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篇1

關(guān)鍵詞：單片機(jī)；接口技術(shù)；PS/2

中圖分類號(hào)：TP368文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1007-9599 (2011) 24-0000-01

Interface Technology Overview

Xu Liyuan

(Tianjin Polytechnic University,School of Computer Science&Software Engineering,Tianjin300387,China)

Abstract:This paper describes the characteristics of the single-chip interface technology to be extended to complete the serial port to PS/2 mouse hardware and software architecture design,followed by the PS/2 mouse interface microcontroller devices.

Keywords:SCM;Interface technology;PS/2

接口是指各種不同特性部件的相互交接部分。對于單片機(jī)，CPU與其它電路和部件相互交接的部分就是接口。接口又分為和軟件部分硬件部分。接口軟件則是指為實(shí)現(xiàn)信息交換而設(shè)計(jì)的程序；硬件接口是指兩個(gè)部件實(shí)體之間的連線和邏輯電路。在現(xiàn)在所掌握的技術(shù)條件下，硬件接口都必須得到相應(yīng)的接口軟件的支持。

一、單片機(jī)接口技術(shù)的特點(diǎn)

單片機(jī)本身已經(jīng)具備了一些常用的功能部件，而且我們知道單片機(jī)的應(yīng)用主要是面向測控系統(tǒng)，因此，與通用計(jì)算機(jī)的接口技術(shù)相比較，單片機(jī)的接口技術(shù)有以下特點(diǎn)。

（一）單片機(jī)的接口往往更側(cè)重于人機(jī)接口和控制接口。通用微機(jī)的人機(jī)界面是標(biāo)準(zhǔn)鍵盤和顯示器，較之單片機(jī)的人機(jī)接口要復(fù)雜，同時(shí)功能也強(qiáng)得多。PC機(jī)的鍵盤本身就是一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)，可以對100多個(gè)鍵進(jìn)行掃描，并具有消除抖動(dòng)和重鍵處理等功能。另外，通用計(jì)算機(jī)不是面向測控應(yīng)用的，因此通常不具備測控接口。如果需要，也必須使用擴(kuò)展板。

（二）單片機(jī)的接口往往都是由用戶自行設(shè)計(jì)的，而且不會(huì)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)格。而且同一種功能也可以采用不同的接口設(shè)計(jì)方案。而對于通用微型計(jì)算機(jī)的接口部件一般是已經(jīng)設(shè)計(jì)好的，用戶也只能使用它所提供的功能，卻不能更改其原有的設(shè)計(jì)。因此，單片機(jī)的接口設(shè)計(jì)往往需要更多的技巧和經(jīng)驗(yàn)。

（三）單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的規(guī)模通常都比較小，存儲(chǔ)器的容量也不大。因此，很少采用大容量的存儲(chǔ)器，而且通常只采用靜態(tài)存儲(chǔ)器，很少采用動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器。另外，也很少采用外部存儲(chǔ)器（軟盤、硬盤等）。而在通用微型計(jì)算機(jī)中，通常都采用大容量的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器，軟盤和硬盤更是必不可少的大容量的外部存儲(chǔ)器。

二、單片機(jī)接口技術(shù)的應(yīng)用――PS/2接口技術(shù)

作為一個(gè)出現(xiàn)較早的輸入接口，基于PS/2的開發(fā)技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，但是這些成熟的技術(shù)主要掌握在部分主板開發(fā)商和鼠標(biāo)鍵盤開發(fā)商手上。而且PS/2協(xié)議的官方參考資料已經(jīng)很難找到，所以本課題將以監(jiān)控并分析PS/2鼠標(biāo)在實(shí)際工作中的數(shù)據(jù)流并結(jié)合前人開發(fā)經(jīng)驗(yàn)心得為主要開發(fā)依據(jù)，通過不斷調(diào)試改進(jìn)來完成PS/2鼠標(biāo)接口的開發(fā)。

PS/2鼠標(biāo)和鍵盤履行一種雙向同步串行協(xié)議。換句話說每次數(shù)據(jù)線上發(fā)送一位數(shù)據(jù)并且每在時(shí)鐘線上發(fā)一個(gè)脈沖就被讀入。鍵盤/鼠標(biāo)可以發(fā)送數(shù)據(jù)到主機(jī)而主機(jī)也可以發(fā)送數(shù)據(jù)到設(shè)備，但主機(jī)總是在總線上有優(yōu)先權(quán)，它可以在任何時(shí)候抑制來自于鍵盤/鼠標(biāo)的通訊，只要把時(shí)鐘拉低即可。數(shù)據(jù)傳輸過程中的時(shí)鐘始終都由設(shè)備提供，如果主機(jī)要想設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)就必需先告訴設(shè)備產(chǎn)生一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)。

（一）硬件結(jié)構(gòu)基本設(shè)計(jì)。PS/2接口與單片機(jī)可以直接連接，將單片機(jī)的VCC和GND分別與PS/2接口的4號(hào)和3號(hào)針腳連接，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的供電。將P2.0和P2.1分別和PS/2接口的1號(hào)和5號(hào)針腳連接，作為數(shù)據(jù)線和時(shí)鐘線實(shí)現(xiàn)單片機(jī)到PS/2接口的信號(hào)傳輸。

在單片機(jī)的P2.2-P2.7引腳上連接六個(gè)按鍵，分別用來模擬鼠標(biāo)的上下左右移動(dòng)以及鼠標(biāo)的左右鍵。該模塊用來測試PS/2接口設(shè)備的基本功能。P1口接8個(gè)發(fā)光二極管，在調(diào)試和測試中顯示相關(guān)內(nèi)容。P3.0-P3.1接串口模塊，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和PC的通信，該模塊用于擴(kuò)展和測試。

下面介紹PS/2接口設(shè)備與PC通過串口的連接：

這個(gè)模塊是一個(gè)擴(kuò)展和測試模塊，用來實(shí)現(xiàn)串口轉(zhuǎn)PS/2接口，并且可以測試PS/2接口的功能和性能。

通過串口將PC機(jī)同PS/2接口設(shè)備連接，在PC機(jī)上編寫測試軟件，測試軟件通過串口向單片機(jī)發(fā)送一定的鼠標(biāo)數(shù)據(jù)報(bào)，設(shè)備將這些數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)到PS/2接口，這樣使得調(diào)試更加方便靈活，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了本課題的PS/2接口設(shè)備的一個(gè)擴(kuò)展應(yīng)用。

51單片機(jī)有一個(gè)全雙工的串行通訊口，所以單片機(jī)和電腦之間可以進(jìn)行串口通訊。但是電腦的串口是RS232電平的，而單片機(jī)的串口是TTL電平的，兩者之間必須有一個(gè)電平轉(zhuǎn)換電路，我們采用了三線制連接串口，也就是說和電腦的9針串口只連接其中的3根線：第5腳的GND、第2腳的RXD、第3腳的TXD。這是最簡單的連接方法。

（二）軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。PS/2接口設(shè)備的軟件主要包括六個(gè)部分：PS/2接口驅(qū)動(dòng)模塊，Reset模式處理模塊，stream模式處理模塊，顯示處理模塊，按鍵處理模塊，主程序模塊。

各模塊的功能如下：（1）PS/2接口驅(qū)動(dòng)模塊：實(shí)現(xiàn)對PS/2接口的基本操作，包括向PS/2口發(fā)送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，從PS/2口接收一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)等操作的實(shí)現(xiàn)。（2）Reset模式處理模塊：完成Reset模式操作。（3）Stream模式處理模塊：完成Stream模式操作，提供發(fā)送一個(gè)完整鼠標(biāo)數(shù)據(jù)報(bào)的函數(shù)。（4）顯示處理模塊：提供用于調(diào)試和測試的顯示函數(shù)。（5）按鍵處理模塊：用六個(gè)按鍵分別模擬鼠標(biāo)的上下左右移動(dòng)和左右鍵，當(dāng)按下某個(gè)按鍵時(shí)產(chǎn)生相應(yīng)的鼠標(biāo)數(shù)據(jù)報(bào)，并調(diào)用Stream模式處理模塊中的發(fā)送鼠標(biāo)數(shù)據(jù)報(bào)函數(shù)，數(shù)據(jù)包發(fā)送到主機(jī)。（6）主程序模塊：協(xié)調(diào)各模塊穩(wěn)定運(yùn)行。

（三）PS/2鼠標(biāo)接口設(shè)備狀態(tài)轉(zhuǎn)換。通過分析PS/2鼠標(biāo)在實(shí)際使用過程中的信號(hào)了解到，在鼠標(biāo)上電一定時(shí)間后主機(jī)會(huì)向鼠標(biāo)發(fā)送多次復(fù)位信號(hào)，鼠標(biāo)上電機(jī)進(jìn)入Reset模式。Reset模式下主機(jī)會(huì)對鼠標(biāo)進(jìn)行檢測和配置，這個(gè)過程也被叫做鼠標(biāo)的初始化。主機(jī)在重新啟動(dòng)和休眠喚醒時(shí)也會(huì)讓鼠標(biāo)進(jìn)入Reset模式并初始化鼠標(biāo)。Stream模式下設(shè)備可以向主機(jī)發(fā)送鼠標(biāo)數(shù)據(jù)報(bào)，當(dāng)然主機(jī)在這個(gè)時(shí)期也可能短暫的抑制鼠標(biāo)數(shù)據(jù)報(bào)的發(fā)送。

