实用单片机论文范文(17篇)
总结是一种简洁而高效的方法,让我们能够从各个方面评估和分析一个问题或者情况。怎样写一篇完美的总结,这是我们需要思考和学习的问题。以下是关于总结的一些经典范例,希望对大家的写作有所启发。
单片机论文篇一
第一阶段:自己偶然了解或者被别人推荐从而得知单片机可以通过编程来实现自动控制的一些功能。而且听到了很多“专业名词”,例如51、stm32、定时器、嵌入式等等。但是直限于对这次名词有一个感性的认识。
第二阶段:知道了51单片机是8位低端机、msp430是16位低功耗单片机、stm32是资料比较齐全,市场普及率比较高的32位高性价比单片机,从而在使用哪一款单片机入门这个问题上纠结了很久,一部分人给的建议是从51入手,先把51学通了,再去学习32或者其他的,会很快上手。而又有另外一部分人告诉他,51已经过时了,同样的价格,可以直接拿到stm32的片子,而且stm32的性价比要比51高太多了,资源也比51丰富很多。当然还有人建议学习msp430,因为430毕竟是出身豪门,有着ti这个大牌老爹,再加上自己的低功耗的卖点,自然不会比其他的差。所以新手往往会在这个环节卡一段时间。不知道自己选择什么。
第三阶段:大部分人经过之前两个环节的犹豫,然后自己去图书馆、网上查找相关的帖子、资料等等,最后决定学习stm32。因为stm32有以下优点:1、stm32的资料非常多,而且好多都是中文资料,这对于英文学习不好的同学就是一个福音,随便在网上一搜就可以搜到一大堆资料,或者加一个stm32的学习群,就可以找到一堆资料。2、网上有很多前辈发表的stm32学习过程心得体会的帖子,自己有不会的就可以随时在网上查资料学习。3、淘宝上stm32的开发板比较便宜。从二十块得最小系统板到上千的功能完善的开发板都有,这些贵点的板子还提供了完善的学习资料和视频教程而且还有对应的学习群供大家交流讨论。4、stm32本身资源比较丰富,可以满足自己做绝大多数项目。好了,经过这么多时间的犹豫、对比,总是确定了要学习stm32了。可是要学习,首先就得有一个开发板,上淘宝一搜,各种开发板琳琅满目,简直看花了眼,想来想去,反正这次学习,学会了以后用处很多,找工作什么的也不用发愁了,所以多花点钱搞个好点的吧,于是乎花个六七百大洋,买一套开发板。一般还非要配一个大尺寸的触摸屏,毕竟淘宝上的开发板,例程做的都不错,看着显示屏上那么高端大气的图标,觉得反正放在一起买比较便宜,索性就一次把钱花了,买一个长期用,大不了吃几个月泡面,给自己投资总是值得的。
第四阶段:开发板付款后,板子还没到,就赶紧安装开发环境等。然后是焦急的等了几天,总算收到了,然后迫不及待的拍照、开箱、观摩、上电,显示屏亮了,里面烧写的默认例程开始跑了,心里感觉很爽。然后开始给自己制定计划,一天学习一个外设,或者一周学习一个外设。
第五阶段:开始学习gpio,花了好几天时间,按照例程上讲的东西,总算把一个led灯点亮了,感觉自己像是学到什么了,又兴奋的把板子上其他led也点亮了,然后还搞个led流水灯。觉得stm32库函数真好用,然后就开始学习按键什么的,按照卖家给的教程,貌似确实进展很快。
第六阶段:gpio学完了,按键学完了,接下来开始学习adc、dma、timer了,然而这时候发现并没有那么简单了,《stm32参考手册》看了几遍也不是很懂。《stm32库函数手册》看了之后也是迷迷糊糊,翻开《cortex-m3权威指南》看看更是一头雾水,卖家的视频看着看着就想睡觉了。这时候感觉对smt32的兴趣瞬间就降为0,逼着自己把卖家的例程烧写进去,看看实验现象,然后再看看代码,勉强算是自己学完了这一章。然后就把板子收起来了。这一收可能就再也不会拿出来学习了。
单片机论文篇二
本文针对工科院校单片机课程中存在的问题进行探究,提出了以项目化教学作为主导的改革方案,以学生为本,充分调动学生的主观能动性和学习兴趣。
项目;单片机教学;改革探索。
单片机课程将程序设计、通信技术、微机接口等多种专业知识综合在一起,是一门工程性、实践性以及技术性很强的课程。单片机课程是电子信息和自动化等专业的核心课程。
1.1教师教学手段较为单一。
单片机是大规模集成电路的发展产物,内部结构较为复杂。各大工科类院校对于单片机教学,仍旧采用教师在课堂上面讲述相关的理论知识、单片机内部结构,然后讲解单片机的程序设计以及汇编语言,教学方式较为单一,使学生没能抓住学习的重点,丧失对单片机学习的热情和兴趣,导致教学质量越来越差[1]。
1.2学生没有明确的学习目标。
单片机课程的实践性和应用性较强,在学习时要以应用为主要目标,然而有许多教师在教学的过程中忽略了这一点,导致学生没有明确的学习目标,单纯地跟着教师的思路,缺乏学习自主性和探究意识,学习目标不明确,影响教学效率。
1.3学生缺乏实践机会。
学生在做实验时,主要的器材就是一本实验指导书、一个集成实验箱,学生按照指导书上面的流程机械式的进行实验,盲目的观察实验结果,对于实验中所应用到的一些原理模糊不清,导致学生在实验结束后仍旧对所学的内容有疑惑,没能掌握相关器材基本使用的方式,更没有将之运用到实际工程中的能力。
1.4考核方式有着一定的局限性。
各种工科类院校对于学生单片机课程考试仍旧采用笔试的方式,这种考试形式具有一定的局限性,不能真实客观的反映出学生的学习水平,更不能考察出学生的实践能力和动手能力,这种考试方式没能很好的与实践相结合,导致考核结果不具有客观性。
项目教学方法能够很好的适用于技术教育,可以将学科体系的内容转化成若干教学项目,然后围绕着这些项目进行教学,教师要引导学生直接参与到项目教学整个过程中[2]。设计教学项目,着重强调让学生参与其中,在模拟的生产场景中,完成规定的项目,这是理论与实践的完美结合。
在项目教学整个过程中,学生要在规定的时间内,可以自由的进行讨论,安排整个过程的进度,如此有助于激发学生的创新能力和积极性,培养了学生分析、解决问题的能力和团队的协作能力。
如今许多单片机教科书中知识结构都是从简单的数制到较为复杂的单机硬件,最后再到复杂的系统接口技术。但项目教学法改变了传统的教学模式,教师能够灵活掌握课程的教学顺序,合理的安排教学任务,并结合自身多年教学经验,总结出几个步骤帮助学生对单片机进行有效的学习。首先应该对单片机有所感知,自己查找一些有关资料,进一步了解对单片机学习的必要性和应用性;其次教师要给学生布置一些项目具体的任务,例如制作秒表、电子万年历等,给每个学生分配具体的任务,让他们由浅及深的了解单片机课程;再次教师要对一些小模块进行具体的讲解和分析;最后以期末的实训内容作为引导,将之贯穿于整个理论教学的过程中,模拟出一些生产场景,增强学生实际动手能力,完成最终的项目教学目标。
项目化教学主要是以项目为主要载体,以任务作为动力,将实践和理论紧密的结合起来,使学生在完成任务过程中就能够充分掌握相关的技能和知识,进而不断提高学生的实践能力和学习效果。在设计教学时,要挑选合适的项目来保证改革效果。所选的项目既能包含单片机相关的知识,又不会过大的增加学生的学习负担,给学生造成一定的心理压力。
5.1以项目为主要导向。
传统的教学方法主要是以教师讲授知识为主,重视教师、教材以及课堂教学,这种传统的教学模式主要强调理论知识的连续性和基础知识的运用,但却忽略了对学生兴趣以及创造能力的培养。现阶段,在课堂教学中要改变这种教学模式,变换传统的教学结构,打破原有的教学框架,将教材中原有的知识顺序分散成诸多小的知识点,运用一些经典的项目案例将这些小的知识点融入整个课堂教学,从而能够实现以项目为导向教学模式。
5.2项目设置的方法。
教师要对项目的实例进行选择,认真撰写项目的内容。所选的基础项目能够与学生自身的兴趣相符合,给学生布置一些功能简单易于实现的项目任务。选择技能项目,鼓励学生通过多种形式来实现项目的具体要求,对于学生独立思考的能力有着较高的要求,在教学过程中教师可以指导学生进行分组讨论,主要以学生互相讨论以及师生互动的形式进行。综合项目则是侧重学生知识的提高,对于一些能力较强的学生应该充分发挥出他们的钻研精神,能够在钻研的过程中提升自身专业技能。例如教师给学生布置一些制作秒表的项目任务,让学生自己动手,在制作的过程中将所学的知识运用到操作之中,使得学生们的理论知识与实践能力有效的。结合在一起。
5.3测评环节。
以项目为主要导向的教学过程中,考核的方式与传承考试也有所不同,考量学生的学习效果主要是通过综合评价实现的,主要评价有自我评价、教师评价、学生互评以及项目组长的评价等。
从项目框架的设计、需求的分析以及详细的方案等各个环节对学生进行点评打分。教师在评价的过程中,主要以支持和鼓励学生为主,可以增加学生自信心;在小组评价的过程中,应该着重了解学生在整个项目中所起到的作用,观察学生是否属于设计的主要人员,在设计的过程中是否配合等;在自我评价的过程中,要反映出自身在学习过程中所遇到的困难,在面对困难时是否能及时寻找到解决问题的方法,自我测评在今后的学习中有利于提升学生的学习效率。学生应该虚心接受别人的评价,在评价中才能够更快、更好地改善自己的不足之处,不断地完善自己。
项目教学法能够充分调动学生学习的积极性,在整个教学过程中,既提升了学生的实践能力,又促进了师生之间的情感交流。本文着重探讨了工科类院校单片机课程教学的现状,如教师教学手段较为单一、学生没有明确的学习目标、学生缺乏实践机会、考核方式具有一定的局限性。
本文也研究了应用项目教学方法、项目教学法的实施步骤、基于项目的改革策略等,主要是以项目为导向,设置项目方法优化测评环节。如此才能大幅度的提升学生们的实践能力、创新能力以及思维能力。
[1]李冰。单片机课程的项目化教学改革与实践[j].实验室科学。2014(1).
[2]郭毅飞,王华。项目教学法在单片机教学改革中的应用[j].湖南农机。2013(1).
