清接收中断标志

MOVA，SBUF；读串口数据

CJNEA，#55H，A1；不是同步符转A1

INCNUM；收到的同步符个数加1

MOVA，NUM；取收到的同步符个数

CJNEA，#5，A2；未收够连续5个55H转A2

A4:MOVNUM,#0;密码验证，记录收到密码字节数

A5：MOVDPTR，#MIM；密码字符首址

MOVA，NUM

MOVCA，@A+DPTR；查表取密码

MOVTEMP，A；保存密码

JBRI，A6；串口收完一个字节转A6

…

A6：CLRRI；清接收中断标志

MOVA，SBUF；读串口数据

CJNEA，TEMP，A4；与密码不符转A4

INCNUM；收到的密码个数加1

MOVA，NUM；取已收到的密码字节数

CJNEA，#3，A5；密码未收完转A5

发送程序：

；置电台发状态

MOVB，#23

MOVDPTR，#ROM-CH

B1：CLRA

MOVCA，@A+DPTR；查表发送同步符和密码共24字节

INCDPTR

LCALLSEND-CH；调发送单字节子程序

DJNZB，B1

…

CLRA

MOVDPTR，#7000H；外部RAM数据首址，发送外部RAM中的数据到电台

B2：CJNER4，#0，B3

CJNER3，#0，B3；R4R3=发送字节数

B3：MOVXA，@DPTR；取数据

INCDPTR

LCALLSEND-CH

CJNER3，#0，B4

CJNER4，#0，B5

B4：DECR3

LJMPB2

DECR3

DECR4

LJMPB2

…

SEND-CH：SETBTB8

MOVSBUF，A

DB0，0，0，0，0，0，0，0

JNBTI，$；延时4μs

CLRTI

RET