參考文獻(xiàn)：

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關(guān)鍵詞 單片機(jī) 抗干擾 探析

中圖分類號(hào)：TP368.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)以其較高的性價(jià)比在工業(yè)控制、智能儀器、通訊設(shè)備等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但是，在使用過程中，由于單片機(jī)工作的環(huán)境復(fù)雜，致使在實(shí)驗(yàn)室中測試成功的單片機(jī)系統(tǒng)，在實(shí)際應(yīng)用中受到一些干擾而出現(xiàn)問題，這些干擾包括電網(wǎng)電壓波動(dòng)、電磁輻射干擾、溫度、濕度等因素。

1造成干擾的成因

1.1干擾的構(gòu)成

構(gòu)成干擾必須具備三個(gè)主要因素：干擾源、耦合或傳播途徑，以及干擾接受器。在單片機(jī)系統(tǒng)和電子設(shè)備中，一個(gè)電路抗干擾的程度可以用：S=WC/I來表示。

S表示電子線路受干擾的程度，W表示干擾源的強(qiáng)度，C表示耦合或傳播途徑的因素，I表示電路的抗干擾能力要減少干擾，可以盡量減少干擾源的強(qiáng)度，也可以降低干擾耦合因素或切斷干擾路徑，或者采取措施提高電路的抗干擾能力。

1.2干擾的來源

對單片機(jī)系統(tǒng)的干擾一般有兩種：一種是來自系統(tǒng)外部的干擾，另一類是來自系統(tǒng)內(nèi)部的干擾，如電源本身產(chǎn)生的干擾。

1.3干擾對單片機(jī)造成的影響

單片機(jī)屬于數(shù)字系統(tǒng)，各邏輯元件都有相應(yīng)的閾值電平和噪聲容限，外來干擾引入的噪聲一旦超過限度，干擾信號(hào)就會(huì)被邏輯器件放大，疊加在測量信號(hào)上，使數(shù)據(jù)采集誤差加大，甚至淹沒一些微弱的測量信號(hào)，倘若這些信號(hào)經(jīng)過電路耦合和傳輸通道進(jìn)入存儲(chǔ)器和觸發(fā)器，改變寄存器中的信息，就可能導(dǎo)致程序運(yùn)行失常，系統(tǒng)紊亂，引發(fā)故障。

2硬件抗干擾設(shè)計(jì)

干擾信號(hào)經(jīng)過耦合和傳播路徑后，一般都是以脈沖形式進(jìn)人單片機(jī)系統(tǒng)的。其主要形式有三種：電磁場輻射干擾、電源系統(tǒng)干擾和過程通道干擾。

2.1電磁場輻射抗干擾的設(shè)計(jì)

空間場輻射是以電磁輻射的形式進(jìn)入系統(tǒng)的，通常以差模和共模兩種噪聲模式產(chǎn)生輻射。差模噪聲的輻射是高頻噪聲電流在信號(hào)電路中流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的，共模噪聲的輻射則是由電路中的線阻抗或感抗產(chǎn)生的電位差引起的?？梢圆扇〉拇胧┤缦拢横槍Σ钅Ｔ肼曅盘?hào)，可以增加高頻濾波，在信號(hào)源到單片之間選用帶屏蔽層的雙絞線和同軸電纜，并確保正確、可靠地；針對共模干擾，可以采用隔離放大器，輸入和輸出電路與源沒有直接的電路耦合，這樣將有較強(qiáng)的抗干擾能力。另外，將強(qiáng)電和弱電結(jié)合部位分離開，采用雙層屏蔽的方法將輸入號(hào)的模擬地浮空，再用一個(gè)屏蔽盒將模擬輸入部分屏蔽起來。

2.2電源抗干擾設(shè)計(jì)

供電系統(tǒng)是否穩(wěn)定關(guān)系到單片機(jī)能否可靠工作，在此過程中，電網(wǎng)、雷電、電磁等輻射的高頻信號(hào)就會(huì)耦合到電路中，對單片機(jī)系統(tǒng)造成干擾。針對這些干擾，可以采用如下抗擾技術(shù)：

（1）電源變壓器采取濾波和屏蔽供電，電源變壓器的初級和次級線圈之間存在分布電容，對于高頻信號(hào)，電容相當(dāng)于短路，因此，可以使高頻干擾信號(hào)耦合到次級，盡管在后續(xù)電路中進(jìn)行濾波，也不能將噪聲完全消除。因此，為了降低電源變壓器帶來的干擾，通常需要在變壓器的初級繞組和次級繞組上分別增加屏蔽層，在初級和次級繞組之間再增加屏蔽層，并使其良好接地，以防止感應(yīng)和輻射耦合。

（2）采用串聯(lián)開關(guān)式穩(wěn)壓電源，這種開關(guān)式穩(wěn)壓電源使電路中的串聯(lián)調(diào)整管工作于飽和導(dǎo)通和截止兩種狀態(tài)，還可以采用開關(guān)型電源，把直流電壓調(diào)制、整流再穩(wěn)壓，具有較強(qiáng)的抗干擾能力。

（3）整流后加多級濾波供電，電源干擾大部分是高次諧波，因此采用低通濾波器，讓50Hz的市電基波通過，濾去高次諧波，以改善電源波形。

2.3過程通道抗干擾設(shè)計(jì)

由于單片機(jī)是模數(shù)混合系統(tǒng)，在輸入、輸出中要進(jìn)行A/D，D/A變換，針對數(shù)字通道的抗干擾設(shè)計(jì)采取以下措施：

（1）光電隔離技術(shù)。光電隔離是采用半導(dǎo)體光電耦合器進(jìn)行隔離，具有很高的輸入阻抗和絕緣電阻，有效地抑制尖峰脈沖和電磁場的感應(yīng)，因此，在單片機(jī)系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。

（2）光導(dǎo)纖維做傳輸介質(zhì)。光導(dǎo)纖維損耗極低而且絕緣強(qiáng)度高，在傳輸中不受任形式的干擾，可以根據(jù)傳輸距離選擇光纖傳輸，達(dá)到滿意的效果。

（3）繼電器隔離。單片機(jī)輸出端的負(fù)載通電或斷電時(shí)會(huì)產(chǎn)生火花，火花作為一種很強(qiáng)的干擾噪聲，又會(huì)對電路產(chǎn)生很大的影響。為了消除火花，最好的方法是采用固態(tài)繼電器SSR。根據(jù)觸發(fā)方式不同，SSR可分為過零觸發(fā)和非過零觸發(fā)兩類。過零觸發(fā)的固態(tài)繼電器，本身幾乎不產(chǎn)生干擾，對單片機(jī)系統(tǒng)抗干擾非常有利。

3接地抗干擾技術(shù)

（1）在低頻電路中，常采用一點(diǎn)接地，以減小地線造成的地環(huán)路；在高頻電路中，布線和元件間的寄生電感及分布電容將造成各接地線間的耦合影響比較突出的現(xiàn)象，故一般采用多點(diǎn)接地。

（2）在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，數(shù)字地和模擬地應(yīng)分別接地。此外，還應(yīng)考慮印刷電路板抗干擾的設(shè)計(jì)。應(yīng)該注意：印刷版上易受干擾的器件可以集中布置加以屏蔽，熱敏元件要遠(yuǎn)離發(fā)熱元件；兩條平行放置的導(dǎo)線之間存在寄生電容和耦合電感，會(huì)產(chǎn)生相互干擾，因此，在線路布局上，要避免出現(xiàn)大的環(huán)形，盡量減少線路所包圍的面積，以降低電磁干擾。

當(dāng)然，單片機(jī)系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)是一項(xiàng)綜合性的設(shè)計(jì)，由于單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用的領(lǐng)域?qū)拸V、環(huán)境復(fù)雜，在實(shí)際應(yīng)用中，要結(jié)合實(shí)際問題加以改進(jìn)，采取更有效的抗干擾措施，這樣才能確保單片機(jī)系統(tǒng)的可靠性，使之能夠正常、高效地工作。

參考文獻(xiàn)

篇3

【關(guān)鍵詞】 任務(wù)驅(qū)動(dòng) 單片機(jī) I/O口

1 任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法

任務(wù)驅(qū)動(dòng)法是基于探究性學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)的一種自主學(xué)習(xí)模式，其核心是以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，通過整合重組教學(xué)內(nèi)容，把總的教學(xué)目標(biāo)拆分，融合到一個(gè)個(gè)的教學(xué)任務(wù)中，教學(xué)過程就是完成一個(gè)個(gè)的任務(wù)。因其每一個(gè)任務(wù)都僅僅完成一個(gè)教學(xué)內(nèi)容，所以學(xué)習(xí)難度降低。而且以任務(wù)來驅(qū)動(dòng)，圍繞任務(wù)調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，培養(yǎng)他獨(dú)立的發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，學(xué)生更容易參與并取得成功。

任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式有效解決了傳統(tǒng)的教學(xué)方法按照學(xué)科體系，從枯燥的理論到抽象的原理，不考慮學(xué)生的認(rèn)知能力和認(rèn)知特點(diǎn)的不足，是目前中職專業(yè)課教學(xué)的有效手段。

2 任務(wù)驅(qū)動(dòng)法應(yīng)用于單片機(jī)教學(xué)