单片机论文篇三
手动变速箱在换挡时,如果两个齿轮轮齿转速不相等时强制挂挡,由于两齿轮间存在巨大的速度差,会发生冲击和噪音。这种情况不仅会使挂挡动作变得非常困难,同时会使齿轮的齿端磨损加剧,甚至会造成轮齿折断。所以,在换挡过程中必须使待啮合的齿轮转速相等,即同步,才能平顺的挂挡而不至于给齿轮造成巨大的损害。这就是同步器的作用。所以说,同步器的性能好坏直接决定了手动变速箱换挡品质的优劣,同步器质量的好坏也直接决定了手动变速箱的使用寿命的长短[4][5]。汽车是一个由许多零部件组成的复杂机械系统,由于汽车的机械系统的复杂性和同步器工作过程的复杂性,同步器工作过程尚不能通过理论计算或者仿真的手段来进行准确的分析,只有通过试验的手段才可得到更贴近实际情况的结果。
法国的一家独立的实验室etsm专业技术与服务实验室(etsm expertisetechnology&services )在2017年开发了一套用于测试同步器的摩擦性能的试验台,如图1.1所示。该试验台用电惯量的方法模拟同步器的惯量,用气动的驱动方式作为同步器加载时的轴向力,其控制和数据采集使用了ni公司的labview及其他配合使用的套件,它能够用于测试同步器的动力学特性和摩擦性能[8]。
第二种思路的同步器试验台的设计方法是在不拆解变速箱的情况下设计试验台来研究同步器的性能和寿命。以整个变速箱为试验对象来检测同步器性能和寿命的的试验方法在国外较早开始了研发,其中日本在这方面的研究较早,已经研发了不同类型的试验台,并申请了相关技术专利。具有代表性的是新日本特机株式会社利用电惯量研发的手动变速器试验台,该试验台机构简单,以步进电机和启动系统混合驱动装置作为动力,可以在不拆解变速箱的情况下进行同步性能试验、同步耐久性试验[10]。
解锁阶段——两圆锥面的转速相同( 0)后,接合套8沿锁环倒角斜面向前滑动与锁环3啮合,此时,接合套8可以继续向前移动;啮合阶段——接合套8平稳而快速的越过同步环3并与待啮合齿轮接合齿圈2进入啮合;换挡完成阶段——在发动机传递来的动力作用下,接合套8和待啮合齿轮接合齿圈2上的犬齿齿端的倒斜面结构将会继续保持接合套8的接合状态,驾驶员将会停止施加换挡操作力。
全国汽车标准化技术委员会在2017年发布并实施了中华人民共和国汽车行业标准qc/t568.3-2017《汽车机械式变速器台架试验方法‐中型》,该标准明确规定了中型汽车机械式变速器台架试验方法,qc/t568.3-2017主要适用于输入扭矩为400nm~800nm,挡位数为4挡~7挡的汽车机械式变速器总成[26][27]。
同步器性能测试的主要内容是测试同步器换挡过程的动态性能。同步器性能测试有以下要求[20]:一、性能测试之前需要进行磨合,一般试验要求是同步器在设计条件下进行300次换挡,完成300次换挡后要更换润滑油;二、换挡杆上需要安装测量换挡力的传感器,并进行标定;三、试验时可采用相邻两挡间交替换挡或者单向换挡方式进行;四、每次测试需要进行三次试验取平均值;五、记录变速器一轴转速、换挡时间、换挡力(同步力矩)之间的关系曲线,并计算出同步冲量。
单片机论文篇四
摘要:西方经济学历来是高职经管类专业学生学习的难点。在教学中,我们必须首先向学生明确学习该课程的主要目的,从整体上把握微观和宏观经济学的教学主线,因材施教地弱化数学分析,鼓励他们克服畏难情绪,灵活运用多种教学手段提高学生的自主学习的能力、分析及解决问题的能力、创新思维的能力,激发他们用所学知识来理解经济生活中的热点问题。
关键词:高职;西方经济学;教学主线;教学手段;现实问题。
西方经济学是教育部确定的我国高职财经类、管理类专业必修的专业基础课,是学习其他应用经济学科的基础课程。
1明确高职西方经济学的主要学习目的。
在日常经济生活中,我们使用的税收、自由贸易、通货膨胀、失业以及经济增长、经济危机等术语和决定我们思维框架的,无不来自经济学理论。因此,学习经济学的根本目的是培养经济思维方式,即学会一种分析和解决问题的方法,而不是得到一套答案。这将有助于更好地做出个人决策,更精明地参与经济,更充分地理解置身其间的世界的运行和政府政策的优与劣,并不断改进自己的思维方式和生活方式――对经济学的思考和遵循本身就是一种生活方式。
2从整体上把握微观和宏观经济学的教学主线。
微观经济学从资源的有限性和人的欲望无限性这一人类社会发展的根本矛盾出发,提出通过选择来合理配置资源。围绕需求、供给和均衡价格理论,运用效用论研究消费者追求效用最大化的行为,由边际效用递减规律说明单个消费者及市场需求曲线。再运用生产论、成本论和市场论研究企业追求利润最大化的行为,由此推导出单个生产者及市场的供给曲线。市场需求曲和供给曲线的结合决定了均衡价格,从而实现整个市场的资源配置效率。由于在不完全竞争市场中,不存在具有规律性的厂商和行业的短期和长期供给曲线[1],因而进一步分析四类具体市场形式的'价格、产量的决定及其资源配置的效果。进而将考察的范围从产品市场扩展至生产要素市场。由于市场存在垄断、外部性、公共物品和不完全信息等问题而造成价格机制失灵,因此针对性地提出相应的微观经济政策。
3有针对性地弱化数学分析克服畏难情绪。
高职学生的数学基础相对较差,他们很难理解表格、几何图形、数学公式的经济学含义。近年来,经济学界越来越注重实证分析,强调其科学性的一面,却往往忽视现实经济生活的复杂性和多样性,也即管理中的艺术性。高职培养的目标不是让学生去研究经济学本身,而是会运用经济学的相关理论去思考,因为语言文字同样也是西方经济学的表达形式之一,数学方法并不是它的全部。因此,在西方经济学的高职教学中,需要因材施教,针对学生的特点,同时受制于相对本科较短的学时,不应过分强调数学分析方法,特别是公式的推导和证明,对部分复杂的理论也应简化或不讲,从而帮助他们树立学习信心,克服畏难情绪。
4灵活运用多种教学手段提高“三大能力”
5联系现实理解经济生活中热点问题。
当前,我国正处于经济转型的关键时期,许多新的现象,热点问题,需要我们用所学的经济学基本理论去分析、理解,否则,即使学生课堂上能够记住一些抽象的理论、模型、案例、图表和专业术语,但由于现实性不够,学生不仅不能将所学知识牢固掌握更不能实际运用[2]。同时也能进一步激发学生关心时政,努力学习的兴趣,更牢固地掌握所学理论知识。例如,怎样从经济学的角度来解释近年来越发高企的房价?有学生认为是由于价格弹性理论的作用,作为生活必需的房屋具有需求的刚性;也有学生认为是通货膨胀中大众的心理预期和房产商的利润推动的作用;还有学生认为是由于当前股市不振,投资渠道狭窄,而房产具有保值增值的作用等等。
参考文献:
[1]高鸿业.西方经济学(第三版,微观部分)[m].中国人民大学出版社,2004,(9):219.
单片机论文篇五
中国是全世界盲人最多的国家之一,据统计约有900万盲人。盲人接受文字信息的途径主要有利用语音合成发声软件阅读和触摸盲文凸字两种形式。语音合成发声感情生硬,缺乏阅读快感,较晦涩的文字和公式更是难以理解记忆。同时,供盲人阅读的新版图书只有104种,盲文期刊仅8种,品种数量可谓奇缺叫。另一方面,现有的盲文助读器由于采用压电陶瓷,其价格也颇为昂贵。本文基于51单片机设计了一种新型的盲文助读器。
1新型盲文助读器的总体架构设计。
目前广泛应用的盲文有现行盲文和双拼盲文两种,现行盲文以三行两列的6个凸点为一个基本单位,6个凸点之间通过不同的排列组合形成不同的文字,本文基于流行最广的现行盲文设计了一种8方的盲文助读器。因微型步进电机具有体积小、利于控制、价格低廉等优点,机械部分采用步进电机来实现凸点的起落,控制部分则采用stc89c51单片机,通过6个1,b1848m步进电机驱动芯片来控制6个步进电机,每个步进电机控制1个凸点的起降,每6个步进电机控制的凸点表示1个盲文单元(即盲文的1方),每个盲文单元可以显示1个阿拉伯数字或英文字母,2个或3个单元可以显示1个汉字。电路连接部分采用自行设计的pc'b板,将电机驱动芯片、步进电机、单片机有序地连接。单片机通过内部程序控制来实现盲文单元内6个步进电机间以及每个盲文单元间的协调组合,从而实现盲文的表达输出。
2机械整体架构。
采用微型步进电机作为原动机(即控制终端),通过单片机发送的信号控制电机的旋转,带动螺旋机构控制螺母和凸点的升降运动。将微型步进电机镶嵌在底盘内,焊接在pcb板上,利用导轨板壁和与之配合的电机限制螺母沿二,二轴平动和绕二,y轴转动,使之只能绕二轴转动从而实现沿导轨板壁的上下移动,每6个凸点为1个单元,通过不同凸点的起降变化,显示不同的文字。
步进电机是四线二项混合式微型步进电机,此款电机属于二相四拍式步进电机。通过1,b1848m芯片产生的驱动信号驱动步进电机,带动丝轴上的螺母上下运动,距离控制在2mm的统一高度。步进电机结构示意图如图3所示。
3控制部分设计。
3.1多机通讯的硬件设计。
pc机作为上位机,主机和从机都为51单片机。pc'机与主机通过串口通讯。由于通讯距离较短,所以本项目采用rs232进行串口通讯,波特率为9600,数据位为8位。
主机利用缓冲寄存器sbuf接收pc'机发来的字符数据后经过内部转码处理,将字符数据翻译为对应的电机控制码,通过串行通讯发送给从机。从机接收完主机发来的数据后,实时控制相应步进电机的转动状态。其中从机部分只显示出了一个单片机和1个电机。
pcb板的设计是本项目硬件系统的重要部分,使用propeldxp2004,实现了sch(原理图)设计、sch仿真、pcb(印制电路板)设计、autorouter(自动布线器)和fpua设计。
在pc'b的制作过程中,芯片ib1848m的封装根据技术手册完成。为了减小盲人助读器的.整体尺寸并且配合微型步进电机的焊接,实际制作时,采用两层pcb板作为信号层,其主要的工艺指标如下:pcb板宽为24mil;最小线宽为6mil;走线与焊盘的最小距离为12mil;过孔最小内径为16mil。
