單片機應用技術探究論文(2)
單片機應用技術探究論文
單片機應用技術探究論文篇二
《單片機的應用與開發(fā)技巧》
論文關鍵詞：單片機;自動控制;單片機;應用;開發(fā)技巧
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(gòu)，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?，F(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：
[1]何立民.MCS-51系列單片機應用系統(tǒng)設計系統(tǒng)配置與接口技術.北京：北京航空航天大學出版社，1990
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[3]孫涵芳.MCS-51/96系列單片機原理及應用.北京：北京航空航天大學出版社，1996
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