任務(wù)驅(qū)動(dòng)法應(yīng)用于單片機(jī)教學(xué)，可以分為4個(gè)階段：提出任務(wù)、分析任務(wù)、任務(wù)實(shí)施、總結(jié)評價(jià)四個(gè)階段來進(jìn)行：（1）提出任務(wù)。這是教學(xué)實(shí)施的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。教師根據(jù)學(xué)科知識(shí)點(diǎn)和教學(xué)目標(biāo)，兼顧學(xué)生認(rèn)知能力和特點(diǎn)，分解重組教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)成一個(gè)個(gè)相互獨(dú)立又循序漸進(jìn)、逐步提高的學(xué)習(xí)任務(wù)，使學(xué)生在完成任務(wù)中達(dá)到掌握知識(shí)、提高能力的目的。

（2）分析任務(wù)。在開始任務(wù)前，教師要對任務(wù)進(jìn)行解讀，并組織學(xué)生討論，引導(dǎo)和幫助學(xué)生明確任務(wù)，分析出完成任務(wù)的思路、方法和具體操作步驟，同時(shí)也明確已掌握內(nèi)容和待掌握內(nèi)容。（3）任務(wù)實(shí)施。在任務(wù)分析完成后，學(xué)生已經(jīng)有了完成任務(wù)的實(shí)施方案，教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生去實(shí)施，幫助學(xué)生查閱資料，解決未掌握知識(shí)點(diǎn)和技能，必要時(shí)對任務(wù)進(jìn)行進(jìn)一步的分析分解，甚至重新制訂實(shí)施方案。（4）總結(jié)評價(jià)。在任務(wù)完成后，既要及時(shí)對學(xué)生的表現(xiàn)進(jìn)行鼓勵(lì)性評價(jià)，也應(yīng)組織學(xué)生進(jìn)行反思和討論，探討任務(wù)實(shí)施過程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)的得與失。最后，教師還應(yīng)該進(jìn)行總結(jié)拔高，概括本任務(wù)的知識(shí)點(diǎn)、核心技能，提高學(xué)生的認(rèn)識(shí)能力。

3 教學(xué)案例

下面以IO口的應(yīng)用為例，介紹任務(wù)驅(qū)動(dòng)法在單片機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用。

分析任務(wù)階段：首先，我們要求學(xué)生分析已知因素，如給出的程序的功能是什么？和電路圖有什么聯(lián)系？和我們的目標(biāo)又有什么聯(lián)系？

然后可以把任務(wù)拆解成如下幾個(gè)小任務(wù)：（1）修改程序，實(shí)現(xiàn)控制圖中LED燈的同時(shí)閃爍。該任務(wù)只需要修改程序中的P0為P1即可，學(xué)生經(jīng)過分析很快就能解決。（2）如何實(shí)現(xiàn)LED的逐個(gè)點(diǎn)亮？當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)亮和滅的區(qū)別后，我們只需要在編程上給予一點(diǎn)幫助，學(xué)生就能舉一反三完成任務(wù)。（3）完成任務(wù)，實(shí)現(xiàn)流水燈。

當(dāng)前2個(gè)任務(wù)完成后，學(xué)生自己就能掌握完成流水燈的方法。從而掌握單片機(jī)IO口的一般操作。

顯然，單純的講授IO口的結(jié)構(gòu)原理，學(xué)生很難接受他們看不見摸不著的東西，而通過任務(wù)驅(qū)動(dòng)法，提出一個(gè)任務(wù)，分解成幾個(gè)小的任務(wù)，循序漸進(jìn)的引導(dǎo)，學(xué)生就能主動(dòng)的參與到教學(xué)過程中，自己發(fā)現(xiàn)方法掌握知識(shí)。

4 應(yīng)注意的問題

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關(guān)鍵詞 單片機(jī)；接口技術(shù)；PS/2

中圖分類號(hào)TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2011）44-0208-02

接口是指各種不同特性部件的相互交接部分。對于單片機(jī)，CPU與其它電路和部件相互交接的部分就是接口。接口又分為和軟件部分硬件部分。接口軟件則是指為實(shí)現(xiàn)信息交換而設(shè)計(jì)的程序；硬件接口是指兩個(gè)部件實(shí)體之間的連線和邏輯電路。在現(xiàn)在所掌握的技術(shù)條件下，硬件接口都必須得到相應(yīng)的接口軟件的支持。

1 單片機(jī)接口技術(shù)的特點(diǎn)

單片機(jī)本身已經(jīng)具備了一些常用的功能部件，而且我們知道單片機(jī)的應(yīng)用主要是面向測控系統(tǒng)，因此，與通用計(jì)算機(jī)的接口技術(shù)相比較，單片機(jī)的接口技術(shù)有以下特點(diǎn)。

1）單片機(jī)的接口往往更側(cè)重于人機(jī)接口和控制接口。通用微機(jī)的人機(jī)界面是標(biāo)準(zhǔn)鍵盤和顯示器，較之單片機(jī)的人機(jī)接口要復(fù)雜，同時(shí)功能也強(qiáng)得多。PC機(jī)的鍵盤本身就是一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)，可以對100多個(gè)鍵進(jìn)行掃描，并具有消除抖動(dòng)和重鍵處理等功能。另外，通用計(jì)算機(jī)不是面向測控應(yīng)用的，因此通常不具備測控接口。如果需要，也必須使用擴(kuò)展板；

2）單片機(jī)的接口往往都是由用戶自行設(shè)計(jì)的，而且不會(huì)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)格。而且同一種功能也可以采用不同的接口設(shè)計(jì)方案。而對于通用微型計(jì)算機(jī)的接口部件一般是已經(jīng)設(shè)計(jì)好的，用戶也只能使用它所提供的功能，卻不能更改其原有的設(shè)計(jì)。因此，單片機(jī)的接口設(shè)計(jì)往往需要更多的技巧和經(jīng)驗(yàn)；

3）單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的規(guī)模通常都比較小，存儲(chǔ)器的容量也不大。因此，很少采用大容量的存儲(chǔ)器，而且通常只采用靜態(tài)存儲(chǔ)器，很少采用動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器。另外，也很少采用外部存儲(chǔ)器（軟盤、硬盤等）。而在通用微型計(jì)算機(jī)中，通常都采用大容量的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器，軟盤和硬盤更是必不可少的大容量的外部存儲(chǔ)器。

2 單片機(jī)接口技術(shù)的應(yīng)用――PS/2接口技術(shù)

作為一個(gè)出現(xiàn)較早的輸入接口，基于PS/2的開發(fā)技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，但是這些成熟的技術(shù)主要掌握在部分主板開發(fā)商和鼠標(biāo)鍵盤開發(fā)商手上。而且PS/2協(xié)議的官方參考資料已經(jīng)很難找到，所以本課題將以監(jiān)控并分析PS/2鼠標(biāo)在實(shí)際工作中的數(shù)據(jù)流并結(jié)合前人開發(fā)經(jīng)驗(yàn)心得為主要開發(fā)依據(jù)，通過不斷調(diào)試改進(jìn)來完成PS/2鼠標(biāo)接口的開發(fā)。

PS/2 鼠標(biāo)和鍵盤履行一種雙向同步串行協(xié)議。換句話說每次數(shù)據(jù)線上發(fā)送一位數(shù)據(jù)并且每在時(shí)鐘線上發(fā)一個(gè)脈沖就被讀入。鍵盤/鼠標(biāo)可以發(fā)送數(shù)據(jù)到主機(jī)而主機(jī)也可以發(fā)送數(shù)據(jù)到設(shè)備，但主機(jī)總是在總線上有優(yōu)先權(quán)，它可以在任何時(shí)候抑制來自于鍵盤/鼠標(biāo)的通訊，只要把時(shí)鐘拉低即可。數(shù)據(jù)傳輸過程中的時(shí)鐘始終都由設(shè)備提供，如果主機(jī)要想設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)就必需先告訴設(shè)備產(chǎn)生一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)。

2.1硬件結(jié)構(gòu)基本設(shè)計(jì)

PS/2接口與單片機(jī)可以直接連接，將單片機(jī)的VCC和GND分別與PS/2接口的4號(hào)和3號(hào)針腳連接，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的供電。將P2.0和P2.1分別和PS/2接口的1號(hào)和5號(hào)針腳連接，作為數(shù)據(jù)線和時(shí)鐘線實(shí)現(xiàn)單片機(jī)到PS/2接口的信號(hào)傳輸。

在單片機(jī)的P2.2-P2.7引腳上連接六個(gè)按鍵，分別用來模擬鼠標(biāo)的上下左右移動(dòng)以及鼠標(biāo)的左右鍵。該模塊用來測試PS/2接口設(shè)備的基本功能。P1口接8個(gè)發(fā)光二極管，在調(diào)試和測試中顯示相關(guān)內(nèi)容。P3.0-P3.1接串口模塊，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和PC的通信，該模塊用于擴(kuò)展和測試。

下面介紹PS/2接口設(shè)備與PC通過串口的連接：

這個(gè)模塊是一個(gè)擴(kuò)展和測試模塊，用來實(shí)現(xiàn)串口轉(zhuǎn)PS/2接口，并且可以測試PS/2接口的功能和性能。

通過串口將PC機(jī)同PS/2接口設(shè)備連接，在PC機(jī)上編寫測試軟件，測試軟件通過串口向單片機(jī)發(fā)送一定的鼠標(biāo)數(shù)據(jù)報(bào)，設(shè)備將這些數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)到PS/2接口，這樣使得調(diào)試更加方便靈活，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了本課題的PS/2接口設(shè)備的一個(gè)擴(kuò)展應(yīng)用。