3.2多机通讯的软件设计。
通过对51单片机内部的多机通讯控制位sm2sm1的控制实现多机通讯。利用串行通讯来实现主机与从机间的通讯,主机先利用串口向所有从机发送地址,在从机接收到地址时进行判断。若地址不符则不作为,地址相符则继续接收主机发来的电机控制信息,进而对电机进行控制以实现盲文的显示。
在进行多机通讯时,主机依次对从机进行控制,实现8组步进电机的依次控制,先控制第1个从机,令电机显示第1个盲文,再控制第2个从机,令电机显示第2个盲文。
在8组从机依次控制完毕后将所有从机的控制位sm2-sm1恢复为初始状态,准备进行下一次通讯命令的接收。
4结论。
本文从我国盲文使用现状入手,指出了现有语音合成发声软件和纸质书籍的弊端,并详细介绍了新型盲文助读器的具体设计原理。利用微型步进电机控制凸点,用单片机控制电机,通过pcb进行电路搭建,实现了新型盲文助读器的设计。它能很方便地将电子版文字转化为盲文凸起形式,价格低廉,对盲人的学习、生活有很大的帮助。
单片机论文篇六
时光飞逝,一转眼,一个学期又进尾声了,本学期的单片机实习课题也在一周内完成了。俗话说“好的开始是成功的一半”。说这次实习,我认为最重要的就是做好程序调试,认真的研究老师给的题目。其次,老师对实验的讲解要一丝不苟的去听去想,因为只有都明白了,做起产品就会事半功倍,如果没弄明白,就迷迷糊糊的去做,到头来一点收获也没有。最后,要重视程序的模块化,修改的方便,也要注重程序的调试,掌握其方法。
虽然这次的实习算起来在实验室的时间只有几天,不过因为我们都有自己的实验板,所以在宿舍里做实验的时间一定不止三天。硬件的设计跟焊接都要我们自己动手去焊,软件的编程也要我们不断的调试,最终一个能完成课程设计的劳动成果出来了,很高兴它能按着设计的思想与要求运动起来。
当然,这其中也有很多问题,第一、不够细心比如由于粗心大意焊错了线,由于对课本理论的不熟悉导致编程出现错误。第二,是在学习态度上,这次课设是对我的学习态度的一次检验。对于这次单片机综合课程实习,我的第一大心得体会就是作为一名工程技术人员,要求具备的首要素质绝对应该是严谨。我们这次实习所遇到的多半问题多数都是由于我们不够严谨。第三,在做人上,我认识到,无论做什么事情,只要你足够坚强,有足够的毅力与决心,有足够的挑战困难的勇气,就没有什么办不到的。
通过这次单片机实习,我不仅加深了对单片机理论的理解,将理论很好地应用到实际当中去,而且我还学会了如何去培养我们的创新精神,从而不断地战胜自己,超越自己。创新可以是在原有的基础上进行改进,使之功能不断完善,成为真己的东西。这个设计过程中,我们通过在原有的计数器系统进行了改进,使之增添了暂停、计数、清零等的三个控制功能,使之成为一个更加适用,功能更加完备的属于自己的一个系统。设计结果能够符合题意,成功完成了此次实习要求,我们不只在乎这一结果,更加在乎的,是这个过程。这个过程中,我们花费了大量的时间和精力,更重要的是,我们在学会创新的基础上,同时还懂得合作精神的重要性,学会了与他人合作。作为一名自动化专业的快大三学生,我觉得做单片机实习是十分必要的。在已度过的大学时间里,我们大多数接触的是专业课。我们在课堂上掌握的仅仅是专业课的理论知识,如何去锻炼我们的实践能力?如何把我们所学的专业基础课理论知识运用到实践中去呢?我想做类似实习就为我们提供了良好的实践平台。
首先在做本次实习的过程中,我感触最深的当属查阅大量的设计资料了。为了让自己的设计更加完善,查阅这方面的设计资料是十分必要的,同时也是必不可少的。我们是在做单片机实习,但我们不是艺术家,他们可以抛开实际尽情在幻想的世界里翱翔,而我们一切都要有据可依,有理可寻,不切实际的构想永远只能是构想,永远无法升级为设计。
其次,在这次课程设计中,我们运用到了以前所学的专业课知识,如:c语言、模拟和数字电路知识等。虽然过去从未独立应用过它们,但在学习的过程中带着问题去学我发现效率很高,这是我做这次课程设计的又一收获。
最后,在实习之前,我们要对所用单片机的内部结构有一个系统的了解,知道该单片机内有哪些资源;要有一个清晰的思路和一个完整的的软件流程图;在设计程序时,不能妄想一次就将整个程序设计好,反复修改、不断改进是程序设计的必经之路;要养成注释程序的好习惯,一个程序的完美与否不仅仅是实现功能,而应该让人一看就能明白你的思路,这样也为资料的保存和交流提供了方便;在实习过程中遇到问题是很正常的,但我们应该将每次遇到的问题记录下来,并分析清楚,以免下次再碰到同样的问题。但是从中学到的知识会让我受益终身。发现、提出、分析、解决问题和实践能力提高都会受益于我在以后的学习、工作和生活中。
单片机论文篇七
摘要:随着科学技术的不断发展和人民生活水平的快速提高,手机的普及和功能越来越广泛。移动电话不仅可以作为信息交流的工具,而且在工程建设中也得到了广泛的应用。单片机和gsm移动通信的应用已经成为最热门的研究内容之一。本文对集成单片机技术、gsm通信技术和需求控制继电器进行了研究工作。
关键词:单片机;gsm移动网络;继电器;。
1系统的概述。
随着移动通信技术的飞速发展,基于无线技术的各种增值业务也在慢慢改变着我们的生活环境和生活方式。无线技术的应用已经成为我们生活中不可缺少的一部分。本文利用数字移动通信网络,结合西门子的无线通信模块和单片机技术,利用移动通信网络中的短消息服务,对对象的信息进行传输和控制,实现对继电器的监控。这样,人们就可以随时随地使用手机对远程目标进行监控,给人们的生活、工作和工业生产带来极大的方便。
2相关技术。
(1)单片机相关技术。单片机作为一种单芯片集成电路芯片来完成一定的逻辑功能,还包括微系统,分别是中央处理器(cpu)、随机存取存储器(ram),只读存储器(rom)和输入/输出端口(i/o)作为计算机部件的主要功能集成在微型计算机电路芯片。在本文中我们将采用stc系列89c51单片机。
stc89c51采用40管脚双列直插dip-40封装,其引脚图如图1所示:。
图1stc89c51引脚图。
stc系列单片机的程序存储器和数据存储器在物理结构上是相互独立的。当系统扩展外部程序存储器和外部数据存储器的范围可以达到最大64kb。该系统是用一个特殊的外部引脚rst复位。
(2)gsm移动通信相关技术。gsm移动通信系统的网络结构主要由三部分组成:移动台(ms)、基站子系统(bss)和交换网络子系统(nss),该接口连接公共交换电话网、综合业务数字网。
移动通信系统采用的是频分多址(fdma)和时分多址(tdma)的混合多址技术,并采用跳频方式。gsm信道分为物理信道和逻辑信道。一个物理信道为一个时隙,通常被定义为给定tdma帧上的固定位置上的时隙(ts)。逻辑信道是根据bts和ms之间传递的消息种类不同而定义不同逻辑信道。
移动通信系统采用时分多址(tdma)和频分多址(fdma)接入混合多址技术,并采用跳频模式。gsm信道分为物理信道和逻辑信道。每个物理信道是一个时隙,它通常被定义为在给定的tdma帧上的固定位置上的时隙(ts)。根据bts和ms之间传输的不同类型的消息,逻辑信道被定义为不同的逻辑信道。
3硬件组成电路。
本系统主要由电源电路模块、单片机模块、移动通信模块以及继电器模块组成。其中主控芯片采用的stc89c51单片机,使用者短信(sms)发送后会由移动通信模块作为介质经服务中心(smsc)到达mcu里,参照收到的指令,mcu控制继电器模块,以达到控制要求。另外红外发射和接收模块用于辅助控制。
4系统软件设计。
单片机与移动通信模块的软件接口是通过与移动通信模块有关的at指令来控制移动电话。每个响应指令需要移动通信模块和单片机在过程中执行完成,并为每个数据传输的数量有严格的规定,移动通信模块和单片机的双方必须依照本条例的规定来执行相应的数据交换,否则,就是失败的通信。
系统软件通过连接sim卡tc35i无线通信模块与计算机的串行端口实现远程信息传输。随着c语言的发展,数据的分析、传输和打印都可以完成了。pc机发送at指令,操作指令和目的号码发送给tc35i模块。tc35i模块将信息发送到短消息中心,然后将信息发送到终端的tc35i模块的短消息中心。终端设备读取自己的tc35i模块的数据,分析命令,完成相应的操作。
5系统调试。
当所有工作完成后,可对调试系统带电进行调试,首先要检查所有的模块之间的.通信线连接正确,然后连接到5v和12v直流电源,与直流电源连接,电压不应该是错误的,但是不可以不知道正面和负面的权力,否则系统无法正常运行的现象。
在所有的连接都正确连接,对tc35i模块的红灯会亮接通电源时。红灯显示电源稳定,所有模块正常工作。该模块已通过当前。红黄灯将出现在明亮的阳光下,交替出现,滞后时间也很接近,tc35i模块搜索gsm移动网络信号,没多久,就看到黄色的灯光照耀下再次走出约2秒,然后说tc35i模块已成功注册到gsm移动通信网络。注册成功后,黄色信号应该保持闪烁。可以进行以下功能测试。在测试模块的功能流程,系统选用的波特率应9600bps。
6小结。
本文通过建立移动通信网络和单片机技术,实现了对设备的控制,实现了远程控制系统。短消息模块主要用于接收和发送短消息给用户的手机。无线通信技术在主控模块和子功能模块之间的通信中起着关键的作用。由于短消息在生活中的日常通信中起着非常重要的作用,所以在移动通信网络设备远程控制方案易于实现,且实时性要求不高,在家居控制方面更为方便,具有成本低、效率高的明显优势。
参考文献。
[2]潘斌,郭红霞.短信收发模块tc35i的外围电路设计[j].单片机与嵌入式系统应用,(07):6-7.
单片机论文篇八
1.2设计的任务及要求。
2.作息时间能启动和关闭放音机。
l显示格式为“时分”
l由led闪动来作秒计数表示。
l一旦时间到则发出一阵声响,同时继电器启动,可以控制放音机开启和关闭。
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单片机论文篇九
[摘要]物理化学作为一门重要课程,在教与学的过程中难度较大。为适应现代高职教学目标,适应目前生源状况,物理化学课程教学也要与时俱进。根据教学实践经验,从高职培养目标选择教学内容,结合当前高职学生现状,探讨了提高高职学生学习积极性,多方面提高学生素质的一些具体教学和课程评价方法,并在实践中得到良好结果。
作为化工类高职相关专业的理论基础课其作用也是必不可少的。其概念非常抽象,内容相对难度较大,理论推导较多也复杂。[1]对一般本科院校学生学好本课程有较大的难度。在高职学生基础能力较差,学习积极性和主动性几乎没有的情况下,让他们学习本课程难度太大。针对高素质技能型人才的培养目标,课程教学的改进是每位高职教师必须研究的问题。以发展的眼光看待问题,从教学的各个环节着手,以培养目标为导向,从实际出发,笔者对高职物理化学的课程教学进行探索研究。
1教学内容选择。
2课程情况和学生情况分析。
由于物理化学理论逻辑性强,一定要注意前后知识点之间的衔接,使其成为一个个知识体系,以便于整体把握。物理化学是一门理论性很强的课程,但其理论和实践结合也能体现在日常生活的方方面面。某种意义上说物理化学不仅仅是自然科学,其还是一门哲学。像热力学三大定律,像熵增原理等都可以联系到学生的世界观,价值观,人生观的形成。不仅仅利于提高学生的知识水平,逻辑思维能力还利于提高学生的社会认知能力。理论课程的学习一般遵循学生为主体,教师主导。对于学生整体情况的分析也一定必不可少。学生情况方面,近年来生源的减少和各个院校的扩招造成普通高职院校的生源质量有所下降。从每年的高职录取情况可知,例如山东省高职类控制线为170分。针对学生基础知识薄弱,几乎没有学习积极性和主动性的特点。要加强学生的管理,不能像普通高校那样放任自流。讲课内容尽可能简单,详细,多次重复加深印象。授课方法灵活多变,提高趣味性。
3.1理论教学。
结合目前课程的情况和学生的状态,笔者曾采取分组的方式进行课程教学实践。每班分成8-10个学习小组,每组选取一名组长。[4]为了充分调动学生学习的主动性和积极性,课堂以学生为主体,教师主要起到引导作用。每堂课开始由老师对上次课内容进行详细总结,然后提出本次课程的几个主导问题。让学生结合课本开展小组讨论,然后推荐人选进行回答,最后老师进行点评和总结。这种课堂教学方法尽可能的把学生的注意力集中在课堂上。课堂教学并不拘泥于一种方式。对于跟能实际生活相联系的理论教学,可以把试验安排在课堂,或者采取播放视频的方式引入课程。例如在讲解稀薄溶液依数性可与实际汽车玻璃水,防冻液知识相结合。在讲解二组分液态不互溶体统相图时可加入古代杂耍“油锅捞铜钱”的视频动画引发学生思考。由于课程的理论难度较大加上学生的知识水平有限,我们在作业布置方面除正常作业外,额外增加一项“抄课本”的作业。该作业可以算作一部分期末成绩。古语有云“书读百遍,其义自现”。虽然现在提倡素质教育,反对填鸭式教育,但是教学改革不是目的,目的是提高教学质量,提高学生水平。针对高职学生缺乏自主学习能力的现状,采取半强制的方法也是一种途径。这种“抄课本”的.作业方法一定程度上提高了学生对本课程的理解。
3.2实验教学。
理论联系实际是激发学生学习兴趣的源泉。[5]在实际教学过程中,笔者发现将授课内容与实际相结合,可以起到事半功倍的效果。学生的学习兴趣很高,课堂气氛很活跃,学生互动也很好。针对物理化学所安排的试验内容来说,物理化学实验是继无机、分析和有机化学实验之后的基础实验课程。与其他实验课程一样注重培养学生的动手能力。一方面通过实验巩固并加深对物理化学课程中某些理论和概念的理解,掌握实验的基本方法,实验技术和常用仪器的构造原理及使用方法;另一方面通过实验培养学生的安全意识和化工思维,为将来从事化工相关工作打下良好的基础。在化工生产过程中,“安全第一”,“安全是企业的生命线”。实验教学中的一大课题就是安全教育。第一次实验课就要讲安全,以后每次实验课都必须讲到安全,在教学过程中把安全意识烙刻在学生心中。注重试验的规范性,严格实验操作步骤。养成学生严谨的工作方式。重视实验。强调实验课堂要比普通课堂要严肃认真。严格考核实验课程。要求学生认真对待实验,要有耐心,记录实验数据和现象要真实,如有异常及时报告教师。
3.3课程评价体系。
依靠一张期末试卷来评价学生对物理化学课程的掌握情况显然已经不合时宜。传统的考核方式,着重于考察学生基本知识的掌握,以及知识的灵活应用。现代职业教育注重培养高素质技术技能型人才。课程评价体系也要从多方面体现学生的各种素质是否有所提高。总体评价我们分为两部分。一部分是理论知识方面,主要体现在课堂表现,课后作业,期中和期末测试。课后作业包括一般性习题作业和“抄课本”类作业,还有一些扩展型的资料收集作业。另一部分是实验技能方面,主要体现在实验课课堂表现,实验报告,试验台卫生评比等方面。从多个角度考核学生的综合表现。
4总结。
总之,教学相长,在教学的过程中要不断学习新的知识和教学技术。在教学的过程中不断探讨适应社会发展,学生变化的教学方法。结合传统教学方法和现代教学手段,寻找合适的教学行为,提高教师的教学水平,提高学生的综合素质,以达到现代社会对高职人才的需求。教学质量的提高、学生综合能力的培养是一项系统工程,它需要教师和学生双方都付出艰苦的劳动和汗水。作为一名教师,要注意学习吸收他人有益的经验,同时在教学过程中不断探索、不断钻研、不断创新、不断完善。
参考文献。
[2]刘光东,崔宝秋.物理化学[m].华中科技大学出版社,2010.。
单片机论文篇十
电子琴是高科技技术在音乐领域实现的一个典型代表,可视为现代文明和古典文化的一个浓缩体,是音乐与当今电子科学技术联合的产物,是全新的键盘类乐器,它不仅让我们在音乐教室内进行传统意义上的音乐文化的教学工作收益良多,还可以更加直接、简便进行电子音乐、现代音乐、电脑音乐的教学,在当今音乐中担当的角色也极其重要。现代人们的日常生活中已经与电子枪紧密相连,成为了不可或缺的一部分。近年,随着大规模的集成电路的发展单片机设计正在深入到社会各个行业,同时也带动诸如工业、农业、商业等的日新月异。单片机的特点很多,如功能强、体积小,而且功耗相对较低,稳定性和可靠性都很高,特别适合在自动控制行业,也广泛应用与仪器仪表、数据采集、家用电器等。单片机是作为系统的核心部件来设计系统的,可以根据硬件设计的需求,合理地对软件进行设计,这样就能高效地提高电子电路设计的质量。
中国市场上最初使用的电子琴技术是基于fm(调频)音频技术,主要是通过对音色的频谱进行分析和运算,这样就可以避免在芯片中储存大量的采样数据。这种设计方式产生的音色比较纯净、清澈,没有真实乐器演奏的机械噪声,甚至能够创造出一些不存在的天籁之音。然而这也暴露了其明显缺陷,音色过于干净,导致听者对这样音色听感不佳,容易造成听觉疲劳。随着科技的发展,这种技术逐渐被pcm和fm双调制音源技术代替,但是这也是音源的过渡技术。在大规模集成电路和芯片技术开始实际应用于生产后,pcm音源技术逐渐成为了当今的主流音源技术。pcm音源技术实质上是对真实音色样本的一种压缩算法技术,不过并不是简单意义上的压缩。在压缩过程中对原始音色进行了创造性的改造,从而可以产生全新的音源。由于pcm的压缩算法技术各不相同,因此各个公司在电子琴效果上显示出了不同的特色。
音程主要是指处在音级相互之间的关系,也就是说两个音在音高上的距离,单位距离叫做度。度是最小的音程单位,一般自然音do、re、mi、fa、sol、la、si的音程分别为一度、二度、三度、四度、五度、六度、七度、八度。最常见的音程分为大、小和完全三种。完全音程没有大小之分,也没有诸如大四度或者小五度的说法。很多同度数的情况下,大音程比小音程多一个半音,如大四度比小四度多一个半音,但是也有特殊情况,有时候会出现比大三度多一个半音的情况,这时候就成为增三度,比如fa和#la就是增三度。相反,减三度是指比小三度少一个半音的情况,比如#re和fa。完全四度是在完全音程的情况小,比如do和fa相差5个半音,可以fa和si相差6个半音,就比完全四度多了一个半音,这样就把完全四度当作标准状态,称pa和si的音程为增四度。
电子管风琴的音乐节奏感很强,它的键盘可以让人们在感受力度的同时,也能体会到触后感应和水平触键感应,但是演奏难度太大,由于其效果震撼,让人听后难以区别是乐队演奏还是电子琴演奏,深受人们喜爱,但是它并不能代替传统乐器,只能作为人们享受艺术。陶冶情操的工具。电子钢琴是一种电声乐器,可以在某些场合代替钢琴,其发声原理是将键盘作为通断开关,在按下按键后,内部的晶振开始工作,产生频率信号,然后经过分频器方法,送入扬声器发声,这个过程依靠模拟电路,键盘没有力度和击弦的感觉,音乐演奏的手感较差。键盘式电子琴的音色丰富、优美,可以发出各种音色,也可以进行独特的演奏,还可以代替传统乐器开展音乐教学,但是由于旋律和和声缺乏音量变化,音质单调,在模仿其他乐器时,音色也不够逼真,因此还有很多需要改进的地方。
单片机论文篇十一
单片机就是一种集成于电路上的芯片,在采用了超大型的集成电路上的技术使得那些有数据处理的能力的部分,如中央处理器cpu和随机储存器ram还有只读储存器rom以及多种i/0口同时还有中断系统,以及定时器等等,把它们全部集成到一起,使其在一个硅片上就能构造成为一个虽然很小但是功能完善的系统。而这种计算机式的系统也可以分为两个种类,第一种就是我们平常可以见到的那种普通计算机,而另外一种就是嵌入式的,而这种系统通常被用来控制又或者是监控一些事物而被集成到了另外的一个系统上面。
二、单片机的发展经历。
首次出现单片机的时候是在20世纪的70年代末期,而发展到如今,在单片机这个领域上因为其特征也可以把它分为以下几个阶段:
第一个阶段可谓是初级阶段,而这个阶段的发展主要在控制上的发展。而这个阶段的时间点则是1974年-1976年,在这个阶段中主要的目的就是为了寻找一个最好的结构从而让单片机能够嵌入到系统之中,但同时也因为当时其技术上的限制,当时的单片机是采用的双片这种形式。
第二个阶段则主要是对单片机的探索,而这个阶段的时间点则是1976年到1978年,由于当时单片机的性能方面还比较低,所以很多公司开始在工控这个领域上进行了探索,并且全部都取得了不错的效果。而这些公司主要包括intel公司以及motorola等,而单片机这个名次也是在这个阶段出现的,而这也是scm所诞生的时代,虽然此时的单片机性能上依旧很低而且品种上也很少,在组成上,它是由一个芯片构成的,但是它具有了cpu以及并行口还有定时器和ram以及rom,所以说,它也是真正意义上的单片机。但是不可忽略的是由于其依旧在起步阶段,所以在cpu上功能并不是狠强,而io口这个方面上,种类及其数量也非常少,同时其rom以及ram也十分的有限。也因此,当时的单片机仅仅只能被应用在一些相对来说简单一点的场合。
第三个阶段的主要内容在于单片机的完善上。这个阶段的时间点在于1978年-1982年。在当时的代表公司intel公司中,推出了一个更加完善的单片机系列,这种系列被称为mcs-51,而这种系列不同于之前的mcs-48,其具有了更好的优点。首先的就是它具有完整的外部总线。这种系列有着更加完善的结构,它包括着8位数据上的总线和16位地址上的总线以及控制上的总线。其次的就是在cpu中,外围的功能单元得到了集中的管理。然后还有一点就是指令系统上的增强,整个系统贱贱变得完善同时也更加丰富,与此之外还家了很多控制功能上的指令来使整个系统变得更加方便。
三、单片机的种类。
按照生产的厂家来分类:英特尔公司与摩托罗拉公司以及国家办导体公司,与此之外还有仙童公司和莫斯特克公司以及罗克威尔公司和微芯片公司等等,而这些主要在美国地方,在日本的还有日本的电气公司以及富士通公司,同时松下公司以及日立公司和日电公司,与此之外还有东芝公司以及荷兰的飞利浦和德国的西门子等,这些公司都是单片机的主要生产公司。
按照单片机的字长来分类:4位单片机,4-bit系列的,这种单片机的控制上的功能相对较弱,其cpu每次仅仅只能够处理4位二进制。也由于其局限性这种单片机也经常会被用于计算器及各种智能的单元上,或者也可以被用作是遥控器。另外一种就是8位单片机,这种单片机在控制这方面的功能上则强于4位单片机,同时这种单片机的品种也更加齐全,与4位的相比,这种单片机不仅仅在储存的容量以及寻址的范围上有了大大的提高。同时在中断源以及并行i/o接口还有定时器以及计数器的个数上都有了一些提高。与此之外的是在指令系统这个方面,相对于4位单片机至上,都增加了一些乘除的指令和比较的指令。尤其是那些性能上很高的单片机,不仅在片内部增加了a/d以及d/a这种转换器,同时还集成了定时器捕捉以及监视定时器和总线控制部件,同时还有晶体震荡电路等等。也正因为这样,这种单片机其片内的资源非常的丰富而且在功能上也异常的强大。而这种单片机也被主要运用于工业上的控制以及只能仪表和家用电器,同时还有办公用的自动化的系统之中。与此之外还有很多种类的单片机就一一介绍了。
从单片机的发展来看,随着现在这种社会的进步,一种高性能并且在品种上也更加丰富的单片机也被市场所迎合着,而在这种趋势下,如何让单片机能够坐到低的功耗同时体积上的减小以及容量上的增加,性能上的加强和价格上的降低等等都成为了现在单片机发展所要注意的主要问题。低功耗:对于单片机上的功耗,可以知道的是已经达到了ma级,甚至有的已经达到了1ua以下,在使用的电压于3到6v的时候,能够很好的适应电池的工作。这种低的功耗不仅仅是能源上的节约,同时还能带让产品有着更好的可靠性以及更高的抵抗干扰的能力,同时还能让产品便于携带,并使电压更低。大容量化:由于传统的这种单片机的储存器其平常的容量通常是1k到8k左右,而在其片内的数据储存器中,容量则是在256字节以下。
五、结语。
随着科技的不断发展,单片机也在次潮流下走向了更好的方向,更好的更方便同时也更效率的单片机也成为了人们所研究的目标,我们应该不断的学习多方面的知识使单片机有一个更好的前景从而让它更好的为人们服务。
参考文献:
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[3]赵晓安。mcs-51单片机原理及应用[m]。天津:天津大学出版社,2001,3.