51單片機(jī)有一個(gè)全雙工的串行通訊口，所以單片機(jī)和電腦之間可以進(jìn)行串口通訊。但是電腦的串口是RS232電平的，而單片機(jī)的串口是TTL電平的，兩者之間必須有一個(gè)電平轉(zhuǎn)換電路，我們采用了三線制連接串口，也就是說和電腦的9針串口只連接其中的3根線：第5腳的GND、第2腳的RXD、第3腳的TXD。這是最簡單的連接方法。

2.2 軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

PS/2接口設(shè)備的軟件主要包括六個(gè)部分：PS/2接口驅(qū)動(dòng)模塊，Reset模式處理模塊，stream模式處理模塊，顯示處理模塊，按鍵處理模塊，主程序模塊。

各模塊的功能如下：

1）PS/2接口驅(qū)動(dòng)模塊：實(shí)現(xiàn)對PS/2接口的基本操作，包括向PS/2口發(fā)送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，從PS/2口接收一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)等操作的實(shí)現(xiàn)；

2）Reset模式處理模塊：完成Reset模式操作；

3）Stream模式處理模塊：完成Stream模式操作，提供發(fā)送一個(gè)完整鼠標(biāo)數(shù)據(jù)報(bào)的函數(shù)；

4）顯示處理模塊：提供用于調(diào)試和測試的顯示函數(shù)；

5）按鍵處理模塊：用六個(gè)按鍵分別模擬鼠標(biāo)的上下左右移動(dòng)和左右鍵，當(dāng)按下某個(gè)按鍵時(shí)產(chǎn)生相應(yīng)的鼠標(biāo)數(shù)據(jù)報(bào)，并調(diào)用Stream模式處理模塊中的發(fā)送鼠標(biāo)數(shù)據(jù)報(bào)函數(shù)，數(shù)據(jù)包發(fā)送到主機(jī)；

6）主程序模塊：協(xié)調(diào)各模塊穩(wěn)定運(yùn)行。

2.3 PS/2鼠標(biāo)接口設(shè)備狀態(tài)轉(zhuǎn)換

通過分析PS/2鼠標(biāo)在實(shí)際使用過程中的信號(hào)了解到，在鼠標(biāo)上電一定時(shí)間后主機(jī)會(huì)向鼠標(biāo)發(fā)送多次復(fù)位信號(hào)，鼠標(biāo)上電機(jī)進(jìn)入Reset模式。Reset模式下主機(jī)會(huì)對鼠標(biāo)進(jìn)行檢測和配置，這個(gè)過程也被叫做鼠標(biāo)的初始化。主機(jī)在重新啟動(dòng)和休眠喚醒時(shí)也會(huì)讓鼠標(biāo)進(jìn)入Reset模式并初始化鼠標(biāo)。Stream模式下設(shè)備可以向主機(jī)發(fā)送鼠標(biāo)數(shù)據(jù)報(bào)，當(dāng)然主機(jī)在這個(gè)時(shí)期也可能短暫的抑制鼠標(biāo)數(shù)據(jù)報(bào)的發(fā)送。

參考文獻(xiàn)

篇5

1課程教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)

單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，教學(xué)內(nèi)容非常豐富，不同專業(yè)對單片機(jī)技術(shù)的側(cè)重點(diǎn)不盡相同，在設(shè)計(jì)與開發(fā)教學(xué)內(nèi)容時(shí)主要考慮以下三點(diǎn)因素[3]。一是結(jié)合校本專業(yè)人才培養(yǎng)方案。培養(yǎng)方案體現(xiàn)了“以就業(yè)為導(dǎo)向”的方針，因此應(yīng)從機(jī)電類職業(yè)崗位需求分析入手，參照國家相關(guān)職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求，精細(xì)化選擇教學(xué)內(nèi)容。二是要適合學(xué)生學(xué)情。根據(jù)高職生的學(xué)習(xí)風(fēng)格和認(rèn)知特點(diǎn)，課程內(nèi)容的編排以典型工作任務(wù)為學(xué)習(xí)單元，并貫徹“管用、夠用、適用”的教學(xué)指導(dǎo)思想。三是要適應(yīng)課堂教學(xué)。該課程一般是在理實(shí)一體化教室展開教學(xué)，教學(xué)內(nèi)容要能較好地處理理論教學(xué)與技能訓(xùn)練的關(guān)系，體現(xiàn)“做中學(xué)、學(xué)中做”理念。對于機(jī)電類專業(yè)，單片機(jī)的主要作用是控制器件，并實(shí)現(xiàn)一定的通信和數(shù)據(jù)處理。因此，筆者以單片機(jī)的內(nèi)部硬件資源、常用器件為出發(fā)點(diǎn)，將教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)成九個(gè)模塊：發(fā)光管、數(shù)碼管、按鍵、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、舵機(jī)、串口、模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)模轉(zhuǎn)換（以下簡稱A/D和D/A）。每個(gè)模塊含有2～3項(xiàng)基本任務(wù)，每項(xiàng)基本任務(wù)都有一項(xiàng)拓展任務(wù)，設(shè)計(jì)拓展任務(wù)的目的是鞏固與深化基本任務(wù)中的知、技、能。任務(wù)名稱的敘寫盡量具體到直觀可操作的程度。

2任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)的實(shí)踐

任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式的特點(diǎn)是“以任務(wù)為主線、教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體”[4]，筆者在教學(xué)實(shí)踐中一般按任務(wù)提出、分析、實(shí)施、評價(jià)、拓展等五個(gè)基本環(huán)節(jié)展開教學(xué)。在任務(wù)提出環(huán)節(jié)，教師通過日常生活、工業(yè)生產(chǎn)中學(xué)生見過的一些實(shí)例，創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，引出基本任務(wù)，并展示出某個(gè)解決方案的結(jié)果，讓學(xué)生對任務(wù)有直觀清晰的認(rèn)識(shí)。在這個(gè)環(huán)節(jié)，教師還應(yīng)強(qiáng)調(diào)解決方案并不是唯一的，解決同一項(xiàng)任務(wù)可能會(huì)有好幾個(gè)方案，鼓勵(lì)學(xué)生從多個(gè)角度去探索解決方案。在任務(wù)分析環(huán)節(jié)，不是由教師直接告訴學(xué)生應(yīng)當(dāng)如何去解決面臨的任務(wù)，而是由教師向?qū)W生提供解決該任務(wù)的有關(guān)引例和線索，引導(dǎo)學(xué)生“獨(dú)立思考、自主探索”；同時(shí)倡導(dǎo)學(xué)生分組進(jìn)行討論和交流，培養(yǎng)學(xué)生協(xié)作學(xué)習(xí)能力。學(xué)生經(jīng)過反復(fù)分析后，會(huì)提出一個(gè)或幾個(gè)解決方案。在任務(wù)實(shí)施環(huán)節(jié)，學(xué)生將解決方案付諸實(shí)施，從硬件、軟件兩方面實(shí)現(xiàn)，經(jīng)過軟硬聯(lián)調(diào)，得到結(jié)果。教師要強(qiáng)調(diào)實(shí)施方案也不是唯一的。在任務(wù)評價(jià)環(huán)節(jié)，有教師點(diǎn)評、學(xué)生自評互評。既要對結(jié)果進(jìn)行評價(jià)，也要對過程進(jìn)行評價(jià)，還要對學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)進(jìn)行評價(jià)，譬如7S管理（整理、整頓、清掃、清潔、素養(yǎng)、安全、節(jié)約）。在任務(wù)拓展環(huán)節(jié)，在基本任務(wù)的基礎(chǔ)上，循序漸進(jìn)、一脈相承地引出拓展任務(wù)，再對拓展任務(wù)進(jìn)行分析、實(shí)施、評價(jià)。教學(xué)過程中筆者還有以下幾點(diǎn)心得體會(huì)。

1）知識(shí)講授。完成每個(gè)任務(wù)都需要一些相關(guān)的理論知識(shí)，知識(shí)講授沒有單獨(dú)設(shè)置成一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，分散在五個(gè)基本環(huán)節(jié)中。實(shí)例和引例中涉及的知識(shí)一定要講透徹，沒有涉及的知識(shí)暫時(shí)不講或稍微提一下。知識(shí)體系的深入與擴(kuò)展把握一個(gè)“度”的原則，對于基礎(chǔ)較好、學(xué)有余力的學(xué)生，教師可以在課堂巡回指導(dǎo)時(shí)與他單獨(dú)交流或者課外與他單獨(dú)交流。