[4]李广第。单片机基础[m]。北京:北京航空航天大学出版社,1999.
单片机论文篇十二
单片机是当前被运用到各个领域的一个技术产品,随着当前社会生产活动的增多,单片机被运用到众多的生产领域中,在一定程度上提升了人们的生活水平和质量。就当前单片机的使用情况看,单片机更多地被运用到电子技术领域中,提升电子领域的发展程度,例如在仪表仪器中使用单片机可以提升其智能程度;单片机在工业控制中通过自身功能的发挥,可使工业控制更加先进化。该文从单片机的概述入手,研究在电子技术发展中单片机运用的程度。
20个世纪70年代,单片机得到快速的发展,形成一个品种较为全面,功能更加强大的技术产品,开始在各生产领域中运用。随着近半个世纪的发展,单片机取得更优质的成果,科技水平更加先进,在众多领域中实现高效运用,提升这些领域的发展程度。单片机现在在电子技术领域中得到广泛的使用,如在通信功能、仪表仪器等方面实现高效的运用,促进这些企业实现优质的发展。同时,随着单片机运用程度的增加,应用领域的扩展,其技术呈现创新发展趋势。
1.1概述。
单片机是嵌入式系统的一个组成部分,它采用规模较大的电路技术将cpu、ram、rom以及定时器等众多功能集成在一个硅片上,继而形成一个具有完善功能的,微型的计算机系统。单片式是1970年左右开始在生产中运用,随着多年技术的革新和使用程度的加深,当前它在汽车电子,医疗器械,工业控制以及仪表仪器中得到运用。单片式发展速度较快,由最开始的4位单片机发展成8位单片机,到目前300m具有高速运转和处理能力的单片机。
1.2主要特点。
单片机是当前计算机发展的一个重要组成部分,随着计算机水平的增长,单片机也呈现高效革新的态势,且呈现不同用途的,不同型号的单片机产品。以at89s52型号单片机为例,单片机目前重要的发展特点有6个方面。
第二,对环境的要求较低,单片机具有较强的环境适应能力,可以在不同的环境得到运用;
第四,功能消耗较低,单片机在运行的时候只需要较低的电压,整体对功能的消耗低;
第五,速度快,单片机具有极强的处理功能,对各项数据和信息有着极快的处理速度;
第六,可靠性高,单片机可以实现长时间的工作,提升整体系统的运转能力。
2.1手机通信中的运用。
单片机在电子通讯中得到运用,主要体现在手机语音功能的建设中,单片机对手机语音信息进行识别,并开展相关操作。在手机的音频入口安置单片机可以使其收集众多的音频信息,系统分辨工作开展之后,向各个部件下具体的指令和信息,实现语音信息中的手机操作。
2.2单片机提升医疗器械诊断正确性。
人们在实现温饱之后,更加关注自身的健康,对医疗水平有着越来越高的需求。但是,在医疗建设的过程中总会出现一些问题,检测手段以及消毒水平存在一定的不足,影响整体医疗建设的质量。单片机在医疗器械中得到运用之后,大大减少了医疗问题的出现,使医疗工作得到一定程度的提升。单片机的使用增加了医疗设备的诊疗准确性,提升了诊断的精准性。同时,随着单片机在医疗器械中的运用,整体医疗设备朝着更加智能化、自动化的发展方向前进,使医疗诊断的结果更加精准,更好地为人们的健康提供医疗保障。
2.3单片机使仪表仪器的使用更加智能化。
单片机因其集成度高等特点被用于仪表仪器的生产,随着单片机科研水平的不断革新,仪表仪器的发展更加智能化,更加符合当前人们的使用需求。同时,随着单片机使用程度的增加,仪表仪器设备朝着数字化方向发展,整体测试水平较高,仪表仪器控制和处理的功能建设更加优质。例如,在航天仪器制造的时候,使用单片机这种先进的技术可以使仪器的精准性和集成性更强,提升航天电子系统的数字化程度,大大降低航天事故发生的几率。
2.4家电中普遍使用单片机。
单片机不仅在高科技的领域中实现运用,如医疗器械、仪表仪器等领域,同时也在日常生活中得到运用,例如在家电行业中。随着科研水平的发展,单片机越来越多地在生活中得到运用,提升人们生活的质量和幸福感。当前人们家庭生活中使用的洗衣机、微波炉以及电视机等家电都运用了单片机这项技术。在电视机的运用中,通过使用单片机使其系统控制技术更加先进,功能操作更加便捷。
例如,人们可以通过遥控器自由切换不同的电视频道,选择自己想看的电视节目。单片机在微波炉建造中,通过系统信息的处理,可以根据食材的不同进行科学的、自动的选择工作,主要是选择加热时所需要的温度和具体时间。单片机在洗衣机的系统控制中,可以根据衣物的材质以及脏污程度进行自动洗涤,对洗衣液的使用量、洗涤的强度控制以及详细的洗涤时间有着科学的控制和选择。
随着社会生产实力的增强,科研技术程度更加深入,单片机型号和技能革新的速度会越来越快,其在电子领域的应用开发主要从以下3个方面进行。
3.1对单片机程序开发。
随着单片机自身开发程度的加深,其在嵌入式系统的建设中得到越来越全面的运用,目前已经不在裸机的环境中实现开发和使用。单片机已经实现一定程度的自动执行,可以对数据进行较强的储存,科学处理和传输数据。单片机具有较强的环境使用能力,可以保障计算机在不同的环境中实现正常的运转和数据的处理,对外界的物理参数实现高质量的采集,并对其进行逻辑分析和正确的处理。
3.2优化c语言系统程序。
c语言有着强大的数据处理能力,可以以简易的方式对编程语言开展编译、处理等工作,有着强大的编程能力。为了使单片机在复杂的计算数据和控制数据的环境中实现正常的使用,提升系统的集成和控制能力,一定要加强c语言在单片机中的运用程度。通过对c语言更深度的开发,可以加大单片机的开发程度和力度,进而拓展单片机使用和运用的范围和领域。
3.3加强对计算机的研发。
目前,单片机的制作中使用众多的通信接口,通过接口的连接可以和计算机进行数据的交流和沟通。可以说,单片机通过通信接口可以让通信设备和计算机形成一定的联系,可以使双方进行精准的数据支持,提升设备对数据的使用程度和运用程度。为此,要想对单片机进行深度的开发,应该对计算机进行系统的分析和运用,提升数据连接和传输的质量。
单片机是当前计算机发展的一个重要组成部分,随着计算机水平的增长,单片机也呈现高效革新的态势,在电子领域实现高效的运用。突出表现在手机通信中和家庭电器的使用中,提升人们的生活建设质量。同时,单片机使仪表仪器的使用更加智能化,提升医疗器械的诊断正确性。在未来的发展中,可以通过对单片机程序进行开发、优化c语言系统程序以及加强对计算机的研发这3个方面提升单片机在电子领域的运用程度。
[1]郑泽宏。单片机在电子技术中的应用和开发技术研究[j]。科技信息,2013(25):140,221.
[3]王德权。研究单片机在电子技术中的应用[j]。科技与企业,2013(3):113.
[4]张力。单片机在电子技术中的应用和开发[j]。电子技术与软件工程,2016(5):259.
[5]许文涛。单片机在电子技术中的应用[j]。黑龙江科技信息,2016(19):15.
单片机论文篇十三
摘要:近几年单片机得到了飞速的发展,单片机最明显的优势就是可以嵌入到各种仪器、设备中。目前大量的嵌入式系统均采用单片机,本文分析了单片机的形成及发展过程以及当前的技术进展,同时分析了影响单片机系统可靠性的原因,并论述提高单片机可靠性的措施。
关键词:单片机;可靠性技术;发展趋势。
中图分类号:c35文献标识码:a。
引言。
单片机,亦称单片微电脑或单片微型计算机。它是把中央处理器(cpu)、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、输入/输出端口(i/0)等主要计算机功能部件都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。现在可以说单片机是百花齐放的时期,世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机,从8位、16位到32位,数不胜数,应有尽有,它们各具特色,互成互补,为单片机的应用提供广阔的天地。纵观单片机的发展过程,可以预示单片机的发展趋势。
一、单片机的应用场合。
1.1智能仪器仪表。单片机用于各种仪器仪表,一方面提高了仪器仪表的使用功能和精度,使仪器仪表智能化,同时还简化了仪器仪表的硬件结构,从而可以方便地完成仪器仪表产品的升级换代。如各种智能电气测量仪表、智能传感器等。
1.2机电一体化产品。机电一体化产品是集机械技术、微电子技术、自动化技术和计算机技术于一体,具有智能化特征的各种机电产品。单片机在机电一体化产品的开发中可以发挥巨大的作用。典型产品如机器人、数控机床、自动包装机、点钞机、医疗设备、打印机、传真机、复印机等。
1.3实时工业控制。单片机还可以用于各种物理量的采集与控制。电流、电压、温度、液位、流量等物理参数的采集和控制均可以利用单片机方便地实现。在这类系统中,利用单片机作为系统控制器,可以根据被控对象的不同特征采用不同的智能算法,实现期望的控制指标,从而提高生产效率和产品质量。典型应用如电机转速控制、温度控制、自动生产线等。
1.4家用电器。家用电器是单片机的又一重要应用领域,前景十分广阔。如空调器、电冰箱、洗衣机、电饭煲、高档洗浴设备、高档玩具等。另外,在交通领域中,汽车、火车、飞机、航天器等均有单片机的广泛应用。如汽车自动驾驶系统、航天测控系统、黑匣子还有分布式系统的前端模块等等。
二、分析单片机可靠性限制原因及应对措施。
目前,大量的嵌入式系统均采用了单片机,并且这样的应用正在更进一步扩展;但是多年以来人们一直为单片机系统的可靠性问题所困惑。在一些要求高可靠性的控制系统中,这往往成为限制其应用的主要原因。
1、单片机系统的失效分析。
一个单片机系统的可靠性是其自身软硬件与其所处工作环境综合作用的结果,因此系统的可靠性也应从这两个方面去分析与设计。对于系统自身而言,能不能在保证系统各项功能实现的同时,对系统自身运行过程中出现的各种干扰信号及直接来自于系统外部的干扰信号进行有效的抑制,是决定系统可靠性的关键。有缺陷的系统往往只从逻辑上去保证系统功能的实现,而对于系统运行过程中可能出现的潜在的问题考虑欠缺,采取的措施不足,在干扰信号真正袭来的时候,系统就可能会陷入困境。
2、提高可靠性的措施。
2.1减少引起系统不可靠或影响系统可靠的外界因素:
1)eft(electricalfasttransient)技术。eft技术是一种抗干扰技术,它是指在振荡电路的正弦信号受到外界干扰时,其波形上会迭加各种毛刺信号,如果使用施密特电路对其整形,则毛刺会成为触发信号干扰正常的时钟,在交替使用施密特电路和rc滤波电路时,就可以消除这些毛否则令其作用失效,从而保证系统的时钟信号正常工作。
2)低噪声布线技术及驱动技术。在传统的单片机中,电源及地线是在集成电路外壳的对称引脚上,一般是在左上、右下或右上、左下的两对对称点上。这样,就使电源噪声穿过整块芯片,对单片机的内部电路造成干扰。现在,很多单片机都把地和电源引脚安排在两条相邻的引脚上。这样,不仅降低了穿过整个芯片的电流,而且在印制电路板上容易布置去耦电容,从而降低系统的噪声。现在为了适应各种应用的需要,很多单片机采用"跳变沿软化技术",从而消除大电流瞬变时产生的噪声。
3)采用低频时钟。高频外时钟是噪声源之一,不仅能对单片机应用系统产生干扰,而且还会对外界电路产生干扰,令电磁兼容性不能满足要求。对于要求可靠性较高的系统,低频外时钟有利于降低系统的噪声。在一些单片机中采用内部锁相环技术,则在外部时钟较低时,也能产生较高的内部总线速度,从而保证了速度又降低了噪声。
三、单片机的发展趋势。
1单片机技术的发展前景及趋势。
由于通用型ic的仿冒现象比较严重,因此定制化ic将是未来单片机发展的主要方向。此外,尽管16位、32位单片机市场有所增加,但8位在未来三五年内仍将占主流,只是成长幅度会趋缓。从应用角度讲,盛扬看好消费类电子和家电产品,尤其是中小型家电产品,它属于比较成熟的单片机应用领域;其次是高端领域的车用产品。目前,盛扬已针对汽车周边领域推出系列产品,主要用于汽车防盗、车载电子、信息娱乐、胎压监测、里程表的面板等。
单片机拥有良好的应用前景,但厂商之间的竞争愈演愈烈。因此,对本土企业而言,要想脱颖而出,质量一定要好,同时还要注重产品的环保和可靠性,因为家电和汽车等产品对安全性的要求越来越高;其次,充分发挥本土厂商在特定应用领域的性价比优势。不过,这种性价比必须建立在性能过关、可靠度过关的基础上。
制作工艺cmo化。更小的光刻工艺提高了集成度,从而使芯片更小、成本更低、工作电压更低、功耗更低。cpu的改进。同时,采用双cpu结构,增加数据总线的宽度,提高数据处理的速度和能力;采用流水线结构,提高处理和运算速度,以适应实时控制和处理的需要。增大存储容量,片内eprom的e2prom化,程序的保密化,提高并行口驱动能力,以减少外围驱动芯片,增加外围?i/o?口的逻辑功能和控制的灵活性。最后,以串行方式为主的外围扩展;外围电路的内装化;和互联网连接已是一种明显的走向,可靠性及应用水平越来越高。
2微型单片化。
现在常规的单片机普遍都是将中央处理器(cpu)、随机存取数据存储(ram)、只读程序存储器(rom)、并行和串行通信接口,中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上,增强型的单片机集成了如a/d转换器、pmw(脉宽调制电路)、wdt(看门狗)、有些单片机将lcd(液晶)驱动电路都集成在单一的芯片上,这样单片机包含的单元电路就更多,功能就越强大。甚至单片机厂商还可以根据用户的要求量身定做,制造出具有自己特色的单片机芯片。此外,现在的产品普遍要求体积小、重量轻,这就要求单片机除了功能强和功耗低外,还要求其体积要小。现在的许多单片机都具有多种封装形式,其中smd(表面封装)越来越受欢迎,使得由单片机构成的系统正朝微型化方向发展。
3串行扩展技术。
在很长一段时间里,通用型单片机通过三总线结构扩展外围器件成为单片机应用的主流结构。随着低价位otp(one-timepassword)及各种特殊类型片内程序存储器的发展,加之处围接口不断进入片内,推动了单片机“单片”应用结构的发展。特别是i2c、spi等串行总线的引入,可以使单片机的引脚设计得更少,单片机系统结构更加简化及规范化。
4、结语。
单片机改变了我们生活,纵观我们现在生活的各个领域,从导弹的导航装置,到飞机上各种仪表的控制,从计算机的网络通讯与数据传输,到工业自动化过程的实时控制和数据处理,以及我们生活中广泛使用的各种智能ic卡、电子宠物等,这些都离不开单片机,单片机有着广阔的应用前景。
参考文献。
[1]张志良;单片机原理与控制技术;北京,机械工业出版社,2008。
[2]李广第,朱月秀,王秀山。单片机基础。北京:北京航空航天大学出版社,2002.
[3]胡汉才。单片机原理及系统设计。北京:清华大学出版社,2002.
单片机论文篇十四
论文摘要:单片机的开发与应用、学习将造就一批计算机智能化控制的工程师、科学家。一些中等院校也相继开设了单片机课程设计及相关的课程。在单片机及接口技术课程的教学过程中,实验教学是重要的组成部分。针对单片机课程的教学改革,不断加强单片机课程实验环节,改革教学方法,虚拟仿真实验在单片机教学中的应用,实践表明,该方法有利于激发学生的学习兴趣,培养学生的工程素养和创新能力,提高了教学效果。
“单片机原理”是一门理论性、逻辑性、实践性很强的学科,是电类专业一门非常重要的专业基础课,把微机接口部分、汇编语言部分、通信技术部分的知识点等综合在一起,属于逻辑性、工程性、技术性、实践性很强的一门专业基础课。该课程作为电类专业最重要的核心课程之一,它是电类专业高素质技能型人才所需全部自动控制类知识结构的载体,占据着非常重要的位置。
然而,传统的单片机教学一般注重课程本身的体系结构和前后的逻辑联系,均以学科体系为出发点,忽略了“可学性”,致使学生学得吃力,老师教得辛苦,教学效果却没有显现出来。
一、研究背景及意义。
目前,全国将单片机列入单独的比赛项目,在考查中注重学生的能力培养,学生的技能素养教育成为重中之重,加之社会需求高技能人才,许多学校为了适应社会的发展和市场需求在不同的专业开设了单片机课程,然而单片机课程是一门实践性很强的课程,要想在教学过程中取得很好的效果,就必须要求学生在学习过程中多动手实践,但有的学校教学设备有限,怎样解决这个问题。仿真实验课可以让学生在单片机工作室里做中学,真正玩转单片机,也同时解决了学生学起来枯燥,老师教起来吃力的尴尬局面。
目前单片机教学中存在诸多问题。如单片机课程理论为主,实验教学多是进行验证性实验。单片机实验室存在场地和时间限制,学生除了课上,很难有机会接触到所需要的设备,如仿真器、实验板等,个人配备成本太高,个体无法承担。而且实验箱只能验证试验的基本作用和意义,就无从谈起学生动手能力的训练和提升。单片机在当今社会中的应用速度发展迅速,然而单片机教材陈旧,实验设备很容易落后、老化等问题,必然会带来耗资等问题。
由此可见,构建成本低廉的单片机仿真实验系统对于单片机教学意义重大。它不仅可以降低实验设备投资,而且能培提高学生的工程素质,养学生的创新精神。在单片机控制系统的设计开发过程中,我们不单要突出设备的自动化程度及智能性,另一方面也要重视控制系统的工作稳定性,否则就无法体现控制系统的优越性。
由于单片机控制系统应用系统的工作环境往往是比较恶劣和复杂的,其应用的可靠性、安全性就成为一个非常突出的问题。单片机控制系统应用必须长期稳定、可靠地运行,否则将导致控制误差加大,严重时会使系统失灵,甚至造成巨大的损失。
影响单片机控制系统应用的可靠、安全运行的主要因素是来自系统内部和外部的各种电气干扰,以及系统结果设计、元器件选择、安装、制造工艺和外部环境条件等。这些因素对控制系统造成的干扰后果主要表现在下述几个方面。(1)数据采集误差加大。(2)控制状态失灵。(3)数据受干扰发生变化。(4)程序运行失常。
由于受到干扰后计数器的值是随机的,因而导致程序混乱。通常的情况是程序将执行一系列毫无意义的指令,最后进入“死循环”,这将使输出严重混乱或系统失灵。
随着单片机及其接口技术的飞速发展,目前面对职业教育存在的突出问题:质量能力与规模能力不相适应,教学信息化程度低,古老的填鸭式课堂教学模式仍应用普遍,“双师型”教师队伍建设机制缺乏完善性,科学管理水平和改革创新能力就提到了日程,管理制度不健全,学校基本办学规范不健全,科学的职业教育评价标准和评价机制达不到标准,学生成长的“通道”不畅通。
从新的教学要求来看,这类课程仅在课堂上讲授基本原理是不够的,必须在教学中加强实践环节,开出一定数量的高质量的配套实验课活独立的实验课程,让学生有足够的实验机会。那么对于单片机实验教学环境建设就相应提出了高要求。怎样解决这个问题,单片机仿真实验应运而生。
二、“单片机仿真实验”初探。
伴随着计算机技术的飞速发展,在各个领域都出现了各种仿真系统,为各种实际系统的开发提供了准确可靠的保证,同时为很多学校、企业等节约了大量的人力和物力。在电子信息技术领域也同样出现了大量的仿真工具,如课堂上用到的各种eda工具;模数混合仿真的protel、multisim等常见的电子应用仿真软件,数字系统设计的fundation、maxplusii、expert等。