2）水平思考法。水平思考法是英國學(xué)者愛德華•德•博諾提出的一種思維方法[5]，具體操作可采用“六頂思考帽”[6]。在任務(wù)分析環(huán)節(jié)，需要確定一個(gè)解決方案，筆者采用這種方法，取得良好效果。典型步驟是：客觀陳述任務(wù)要求（白帽），提出解決任務(wù)的方案（綠帽），評估該方案的優(yōu)點(diǎn)（黃帽），評估該方案的缺點(diǎn)（黑帽），對該方案進(jìn)行主觀情感判斷（紅帽），總結(jié)加權(quán)，做出決策（藍(lán)帽）。下面以“用兩個(gè)按鍵控制直流電機(jī)的加速、減速”的任務(wù)為例進(jìn)行簡要說明。白帽：轉(zhuǎn)速有四種狀態(tài)，最低速、次低速、次高速、最高速。單片機(jī)上電后電機(jī)為最低速，每按一下加速鍵，轉(zhuǎn)速升一個(gè)檔，直到最高速；每按一下減速鍵，轉(zhuǎn)速降一個(gè)檔，直到最低速。綠帽：硬件電路。黃帽：硬件系統(tǒng)中的電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊采用三極管分立元件，電路簡單、成本低。程序框圖結(jié)構(gòu)清晰，使用的語句種類不多，大量使用簡單的if語句。黑帽：分立元件的硬件制作麻煩，容易接觸不良，工作可靠性低。程序的一個(gè)周期時(shí)間較長，快速性不好。采用延時(shí)子程序，定時(shí)不精確，轉(zhuǎn)速精度不高。紅帽：①我不喜歡這個(gè)方案，像個(gè)“小兒科”“菜鳥”，沒有什么實(shí)用價(jià)值；②我挺喜歡這個(gè)方案，簡單、清晰，有效果；③談不上喜歡，好像也不討厭，沒什么特別感覺。藍(lán)帽：這個(gè)方案總的來說，能夠解決任務(wù)，可以采納。當(dāng)然還有很多其他的方案，不妨在深入理解、掌握了這個(gè)方案之后，再進(jìn)一步探索其他方案。在任務(wù)實(shí)施、評價(jià)、拓展環(huán)節(jié)，亦可采用“水平思考法”，不贅述。教學(xué)實(shí)踐表明，這種思維方法頗受學(xué)生歡迎，經(jīng)過重復(fù)訓(xùn)練、刻意練習(xí)，學(xué)生基本上能夠掌握這種方法。

3）比較教學(xué)法。在眾多的教學(xué)法中，筆者對比較教學(xué)法情有獨(dú)鐘。在任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)過程中，可采用比較教學(xué)法，雙鍵控制直流電機(jī)加減速的硬件電路將“單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)”課程中的基本任務(wù)與前導(dǎo)課程“PLC應(yīng)用技術(shù)”中的基本任務(wù)進(jìn)行比較，將拓展任務(wù)與基本任務(wù)、后面任務(wù)與前面任務(wù)進(jìn)行比較。通過比較，找出異同，使學(xué)生對原有的知識(shí)與技能掌握得更加深刻、牢固，新獲得的知識(shí)與技能更加鮮明、準(zhǔn)確，并能體會(huì)和掌握其中的核心技能。譬如將任務(wù)“用兩個(gè)按鍵控制步進(jìn)電機(jī)的加速、減速”與任務(wù)“用兩個(gè)按鍵控制直流電機(jī)的加速、減速”進(jìn)行比較。鍵控四相六線制步進(jìn)電機(jī)的硬件電，使學(xué)生體會(huì)到單片機(jī)電路設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)的核心技能。另外還可以利用示波器觀測比較兩種電機(jī)的供電電壓波形，使學(xué)生對兩種電機(jī)的PWM調(diào)速原理有更加直觀深入的理解。

3教學(xué)硬件平臺(tái)的運(yùn)用

目前機(jī)電類專業(yè)單片機(jī)課程的教學(xué)硬件平臺(tái)主要有三種：一是單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板加器件；二是采用Proteus硬件仿真；三是采用面包板及套件[8]。這三種平臺(tái)各有特點(diǎn)。單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板的優(yōu)點(diǎn)是硬件資源豐富、電路穩(wěn)定可靠，學(xué)生對硬件平臺(tái)充分信任，可以騰出時(shí)間更多地關(guān)注“軟件編程”；缺點(diǎn)是電路都是廠家設(shè)計(jì)的，學(xué)生只能適應(yīng)廠家電路，不能按自己的想法搭建電路，硬件電路制作與檢修的機(jī)會(huì)較少。Proteus硬件仿真的優(yōu)點(diǎn)是學(xué)生可以按自己的想法任意搭建電路，靈活性強(qiáng)、成本低；缺點(diǎn)是仿真電路和實(shí)物畢竟有區(qū)別，譬如有的仿真正常而實(shí)物不通過，有的實(shí)物正常而仿真不能通過。面包板及套件的優(yōu)點(diǎn)是學(xué)生可以按自己的想法一步一步地搭建實(shí)物電路，能很好地訓(xùn)練和提高硬件電路制作與檢修能力；缺點(diǎn)是電路容易接觸不良，工作不可靠，有時(shí)一個(gè)簡單的任務(wù)，初學(xué)者可能花了很多時(shí)間來搭建面包板電路，卻調(diào)試不出效果，容易產(chǎn)生挫敗感，失去耐心和興趣。初學(xué)者是否應(yīng)該使用Proteus仿真軟件來學(xué)習(xí)單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)？目前有兩種截然不同的觀點(diǎn)。一種觀點(diǎn)認(rèn)為初學(xué)者不要使用Proteus軟件，剛開始只有把硬件擺在你面前，親自操作它，才會(huì)有深刻的體會(huì)，也才能掌握它[9]，因此剛開始宜使用面包板套件或?qū)嶒?yàn)板，待達(dá)到一定程度后才使用Proteus軟件。另一種觀點(diǎn)則認(rèn)為剛開始最好是使用Proteus軟件，因?yàn)槊姘咫娐啡菀壮鰡栴}，使初學(xué)者失去耐心和學(xué)習(xí)興趣；實(shí)驗(yàn)板尤其是開發(fā)板，容易使初學(xué)者將“硬件系統(tǒng)”看成“黑箱子”，對電路失去探索興趣；而Proteus軟件容易使初學(xué)者產(chǎn)生“成就感”，有利于深入學(xué)習(xí)。筆者認(rèn)為在教學(xué)實(shí)踐中，宜具體情況具體分析。有的學(xué)生喜歡動(dòng)手操作，使用面包板套件就比較合適；有的學(xué)生喜歡編程調(diào)試，使用Proteus軟件比較容易上手；有的任務(wù)比較復(fù)雜，若一開始就制作面包板電路，既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，不如先做Proteus仿真；有的任務(wù)拓展性很強(qiáng)或視覺效果突出，不妨將面包板電路制作出來。另外，用不同的硬件平臺(tái)來完成相同的任務(wù)，可使學(xué)生體會(huì)到應(yīng)用電路設(shè)計(jì)與編程的核心方法?？傊?，只有綜合運(yùn)用這幾種平臺(tái)，才能取得較好的教學(xué)效果。

4結(jié)語

篇6

1單片機(jī)在電子技術(shù)中應(yīng)用的特點(diǎn)和優(yōu)勢

1.1什么是單片機(jī)

在電子元件的組成中，單片機(jī)是一個(gè)很重要的組成成分，除去一般電子元器件所具備的功能之外，單片機(jī)還兼具計(jì)算機(jī)的一些功能，所以對于電子設(shè)備來說，單片機(jī)是一個(gè)很重要的部分，能讓電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)更多的功能。從硬件的角度來說，單片機(jī)是一個(gè)大規(guī)模集成電路。從軟件的角度來說，單片機(jī)具有計(jì)算機(jī)的某些功能，是一個(gè)超微型的計(jì)算機(jī)，它可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算的計(jì)算、存儲(chǔ)、通信和自動(dòng)控制等功能。

1.2單片機(jī)特點(diǎn)

現(xiàn)在電子技術(shù)如此之多，而單片機(jī)依然可以在其中處于不敗之地，有其自己的特點(diǎn)，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)也在不斷進(jìn)步，它作為一種創(chuàng)新的電子元器件，有很多屬于自己的優(yōu)點(diǎn)。首先，單片機(jī)的使用非常便利；其次就是單片機(jī)控制能力非常強(qiáng)，在單片機(jī)內(nèi)部，有多個(gè)集成電路，這些集成電路賦予了單片機(jī)很多功能，也加強(qiáng)了單片機(jī)的控制能力；再者，單片機(jī)的電能消耗很低，所以使用起來耗能較少，比較經(jīng)濟(jì)環(huán)保；最后，單片機(jī)可以實(shí)現(xiàn)對信息和數(shù)據(jù)的快速處理，而且工作時(shí)間很長，所以工作效率高。

1.3單片機(jī)在電子技術(shù)中的應(yīng)用優(yōu)勢

由于單片機(jī)的功能多樣，所以在電子技術(shù)中的應(yīng)用非常廣泛，可以給電子設(shè)備帶來很多有用的功能，其在電子技術(shù)中的應(yīng)用優(yōu)勢主要如下：第一點(diǎn)，產(chǎn)品功能性能設(shè)計(jì)創(chuàng)新空間很大。現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展很大程度上帶動(dòng)了單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷成熟，單片機(jī)產(chǎn)品的種類也越來越豐富，讓電子產(chǎn)品可以根據(jù)自己產(chǎn)品的功能側(cè)重點(diǎn)有更多的選擇，目前單片機(jī)的類別主要有：高速型、高穩(wěn)定型以及低成本型等等，多樣化的單片機(jī)種類給電子設(shè)計(jì)帶去了更多選擇的余地，也使得電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)具有更多可能性。第二點(diǎn)，可靠性高，穩(wěn)定性高。這一點(diǎn)是單片機(jī)中最為關(guān)鍵的因素之一，單片機(jī)從開始出現(xiàn)至今，已經(jīng)經(jīng)過了好幾年的發(fā)展時(shí)間，現(xiàn)在已基本處在成熟階段，單片機(jī)的內(nèi)部電路設(shè)計(jì)使用到了抗干擾技術(shù)，這種技術(shù)很好的保證了單片機(jī)的穩(wěn)定性，單片機(jī)的穩(wěn)定使得使用了單片機(jī)的電子產(chǎn)品運(yùn)行也非常穩(wěn)定。

2單片機(jī)在電子技術(shù)應(yīng)用中的發(fā)展趨勢

2.1微型化

目前我們最常使用的單片機(jī)是一個(gè)芯片，體積非常小，雖然體積不大，但是在芯片里集成了很多的內(nèi)容，主要有ROM、IO接口等。在WDT和A/D轉(zhuǎn)換器的作用下，單片機(jī)實(shí)現(xiàn)了更多功能，未來單片機(jī)將會(huì)朝著更小的體積方向改變，但是功能不會(huì)減少，只會(huì)增加。

2.2CMOS化

現(xiàn)在，人們對于制造業(yè)的要求更多是產(chǎn)品的功能上，對于產(chǎn)品生產(chǎn)過程中造成的能耗關(guān)注度不高，但是隨著環(huán)?？谔?hào)的提出，人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，未來制造業(yè)對于低能耗生產(chǎn)的要求將會(huì)越來越高，而CMOS工藝可以很好的滿足這個(gè)要求，使用CMOS工藝進(jìn)行生產(chǎn)，既可以降低能耗，還可以滿足高速生產(chǎn)的需求，所以將來單片機(jī)的應(yīng)用會(huì)朝著這個(gè)方向發(fā)展。

3單片機(jī)在電子技術(shù)中的應(yīng)用

3.1在家用電器中的應(yīng)用

家用電器在人們的日常生活中有很大的作用，幾乎所有的家庭都有幾件家庭電器，可以說是我們?nèi)粘Ｉ畋夭豢缮俚奈锲分唬瑔纹瑱C(jī)在家用電器上的作用主要有兩種，一方面，使用單片機(jī)可以很好的提高家用電器的生產(chǎn)效率，另一方面，使用單片機(jī)可以提高電器本身的功能和性能，所以在家用電器中，單片機(jī)的使用較為頻繁。以我們生活中最為常見的洗衣機(jī)為例，使用單片機(jī)之后我們可以自由的選擇洗衣的時(shí)間長短，讓生活更加舒適；例如電冰箱，如果在電冰箱中使用單片機(jī)，可以選擇合理的溫度冷卻食物；在使用烤箱來烹飪食物時(shí)，有單片機(jī)可以讓烤箱自動(dòng)區(qū)分食物的新鮮度和范圍，選擇最為適合的加熱時(shí)間，讓食物味道更佳。從這些例子中我們可以看出，單片機(jī)在我們?nèi)粘Ｉ钪械氖褂梅秶浅V泛，已經(jīng)慢慢融入到我們的生活之中了。

3.2在工業(yè)控制中的應(yīng)用

隨著改革開放的提出，我國各行各業(yè)都迎來了飛速發(fā)展階段，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動(dòng)了工業(yè)的發(fā)展，在工業(yè)發(fā)展的過程中，單片機(jī)的運(yùn)用也越來越廣泛，工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域也是單片機(jī)最為重要的一個(gè)運(yùn)用領(lǐng)域之一。在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，工業(yè)控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的正常運(yùn)行最重要的因素通常用于整體式輪胎。在進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)過程中，單片機(jī)的主要作用就是和計(jì)算機(jī)建立連接以及建立管理模型，在單片機(jī)的作用下形成一個(gè)適當(dāng)?shù)墓芾硐到y(tǒng)，讓企業(yè)能夠更好的進(jìn)行管理工作。

3.3在智能儀器儀表中的應(yīng)用

社會(huì)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，產(chǎn)生了很多新興技術(shù)，智能化設(shè)備也是其中之一，智能化是目前市場上一個(gè)很熱門的內(nèi)容，在智能化儀器儀表中，也出現(xiàn)了單片機(jī)的身影?？茖W(xué)技術(shù)的快速發(fā)展帶動(dòng)了單片機(jī)的應(yīng)用能力提高，而單片機(jī)的迅速發(fā)展，也在一定程度上改變了傳統(tǒng)測量儀表儀器的測量精度，讓測量儀器的使用更加簡單，加入了單片機(jī)的智能化儀器儀表，功能更加強(qiáng)大，讓測量儀器的運(yùn)用更加廣泛，給中國很多行業(yè)的發(fā)展都帶來了很大的影響。

3.4在醫(yī)療設(shè)備方面的應(yīng)用

醫(yī)療也是一件民生大事，人們看病看醫(yī)生也是日常生活所需，而隨著人們生活質(zhì)量的提高，人們對于醫(yī)療保健的需求也越來越高，醫(yī)療器械在生產(chǎn)過程中對于醫(yī)療器材的消毒水平和檢測方法都有一定的要求，但是存在部分醫(yī)療器材在實(shí)際生產(chǎn)過程中并沒有完全達(dá)到要求，這對醫(yī)療器材的整體質(zhì)量產(chǎn)生了一定的影響。在醫(yī)療器材中使用單片機(jī)技術(shù)之后，大大提高了醫(yī)療器材的質(zhì)量，減少了很多由于器材導(dǎo)致的健康問題，而且在一定程度上提高了醫(yī)療工作的工作效率。在使用加入了單片機(jī)技術(shù)的醫(yī)療設(shè)備進(jìn)行診治時(shí)，也提高了診斷和治療率，給人們治病、看病、保健帶來了很大的益處。隨著單片機(jī)在醫(yī)療設(shè)備上逐步開始應(yīng)用，醫(yī)療設(shè)備慢慢朝著更加自動(dòng)化、智能化的方向發(fā)展，未來一定能給人們帶來更好的醫(yī)療保障。

3.5在手機(jī)生產(chǎn)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在手機(jī)的眾多應(yīng)用中，使用到單片機(jī)的是語音和電話記錄功能，現(xiàn)在的智能手機(jī)最基本的應(yīng)用之一就是語音，手機(jī)的聲音也是手機(jī)的基礎(chǔ)功能，所以單片機(jī)對于手機(jī)來說非常重要。語音功能包括基本的聊天功能之外，還有語音識(shí)別技術(shù)，這些功能都和單片機(jī)技術(shù)有著密不可分的關(guān)系，在系統(tǒng)中可以對語音進(jìn)行處理和識(shí)別除此之外，還有電話記錄，電話是手機(jī)最為原始也是最基礎(chǔ)的功能之一，在日常會(huì)話中，手機(jī)是記錄會(huì)話的主要設(shè)備。當(dāng)使用電話記錄時(shí)，單片機(jī)可以建立一個(gè)查詢并發(fā)送一個(gè)控制信號(hào)來完成電話記錄。

4結(jié)語

篇7

關(guān)鍵詞：單片機(jī)；電子技術(shù)；應(yīng)用

前言

當(dāng)前科技處在高速發(fā)展的狀態(tài)下，在時(shí)代以及社會(huì)更新環(huán)境背景下，我國工業(yè)航天業(yè)發(fā)展態(tài)勢較為良好，而無論是工業(yè)發(fā)展還是航天業(yè)發(fā)展均與精密儀器和高精尖技術(shù)有著較為緊密的內(nèi)在關(guān)系，這也對精密儀器和高精尖技術(shù)提出了更高的應(yīng)用要求，尤其在當(dāng)前電子技術(shù)發(fā)展過程中應(yīng)用單片機(jī)則能夠賦予精密儀器和高精尖技術(shù)較強(qiáng)的精確性以及穩(wěn)定性，甚至能夠達(dá)到靶向完成任務(wù)的目標(biāo)。同時(shí)單片機(jī)也可以說是科技技術(shù)發(fā)展的必然產(chǎn)物，將單片機(jī)實(shí)際應(yīng)用于電子技術(shù)領(lǐng)域則會(huì)對社會(huì)大眾生活提供較大便捷性，促使大眾生活更加簡潔化以及效率化，促進(jìn)社會(huì)大眾生活質(zhì)量的進(jìn)一步提高。本文針對電子技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用單片機(jī)的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行一番淺析，希望會(huì)對相關(guān)人員有所幫助。

一、單片機(jī)在電子技術(shù)中的應(yīng)用

(一)應(yīng)用于工業(yè)操作領(lǐng)域

伴隨自動(dòng)化相關(guān)技術(shù)快速發(fā)展進(jìn)步，工業(yè)領(lǐng)域中，特別是部分特殊環(huán)境下，比如粉塵工業(yè)、核工業(yè)等，會(huì)給人體帶來巨大傷害，面對這些高危行業(yè)來講，有很多都選擇自動(dòng)化處理代替。而且該類行業(yè)當(dāng)中應(yīng)用單片機(jī)情況是較為常見的[1]。應(yīng)用單片機(jī)過程控制和采集數(shù)據(jù)信息，促進(jìn)工業(yè)化管理目標(biāo)早日達(dá)成，給相關(guān)行業(yè)的持續(xù)發(fā)展提供了很大推動(dòng)力，比如流水線系統(tǒng)和報(bào)警系統(tǒng)等。