所谓“仿真”,就是通过开发工具真实地模拟用户系统的运行环境,使用户能够在透明和可控的条件下观察系统运行过程中的状态和结果,仿真实际上也是一种软件和硬件的综合调试手段,它能提高应用系统开发的效率。
用通俗的话来描述“单片机仿真实验”就是在一块虚拟电路板上按照真实电路的设计构想放置一些虚拟的元器件,并模拟实际烧rom的过程链接上程序代码,“接通”电路观察效果,如果不理想的话可以反复修改电路或程序代码,直至符合设计要求为止。
仿真实验的好处是显而易见的。在没有仿真实验的年代,每架构一个真实的电路都需要费时费力费钱,稍有不慎还有可能前功尽弃,再加上单片机中的rom芯片是有擦写次数的,而一段程序可能需要修改擦写多次,无形中减少了rom芯片的使用寿命。仿真实验是在计算机上进行的(可能会费点儿电),以上问题都不存在,而且就现在的仿真软件来说,仿真出来的`电路效果与真实电路一模一样,毫不夸张地说,只要仿真是成功的,就可以直接下工厂的流水线生产了。
三、单片机仿真实验效果。
新课程的核心理念是:“关注每位学生的进步与发展,使每位学生在课堂上都能积极主动地参与交流、参与探索、参与汇报,都能动起来,使每位学生都能进入最近发展区,都能有所收获,具有成功感。”为使这一核心理念能得到有效落实,经过近一段时间的教学实践,逐渐发现单片机仿真实验是一种较为有效的教学手段。不仅解决了学生的只学不练的矛盾,也缓解了部分学校的设备建设压力。
首先,学生有浓厚的兴趣。职业学校专业不一样,男女比例天差地别,在上课过程中的反应也不尽相同,但是,由于在仿真实验里所见即所得,同学们学习的热情高涨。仿真实验中减少了实验中实验板,实验内容不能更改的局限性,可以扩展学生的思路和为不同层次的学生提供良好的实验虚拟基地。在教学中,要努力创造适合学生发展的情境,让学生主动发展,关注学生的独特感受,以此培养学生的发散思维。其次,学生可以自行设计实验,锻炼了解决实际工程问题的能力,提高了学生的动手能力。
实验能力和设计能力的培养,也是职业学校学生解决实际问题的能力中较为重要的。传统的实验中往往忽略学生的设计能力,只是一个验证的过程,学生学习的理论无法真正应用到实际的工作实践中,有一些学生有些许的遗憾。采用仿真后,采用建设工程的形式将设计理念融合到软件中,投入少,实际问题却能得到验证和推敲,节省了硬件的损耗。再次,硬件投入少,经济优势明显。单片机的课程除了开设8051系列单片机课程之外,还开设avr系列与mcs51等系列的课程,三菱、西门子等不同系列和型号的单片机。
要想保证相应实验的开设,必须要有配套的实验系统而且要保证一定的实验硬件设备套数,那么这将是一笔非常大的经济支出。所以这将使单位和企业面临着很大的经济压力,硬件设备的更新和硬件设备的维护等工作。考虑经济和其他方面的种种因素,引入单片机软件仿真系统,就可以大大降低经济的支出,减少硬件设备的购置,同时也大大降低了对硬件设备维护的工作量。为单位和企业减少了不必要的麻烦和经费,缓解了很大的压力。
先通过软件模拟成功后再投入硬件,经济优势明显改善,在传统的实验教学中实验板的投入,接口的投入,系列的不同,仪器的投入等,仅仪器的维护也是非常繁琐的,更何况资金的投入了。因此采用软件仿真,其经济优势很明显。
单片机仿真实验的瓶颈之痛。长时间的课程教学之余,总觉得留下了许多遗憾。虽然单片机仿真实验让笔者和学生们获得了一些成功的体验,但久而久之,也产生了一丝厌倦,毕竟假的成不了真的,整天面对着这些毫无生气的电路图,无法接触电路实物的痛苦与日俱增。
有鉴于此,兼顾教学设备的投资现实,仪器老化问题及国家对职业教育的投入,在下面两个方面学校可以参考改革。
一是改革办学形式。通过“联合办学、合并小的机构、多校共建”等方式推动规模化办学,加强建设,建成规模大、实力强、声誉好的示范学校;组建职教集团,发挥对农村和民族地区薄弱学校及西部的帮扶作用。
改革教学形式,积极采取场景教学、案例教学、项目教学、模拟教学等多种教育教学方式,增强教育教学的实效性和教学形式的针对性。
改革培养形式,深入推行校企一体、顶岗实习、工学结合;改变单一,强调连续学习,为连续学习和分阶段培养相结合,探索以就业为导向的职业人继续学习模式。
创新专业设置。建立专业设置动态调整机制,重点建设面向先进制造业特别是装备制造业、现代服务业、新兴产业的精品专业;加强贴近区域产业、民族艺术、民间工艺等领域的特色专业。
二是创新教学环境。重点建设现代化的专业技能性教室,创设功能齐全、校园文化和企业文化都并存的,紧密结合的教学环境,使学生感受到课堂和企业的文化和专业的融合。改革教学形式,建立导向性的学校评价模式和能力性的学生评价模式;努力探索职业教育质量评价的新措施、新途径,引导学生向更高的目标全面发展。
创新教学方法,强化实践教学的导向性;更新教学手段,构建自己的网络学习的平台,能够支撑随时学习;创设生产实习的模拟现场设置,特别是通过模拟流程、虚拟现实、数字仿真等方式生动直观地展示知识性、技术性和生产服务岗位的可行性。
创新教材的应用能力,开发延伸性、补充性的教辅资料;依托企业研发适应新兴产业、新职业和岗位的校本教材;实现多种教材的立体化融合,使学生用发散的思维去思考问题。
改革队伍建设,聘用企业工程技术人员、有实践经验的行业专家和社会中的能工巧匠等担任兼职教师;落实教师在职进修和企业实践制度的可行性和有效性,加强专业带头人和骨干教师的培养方向和多元化。
改革管理制度,建立多方参与的决策机制和教育教学质量监测机构;创新人事分配制度;完善招生、教学、资助、免费、就业、财务和资产等学校业务管理办法。
虚拟仿真实验系统是单片机教学的优秀实验平台,很好地弥补了传统单片机教学的不足,激发了学生的学习积极性与主动性,提高了教学效果,降低了实验成本,是现代计算机技术与先进的教学理论在单片机教学中的应用,有着广泛的应用前景。
四、结束语。
通过一段时间的虚拟仿真实验,电子专业的学生学习主动性、认知水平、专业技能等有了明显提高。利用仿真系统,可以节约开发时间和开发成本;利用仿真系统,具有很大的灵活性和可扩展性;减少了成本,也是学校提升实验室建设水平有益的尝试,不必为了比赛换新机型而惶惶然,更不必为时间的局限性,地点的局限性而担忧。有利于促进课程和教学改革,更有利于人才的培养;从经济性、可移植性、可推广性角度讲,建立这样的实验室是非常有意义的。
单片机论文篇十五
摘要:本文介绍了太阳能led自行车显示系统的硬件构成、主要部件和器件的选型原则及系统的软件框架。在msp430单片机系统控制下,4条led灯条实现文字,图片的稳定显示,并且配合传感器可以进行车速检测,稳定显示等作用。整个系统充分利用了led寿命长、光效高、无辐射与低功耗的特点,最大程度地简化了硬件电路,使系统具有较高的性价比和可靠性。
关键词:动屏显示;自行车led装饰;povled。
0引言。
led寿命长、光效高、无辐射与低功耗,基于太阳能led的自行车显示系统稳定可靠、方便快捷,以自行车作为传媒载体,打破了目前市场上的广告大多通过平面报刊、电视电台、手机网络等进行宣传的传统方法,较之更有广泛的群众基础和性价比。本作品充分考虑了led在我国的良好市场前景,以及自行车的广大群众基础,将两者完美的结合在一起,相得益彰。
1.自行车led显示系统简介。
本文介绍的自行车车轮led显示系统是通过安装在自行车轮辐上的led旋转形成较清晰画面的装置。其工作原理是:在自行车车轮上对称地安装4条led灯条,每条灯条上有32个独立的高亮led以及灯条外侧有一霍尔传感器,灯条上的led采用矩阵形式使得线路简化i/o口占用较少,白天的时候太阳能电池通过tp4056充电芯片为锂离子电池充电,晚上时整个系统开始工作,led灯条彼此配合利用人眼的视觉惰性在自行车轮辐上显示出画面来。
自行车车轮led显示系统结构框图如图2所示,由太阳能电池、充电电路、锂电池、电源稳压电路、msp430单片机控制系统、led灯条、传感器等主要部分组成。该系统具有充电过程自动调节、根据环境光强自动启动显示电路,显示画面随车轮转速自动调节等功能。
2.系统硬件设计。
2.1系统电源设计。
在系统的整体设计时,估算本系统的总功耗为0.264w(系统电压3.3v电流0.08a)。市面上一块50x50mm的太阳能电池,一般输出功率为0.35w(5v/0.07a),因为白天充电时间大于晚上使用时间,所以满足系统要求。充电电路白天为系统锂电池充电,同时提供太阳能电池电压信号给单片机,单片机通过辨别外界光强从而确定是否启动led灯条。
2.2系统主控芯片。
主控芯片选用msp430f149单片机,采用精简指令集(risc)结构,数据存储器都可以参加多种运算,功能强,运行速度快,在3v工作电压主频为1mhz下最大功耗为430ua,在低功耗模式下最小功耗可以降为0.1ua,功耗极低。同时msp430有6组i/o口满足系统需要。
2.3led灯条设计。
本系统利用人眼的视觉暂留,让led灯条快速在人的眼前形成画面。led灯条以阵列的形式,通过本身的移动来显示文字,依靠车轮转动带动灯条移动,实现文字或图案的显示。
在led灯条数的选取上,以人眼的视觉暂留时间为0.1秒计自行车一般行驶的速度为20km/h,为获得良好的'显示效果则需要led显示的刷新率为0.1s也就是10次每秒,自行车轮每转一圈前进2m,自行车速v=20km/h=5.56m/s。若自行车轮周长l=2m,刷新率为10次/秒,车速为20km/h则自行车轮安装led灯条条数n=10*l/v,经过计算得出n为4时成本最低,效果较好。
led灯条采用4x4矩阵布局,在每个节点上安装两个极性相反的led,即在一个节点的两端控制电流的方向就能控制在该节点是哪个led点亮。用该种led阵列可以让32个独立的led用8根导线控制,大大减少了成本已经系统端口的占用。
2.4传感器设计。
为了使每一次显示的画面都能稳定,且显示的位置相对自行车固定则需要在系统上加装传感器,因为自行车轮相对自行车是旋转的,所以采用非接触式传感器--霍尔传感器,在自行车车架上安装磁铁,当霍尔传感器接近磁铁时则会有一次电平跳变,单片机检测这一电平跳变进行数据显示输出,以及进行测速和显示的调整。
3.系统软件设计。
3.1系统主程序软件设计。
本系统由主程序、led显示子程序和显示校正子程序组成。系统供电后进入到低功耗模式,充电电路与单片机连接,外界无阳光时停止充电,此时低电平触发单片机中断,退出低功耗模式,系统开始工作,检测led灯条是否经过磁铁。若检测到led灯条的传感器电平跳变时则执行led灯条子程序。
在led灯条1检测到传感器信号跳变时单片机还启动内部的计数器,等到led灯条2传来跳变信号时停止计数器,进入显示校正子程序。系统的主程序流程图如图3所示。
3.2灯条显示子程序。
在系统进入到led显示子程序后,从内存中读取需要显示的数据,显示数据为四组2位16进制数,对应灯条上的每一个led。程序从led1到led32依次与显示数据进行比较,相同的点亮该led。当1列led比较完毕后进入到循环程序,循环次数越多,字的显示时间越长。通过控制循环的次数就能控制在不同的车速下都能显示出稳定的图像来。
当循环结束后在从内存中读取下一列需要显示的数据,直到显示结束。
3.3显示校正子程序。
因为自行车车速是实时变化的,固定方法显示的画面肯定不稳定。于是采用计算两个传感器反馈的电平信号的时差计算出当前的车速,修改灯条显示子程序内的循环变量的办法,达到校正的目的。同时当自行车车轮转速较慢或不转时,内部计数器溢出,此时系统进入低功耗模式led灯关闭。
4.结束语。
本系统能源利用低碳环保。太阳能光电池的安装使本系统清洁,高效,无污染,完全符合全球倡导的低碳理念。同时文字显示稳定可靠。整个系统充分利用了led寿命长、光效高、无辐射与低功耗的特点最大程度地简化了硬件电路,使系统具有较高的性价比和可靠性。
参考文献:
[2]沈建华,430系列16位超低功耗单片机原理与实践[m].北京:北京航空航天大学出版社,2008.