(二)應(yīng)用于家用電器

國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展進(jìn)步當(dāng)代社會(huì)中，可以說人們對于生活品質(zhì)具有越來越高的要求。而因?yàn)閱纹瑱C(jī)具有獨(dú)樹一幟優(yōu)勢，所以將其應(yīng)用于家電制造設(shè)計(jì)當(dāng)中不失為一個(gè)理想選擇。單片機(jī)與家用電器的結(jié)合是有效的，已成為發(fā)展家電的關(guān)鍵方法[2]。如單片機(jī)制造融合能夠自動(dòng)設(shè)定沖洗強(qiáng)度和智能洗衣的時(shí)間，這種洗衣機(jī)，能主動(dòng)清潔衣服，并且還能夠準(zhǔn)確識(shí)別衣服的臟污程度；單片機(jī)制造融合具有自動(dòng)調(diào)整時(shí)間相應(yīng)智能冰箱的溫度，能夠更好的對所要保存的水果和蔬菜等食品新鮮度的識(shí)別。可以說將單片機(jī)帶入家用電器的設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域，對于滿足人們生活品質(zhì)要求是非常有利的。

(三)應(yīng)用于醫(yī)用領(lǐng)域

當(dāng)今單片機(jī)在電子技術(shù)中的應(yīng)用體現(xiàn)在醫(yī)療領(lǐng)域。具體來說，時(shí)代的進(jìn)步促使了當(dāng)前實(shí)現(xiàn)生活水平的提高，人們在這種經(jīng)濟(jì)及快速發(fā)展的背景下對相應(yīng)醫(yī)療機(jī)構(gòu)的關(guān)注和重視越來越深刻，先進(jìn)的醫(yī)療設(shè)備能夠有效提高實(shí)際醫(yī)療機(jī)構(gòu)的整體水平，另一方面也可以增加醫(yī)院的滿意度。單片機(jī)是當(dāng)前功能相對比較強(qiáng)大的集成技術(shù)，并且廣泛的應(yīng)用在醫(yī)療設(shè)備當(dāng)中。例如：融合單片機(jī)的檢測分析儀器，融合單片機(jī)的超聲波診斷，融合單片機(jī)病房呼叫及監(jiān)護(hù)系統(tǒng)等，都獲得了大眾的認(rèn)可。

二、單片機(jī)在電子技術(shù)中的應(yīng)用優(yōu)勢

伴隨科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，不難發(fā)現(xiàn)單片機(jī)更新?lián)Q代速度也越發(fā)加快。增加新CPU以后，當(dāng)前由8位機(jī)漸漸過渡至16位、32位及64位乃至更高級別方向。當(dāng)前EFT技術(shù)已經(jīng)在單片機(jī)中生根發(fā)芽，利用該技術(shù)可以有效減少外界干擾，進(jìn)一步確保系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)不受干擾，使系統(tǒng)可靠性得到大幅提高[3]。而驅(qū)動(dòng)技術(shù)和布線方面，可以有效使噪聲得到減少，進(jìn)而噪聲給電路信號(hào)帶來干擾也會(huì)大幅減少。此外，單片機(jī)當(dāng)中OPT技術(shù)的應(yīng)用存在生產(chǎn)周期不長、風(fēng)險(xiǎn)不高等優(yōu)勢。而將裸片技術(shù)代入其中，就可以有效將OPT芯片不良接觸問題解決。此外開發(fā)單片機(jī)階段，還勢必要綜合考慮適用環(huán)境、性能和成本等因素，爭取向智能化、自動(dòng)化系統(tǒng)方向更進(jìn)一步發(fā)展。針對型號(hào)選擇方面，可以考慮應(yīng)用AVR、PIC和8501等，或是選取某一型號(hào)進(jìn)而舉一反三的延伸。選取語言編程方面，因?yàn)槌绦蛏螩語言具備可繼承性是非常理想的，所以模塊化的設(shè)計(jì)及管理目標(biāo)更容易達(dá)到。此外，在設(shè)計(jì)和開發(fā)單片機(jī)階段，勢必也應(yīng)當(dāng)對抗干擾、驅(qū)動(dòng)電路、接口、平臺(tái)、軟件和控制電路等周全考慮。

(一)應(yīng)用單片機(jī)增加系統(tǒng)實(shí)際穩(wěn)定性

在電子技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用單片機(jī)能夠從根本上增加系統(tǒng)穩(wěn)定性，在未帶入單片機(jī)以前系統(tǒng)具備較低可靠性以及較低穩(wěn)定性，同時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行效率也比較低，而此時(shí)單片機(jī)的引入就會(huì)顯得十分有必要[4]。而所謂系統(tǒng)實(shí)際穩(wěn)定性則指的是系統(tǒng)于較長時(shí)間應(yīng)用背景下輸入量以及相應(yīng)輸出量產(chǎn)生的改變，此外系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)節(jié)中還會(huì)出現(xiàn)分辨力以及相應(yīng)靈敏度下降但是均可以利用低程序有效修正，因此作為最難修正的穩(wěn)定性問題必須通過引入單片機(jī)解決，解決原理為依托于單片機(jī)修正傳感設(shè)備對非線性相關(guān)系統(tǒng)誤差予以改變，從而提升系統(tǒng)整體穩(wěn)定性，使系統(tǒng)工作性能得以大大增加。

(二)應(yīng)用單片機(jī)增加系統(tǒng)抗干擾性

在電子技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用單片機(jī)還能夠增加系統(tǒng)的實(shí)際抗干擾性，具體來講，體現(xiàn)在兩方面，其一為抵抗確定干擾，日常系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過程中常常會(huì)由于外界環(huán)境和相應(yīng)的內(nèi)部構(gòu)造產(chǎn)生確定干擾，而利用單片機(jī)則能夠?qū)崿F(xiàn)良好解決的目標(biāo)，如電渦系統(tǒng)會(huì)由于不同材質(zhì)以及導(dǎo)磁性被測物體產(chǎn)生測量差錯(cuò)，因?yàn)椴煌馁|(zhì)導(dǎo)磁性能夠改變被測物體實(shí)際承中軸，加之不均勻軸表面最終影響到測量精度，而利用單片機(jī)則能夠?qū)⒊兄休S轉(zhuǎn)動(dòng)位移予以固定化保障進(jìn)而達(dá)到不影響測量過程的目的；其二是為抵抗隨機(jī)干擾，日常生產(chǎn)過程中電子系統(tǒng)操作環(huán)境有可能是較復(fù)雜惡劣的，產(chǎn)生信號(hào)噪比隨機(jī)波動(dòng)問題較為常見，而為了修正該問題將單片機(jī)帶入進(jìn)來則能夠確保信號(hào)傳遞更為穩(wěn)定，進(jìn)而也就可以達(dá)到系統(tǒng)不受干擾運(yùn)行的理想效果。

(三)應(yīng)用單片機(jī)帶動(dòng)電子技術(shù)良好發(fā)展

當(dāng)前在電子技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用單片機(jī)的相關(guān)產(chǎn)業(yè)在快速發(fā)展著，根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)應(yīng)用了單片機(jī)之后，系統(tǒng)相應(yīng)設(shè)備的功能可以有一個(gè)大程度的提升，促進(jìn)系統(tǒng)有一個(gè)良好的發(fā)展。在電子技術(shù)的更新過程中，系統(tǒng)各類設(shè)備已經(jīng)有了多樣性的發(fā)展表現(xiàn)，每一個(gè)類別的功能都是不同的，所以操作方法等方面自然也會(huì)表現(xiàn)出不同，人們在使用的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)有一些困難，而將單片機(jī)加入到其中之后，對解決或者是緩解人們的困難予以了很大程度改善，因?yàn)閼?yīng)用單片機(jī)以后，系統(tǒng)運(yùn)行效率大大提高了，而且占用的空間越來越小，應(yīng)用到電子技術(shù)和電子系統(tǒng)當(dāng)中后，提高了系統(tǒng)整體運(yùn)行質(zhì)量和系統(tǒng)功能，而且每一個(gè)類別應(yīng)用的方法也在向一致的方向發(fā)展，更加表現(xiàn)出智能化和自動(dòng)化。

三、結(jié)語

綜上所述，伴隨社會(huì)不斷發(fā)展和電子技術(shù)飛速更新，使得各行各業(yè)也得到了較以往更廣闊的發(fā)展空間，科技發(fā)展促使各個(gè)行業(yè)得以良好前進(jìn)，而對于工業(yè)以及相應(yīng)的航天、計(jì)算機(jī)方面來講其內(nèi)在發(fā)展則更加需要依托于技術(shù)更新，嵌入型技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用也在各領(lǐng)域越發(fā)受到重視。在該種環(huán)境背景下單片機(jī)成為了大眾學(xué)者以及上述行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)，單片機(jī)屬于嵌入型系統(tǒng)中典型代表，現(xiàn)今社會(huì)被十分廣泛應(yīng)用于通信技術(shù)、自動(dòng)化儀器和汽車儀器等上面。通常來講單片機(jī)具備了較低功耗以及較小體積和較強(qiáng)可靠性的實(shí)際特點(diǎn)，而這種優(yōu)勢就決定了可以較為理想的將單片機(jī)應(yīng)用于電子技術(shù)多個(gè)方面，而本文以上對單片機(jī)予以開發(fā)應(yīng)用實(shí)際研究旨在為單片機(jī)后續(xù)更為廣闊的應(yīng)用發(fā)展獻(xiàn)出自己的一份研究力量。

參考文獻(xiàn)：

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[2]楊濤,陳斌.第7講MSP430系列單片機(jī)在電子設(shè)計(jì)競賽中的應(yīng)用[J].軍事通信技術(shù),2014,2:93-99.