单片机论文篇十六
本文针对工科院校单片机课程中存在的问题进行探究,提出了以项目化教学作为主导的改革方案,以学生为本,充分调动学生的主观能动性和学习兴趣。
项目;单片机教学;改革探索。
单片机课程将程序设计、通信技术、微机接口等多种专业知识综合在一起,是一门工程性、实践性以及技术性很强的课程。单片机课程是电子信息和自动化等专业的核心课程。
1.1教师教学手段较为单一。
单片机是大规模集成电路的发展产物,内部结构较为复杂。各大工科类院校对于单片机教学,仍旧采用教师在课堂上面讲述相关的理论知识、单片机内部结构,然后讲解单片机的程序设计以及汇编语言,教学方式较为单一,使学生没能抓住学习的重点,丧失对单片机学习的热情和兴趣,导致教学质量越来越差[1]。
1.2学生没有明确的学习目标。
单片机课程的实践性和应用性较强,在学习时要以应用为主要目标,然而有许多教师在教学的过程中忽略了这一点,导致学生没有明确的学习目标,单纯地跟着教师的思路,缺乏学习自主性和探究意识,学习目标不明确,影响教学效率。
1.3学生缺乏实践机会。
学生在做实验时,主要的器材就是一本实验指导书、一个集成实验箱,学生按照指导书上面的流程机械式的进行实验,盲目的观察实验结果,对于实验中所应用到的一些原理模糊不清,导致学生在实验结束后仍旧对所学的内容有疑惑,没能掌握相关器材基本使用的方式,更没有将之运用到实际工程中的能力。
1.4考核方式有着一定的局限性。
各种工科类院校对于学生单片机课程考试仍旧采用笔试的方式,这种考试形式具有一定的局限性,不能真实客观的反映出学生的学习水平,更不能考察出学生的实践能力和动手能力,这种考试方式没能很好的与实践相结合,导致考核结果不具有客观性。
项目教学方法能够很好的适用于技术教育,可以将学科体系的内容转化成若干教学项目,然后围绕着这些项目进行教学,教师要引导学生直接参与到项目教学整个过程中[2]。设计教学项目,着重强调让学生参与其中,在模拟的生产场景中,完成规定的项目,这是理论与实践的完美结合。
在项目教学整个过程中,学生要在规定的时间内,可以自由的进行讨论,安排整个过程的进度,如此有助于激发学生的创新能力和积极性,培养了学生分析、解决问题的能力和团队的协作能力。
如今许多单片机教科书中知识结构都是从简单的数制到较为复杂的单机硬件,最后再到复杂的系统接口技术。但项目教学法改变了传统的教学模式,教师能够灵活掌握课程的教学顺序,合理的安排教学任务,并结合自身多年教学经验,总结出几个步骤帮助学生对单片机进行有效的学习。首先应该对单片机有所感知,自己查找一些有关资料,进一步了解对单片机学习的必要性和应用性;其次教师要给学生布置一些项目具体的任务,例如制作秒表、电子万年历等,给每个学生分配具体的任务,让他们由浅及深的了解单片机课程;再次教师要对一些小模块进行具体的讲解和分析;最后以期末的实训内容作为引导,将之贯穿于整个理论教学的过程中,模拟出一些生产场景,增强学生实际动手能力,完成最终的项目教学目标。
项目化教学主要是以项目为主要载体,以任务作为动力,将实践和理论紧密的结合起来,使学生在完成任务过程中就能够充分掌握相关的技能和知识,进而不断提高学生的实践能力和学习效果。在设计教学时,要挑选合适的项目来保证改革效果。所选的项目既能包含单片机相关的知识,又不会过大的增加学生的学习负担,给学生造成一定的心理压力。
5.1以项目为主要导向。
传统的教学方法主要是以教师讲授知识为主,重视教师、教材以及课堂教学,这种传统的教学模式主要强调理论知识的连续性和基础知识的运用,但却忽略了对学生兴趣以及创造能力的培养。现阶段,在课堂教学中要改变这种教学模式,变换传统的教学结构,打破原有的教学框架,将教材中原有的知识顺序分散成诸多小的知识点,运用一些经典的项目案例将这些小的知识点融入整个课堂教学,从而能够实现以项目为导向教学模式。
5.2项目设置的方法。
教师要对项目的实例进行选择,认真撰写项目的内容。所选的基础项目能够与学生自身的兴趣相符合,给学生布置一些功能简单易于实现的项目任务。选择技能项目,鼓励学生通过多种形式来实现项目的具体要求,对于学生独立思考的能力有着较高的要求,在教学过程中教师可以指导学生进行分组讨论,主要以学生互相讨论以及师生互动的形式进行。综合项目则是侧重学生知识的提高,对于一些能力较强的学生应该充分发挥出他们的钻研精神,能够在钻研的过程中提升自身专业技能。例如教师给学生布置一些制作秒表的项目任务,让学生自己动手,在制作的过程中将所学的知识运用到操作之中,使得学生们的理论知识与实践能力有效的。结合在一起。
5.3测评环节。
以项目为主要导向的教学过程中,考核的方式与传承考试也有所不同,考量学生的学习效果主要是通过综合评价实现的,主要评价有自我评价、教师评价、学生互评以及项目组长的评价等。
从项目框架的设计、需求的分析以及详细的方案等各个环节对学生进行点评打分。教师在评价的过程中,主要以支持和鼓励学生为主,可以增加学生自信心;在小组评价的过程中,应该着重了解学生在整个项目中所起到的作用,观察学生是否属于设计的主要人员,在设计的过程中是否配合等;在自我评价的过程中,要反映出自身在学习过程中所遇到的困难,在面对困难时是否能及时寻找到解决问题的方法,自我测评在今后的学习中有利于提升学生的学习效率。学生应该虚心接受别人的评价,在评价中才能够更快、更好地改善自己的不足之处,不断地完善自己。
项目教学法能够充分调动学生学习的积极性,在整个教学过程中,既提升了学生的实践能力,又促进了师生之间的情感交流。本文着重探讨了工科类院校单片机课程教学的现状,如教师教学手段较为单一、学生没有明确的学习目标、学生缺乏实践机会、考核方式具有一定的局限性。
本文也研究了应用项目教学方法、项目教学法的实施步骤、基于项目的改革策略等,主要是以项目为导向,设置项目方法优化测评环节。如此才能大幅度的提升学生们的实践能力、创新能力以及思维能力。
[1]李冰。单片机课程的项目化教学改革与实践[j]。实验室科学。2014(1)。
[2]郭毅飞,王华。项目教学法在单片机教学改革中的应用[j]。湖南农机。2013(1)。
单片机论文篇十七
摘要:火灾报警器在现代社会的应用非常广泛,是很常见的火灾预警装置,它对我国的发展具有重要意义,有效的保护了我国人民及财产的安全。现在我国的科学技术不断发展,现在的火灾预警装置都采用了高科技的装备,比如智能控制芯片,这就使得火灾预警装置比过去的反应更加灵敏。这对更好的发现灾情以及更好的控制灾情具有重要的意义。为了更好的研究火灾预警装置相关问题,本文通过对以at89c51单片机为基础的智能火灾报警系统进行了科学的探究和分析。
关键词:单片机;火灾报警系统;声光报警模块。
近几年,各种火灾事件不断发生,因火灾产生的伤亡率也在不断的增加,这样的情况不仅对伤亡人员及其家属造成了很大的伤害,还严重危害了社会的秩序,同时还造成了很大的.财产损失等,在这种情况下,设计出更加智能化的火灾报警系统具有重要的作用。
1系统设计方案。
本文设计出的单片机智能报警器包括两个部分:单片机以及声光报警模块。我们把单片机智能报警器的工作原理总结如下:如果有火灾发生,单片机智能报警器里面的烟雾传感器就会利用每个智能节点获得烟雾信号,然后再进行二阶滤波处理,然后通过单片机中的模数转化器把处理好的信号转变为数字信号。再经由无线传输的方式传递到射频模块进行发射,当射频模块得到了信号就会将其传给单片机,单片机具有自动对火灾判断的功能,单片机自主判断后利用声光预警模块做出火灾预警。
2系统硬件设计。
2.1at89c51单片机。
at89c51是一种具有4k字节闪烁能够编程可以擦除只读存储器的低电压,性能较高cmos8位微处理器,我们一般称其单片机。这个器件选择的是高新技术制造完成的,即atmel高密度非易失存储器制造技术,并且可以和高标准的mcs-51指令集和输出管脚相兼容。这种控制器可以把具有多功能的8位cpu和闪烁存储器组装在一个芯片里面,因此atmel的at89c51属于高效的微控制器,并且它可以给一些嵌入式控制系统带来很多比较有价值的处理方法。
2.2转换芯片。
本文设计的单片机智能火灾报警器选用的是adc0804数模转换专用芯片。这种芯片就是一个连续渐进式的转换器,不仅转换和传递的速率较快,分辨率比较高,而且其生产的过程也非常简单,并且生产成本较低,这些特点将有利于单片机智能火灾报警器的广泛应用。并且它不用另外设定地址总线和地址锁存器,因为它只有数据总线,这一点从操作性上来说就简单的多。
2.3声光报警模块。
由于声光报警电路里面蜂鸣器使用的电流比较大,这就导致蜂鸣器的驱动具有很大阻力,必须借助外在力量对电路进行放大后,才能将蜂鸣器进行驱动,这里主要是利用三极管来达到放大电路的目的。首先,对声光报警系统的电路控制是由单片机的p1.0引脚来完成的,如果引脚的输出低电平,三极管就被接通了,那么蜂鸣器的电流就形成了了回路,并且会做出报警的反映。如果p1.0引脚没有发出低电平,那么三极管就不会被导通,也就不会出现声音报警的情况。其次,单片机p2.0口对光束报警的控制原理,和声音报警基本类似。只有p2.0口输出低电平时,才会出现发光二极管的光束闪烁的情形,然后开始光报警,如果p2.0口没有低电平输出,发光二极管就不会出现光束闪烁的情况,也就没有光报警的发生。
3系统软件设计。
3.1开发环境设计。
本设计主要选用keilc51作为软件编程系统,该系统属于51系列,并且可以和单片机c语言的软件开发系统实现兼容。keil软件开发系统除了提供连接器、宏汇编的开发方案,还有库管理和c编译器的全部开发方案,利用uvision集成开发环境把以上各种方案来连接到一起,并且keil软件适应能力比较强,无论是winxp系统还是win系列系统,它都可以顺利的运行,这也是其一大优点。
3.2报警系统主程序设计。
程序流程图里面存在的初始化有2个,一个是单片机本身的初始化,另一个是初始化是无线接收模块的。系统的主程序其实就是信号的一次无线循环过程,实现流程是:
(2)利用终止信号传输的方法来达到火灾报警系统对数据收集的目的。
(3)数据采集结束后,系统就会自主判断周围环境会不会发生火灾,如果没有出现火灾,就会将信号采集返回去。如果出现火灾,就会进行火灾报警。(一般以声光报警形式报警)。
(4)当异常报警完成后(火灾结束或火灾所发出的烟雾信号无法使报警系统发出烟雾报警信号时),系统恢复之前状态,重新回到初始化阶段。
4结论。
本文主要对以单片机为基础的智能火灾报警系统进行了研究和分析,先对整个系统的设计方案做了简要说明,之后开始对at89c51单片机、声光报警模块以及adc转换芯片这些系统的硬件做了设计,而且还对系统开发环境以及报警系统主程序做了充分的研究和设计。结果显示,在各部分的配合下,以at89c51单片机为基础的火灾报警系统对于预防火灾方面具有良好的效果。
参考文献。
[1]鲁西坤,巩银苗,徐帅,侯凡博,姬鹏飞.基于单片机的智能火灾报警系统的设计[j].电子测试,(z1):7-9.
[2]包航,仲毅,蔡长安等.基于单片机的智能火灾报警系统的设计[j].福建电脑,,33(09):12+14.