篇8

在單片機(jī)課程教學(xué)過程中，學(xué)生普遍反應(yīng)不容易入門，針對各個(gè)教學(xué)難點(diǎn)很多一線教師采用了多種教學(xué)方法幫助學(xué)生理解抽象的問題，但是仍然沒有改變該門課程不易入門的特點(diǎn)，為了解決這一問題，本文結(jié)合目前前沿技術(shù)給出了一種采用圖形化語言編譯平臺(tái)降低單片機(jī)課程入門難度的課改方向。

關(guān)鍵詞:

單片機(jī);流碼;課程改革;圖形化語言

0引言

“單片機(jī)技術(shù)與應(yīng)用”這門課程目前是電子信息、電氣類專業(yè)學(xué)生必修的課程之一，通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠理解智能儀器的原理及應(yīng)用方法、了解自動(dòng)控制設(shè)備的控制方法，以及能夠完成一些簡單電子產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)工作。單片機(jī)可以看做屬于計(jì)算機(jī)硬件范疇的課程，該類課程比較抽象，學(xué)生不易入門，是學(xué)生比較難以掌握的課程。隨著技術(shù)的發(fā)展，目前市場上使用的單片機(jī)內(nèi)核種類很多，51、AVR、PIC、MSP430等都是比較常見的單片機(jī)類型，但是其中51內(nèi)核單片機(jī)一直是眾多高校或者職業(yè)院校教學(xué)一直采用的芯片類型。經(jīng)典51內(nèi)核單片機(jī)之所以被廣泛用于教學(xué)主要有以下幾方面原因:

(1)技術(shù)成熟，相關(guān)學(xué)習(xí)及應(yīng)用資料多。

51單片機(jī)相對于其他類型單片機(jī)起步較早，上世紀(jì)80年代就開始傳入我國進(jìn)行研究應(yīng)用了。在30多年的教學(xué)、科研過程中積累了大量的學(xué)習(xí)和應(yīng)用材料，所以不論對于老師教學(xué)還是學(xué)生自學(xué)都有大量的參考學(xué)習(xí)資料，可以從書籍、網(wǎng)絡(luò)論壇、期刊論文數(shù)據(jù)庫等多途徑獲得。

(2)任課教師普遍熟悉51單片機(jī)的原理及應(yīng)用

很多任課教師自身在學(xué)習(xí)過程中接觸的就是51內(nèi)核單片機(jī)，所以教師教學(xué)過程中更傾向于選擇51單片機(jī)作為授課對象，就這樣一代傳一代，51單片機(jī)的應(yīng)用客戶群逐漸壯大起來。

(3)51單片機(jī)本身也在不斷完善發(fā)展

同為51內(nèi)核單片機(jī)，但是不同品牌廠商對自己的產(chǎn)品都在不同方面進(jìn)行完善，宏晶科技有限公司的STC各系列單片機(jī)就是其中的代表，不論從運(yùn)算速度、可靠性上還是片上資源上都不斷進(jìn)行更新，另外在供電方面還有低功耗的類型。所以從技術(shù)應(yīng)用上，51單片機(jī)經(jīng)過多年的發(fā)展并沒有落后于其他MCU。

1單片機(jī)學(xué)習(xí)難點(diǎn)

在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，不論是51還是其他內(nèi)核的單片機(jī)都存在入門難特點(diǎn)，這主要是由單片機(jī)硬件本身特性決定的。以51單片機(jī)為例，單片機(jī)學(xué)習(xí)的難點(diǎn)主要有這幾方面:

(1)硬件結(jié)構(gòu)理解比較抽象

(2)編程語言學(xué)習(xí)困難

很多學(xué)生在學(xué)習(xí)單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)時(shí)，對各部分結(jié)構(gòu)的理解停留在概念描述層面，不能很快轉(zhuǎn)變思維方式，對其功能，實(shí)際作用與實(shí)際工作和應(yīng)用聯(lián)系不起來。對于沒有編程基礎(chǔ)的同學(xué)，不論是學(xué)習(xí)匯編語言還是C語言，在程序編寫上都需要有一個(gè)思維轉(zhuǎn)變適應(yīng)的過程，很多學(xué)生不適應(yīng)，一直覺得單片機(jī)難學(xué)。

(3)知識(shí)點(diǎn)難理解

在單片機(jī)學(xué)習(xí)過程會(huì)涉及到很多新名詞和知識(shí)，例如中斷、定時(shí)計(jì)數(shù)器、串口等，這些功能的工作方式或者啟動(dòng)流程也是學(xué)習(xí)過程中需要注意的難點(diǎn)。單片機(jī)課程教學(xué)可以看成以下三個(gè)部分:單片機(jī)及語言的選擇、教學(xué)實(shí)施過程、目標(biāo)，如圖1所示。檢索很多文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，為了達(dá)成教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)中設(shè)計(jì)實(shí)施了各種教學(xué)方法、教學(xué)模式改革和創(chuàng)新，對學(xué)生學(xué)習(xí)應(yīng)該說有很大幫助，但沒有改變單片機(jī)學(xué)習(xí)困難和不易上手的本質(zhì)。

2高職學(xué)生學(xué)情分析

當(dāng)前高職生源存在以下幾個(gè)普遍問題:

(1)學(xué)生高考成績低，基礎(chǔ)不好;

大部分高職生的基礎(chǔ)就相對薄弱，有些甚至基本的高中物理電學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)都不能很好掌握。

(2)自控性較差，習(xí)慣性不學(xué)習(xí)

高職生源部分學(xué)生自控能力差，上課經(jīng)常玩手機(jī)或者看小說等，從小沒有養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，所以在教學(xué)過程中教師采取各種教學(xué)方法吸引學(xué)生注意力，但對于一些純理論枯燥的較難知識(shí)點(diǎn)，教學(xué)效果還是不理想。

(3)對問題的理解能力相對較弱

高職學(xué)生與本科生相比，對問題的理解能力的平均水平相對弱，對較為抽象的問題學(xué)習(xí)起來也會(huì)相對吃力。

3新興開發(fā)平臺(tái)及語言降低單片機(jī)學(xué)習(xí)門檻

(1)Arduino平臺(tái)

Arduino是在AVR單片機(jī)基礎(chǔ)上開發(fā)的一款便捷靈活、方便上手的一款包括軟件和硬件的的開源電子原型平臺(tái)。硬件(各種型號(hào)的Arduino板)、軟件(ArduinoIDE)。后來隨著技術(shù)發(fā)展，以其他芯片為基礎(chǔ)的Arduino核心板也出現(xiàn)了，運(yùn)算速度和硬件資源都相應(yīng)的得到了提高。軟件平臺(tái)ArduinoIDE是基于processingIDE開發(fā)。對于初學(xué)者來說，極易掌握，同時(shí)有著足夠的靈活性。Arduino語言基于wiring語言開發(fā)，是對avr－gcc庫的二次封裝，不需要太多的單片機(jī)基礎(chǔ)、編程基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)起來相對于直接C語言或者匯編語言開發(fā)單片機(jī)應(yīng)用程序更為簡單，可以快速地進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)。另外Arduino平臺(tái)在網(wǎng)絡(luò)上可以找到很多開源的軟件和硬件資源供初學(xué)者學(xué)習(xí)使用。

(2)圖形化語言開發(fā)平臺(tái)

圖形化語言開發(fā)平臺(tái)是近些年編程語言的一個(gè)發(fā)展方向。Arduino平臺(tái)也開發(fā)了相應(yīng)的圖形化程序開發(fā)環(huán)境，通過圖形化方式更直觀的表現(xiàn)出程序邏輯，直接避開了文本代碼方面的記憶，對于英語不好見英文就怕的學(xué)生來說這種圖形化程序更容易接受。最近幾年在圖形化編程環(huán)境領(lǐng)域出現(xiàn)了一個(gè)新平臺(tái)叫Flowcode，目前已經(jīng)更新到V6版本，該平臺(tái)支持PIC、AVR、ARM三種硬件芯片的程序編寫。這款平臺(tái)的編程語言也很有創(chuàng)意，類似于程序流程圖，簡稱“流碼”，同時(shí)還兼容C語言，對于已經(jīng)完善的C語言代碼可以直接嵌套到流碼程序中。此外該平臺(tái)還支持中文菜單，更容易被學(xué)生接受。由于流碼程序近似于程序流程圖，和其他圖形化語言相比，流碼對學(xué)生編程思維邏輯培養(yǎng)上更具優(yōu)勢。在該平臺(tái)中還集成了一些基礎(chǔ)功能的驅(qū)動(dòng)宏，直接進(jìn)行圖標(biāo)拖拽調(diào)用即可，不需要學(xué)生深入了解硬件結(jié)構(gòu)和具體寄存器工作原理及配置，這部分工作，F(xiàn)lowcode平臺(tái)已經(jīng)代勞。通過該平臺(tái)的學(xué)習(xí)可以讓學(xué)生更快更好理解單片機(jī)的用途，并能很快上手應(yīng)用。

4結(jié)語

職業(yè)教育教學(xué)應(yīng)該隨著行業(yè)技術(shù)的發(fā)展與時(shí)俱進(jìn)，跟上技術(shù)前沿，這樣職業(yè)教育才更有意義，培養(yǎng)出的人才能更適應(yīng)社會(huì)需求，圖形化語言對于單片機(jī)技術(shù)人才培養(yǎng)上縮短了培訓(xùn)周期，這也意味著單片機(jī)行業(yè)程序開發(fā)人才的供給更快捷，可以為縮短企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)周期和后備技術(shù)人才的供給周期，同時(shí)也是單片機(jī)技術(shù)與應(yīng)用課程授課內(nèi)容改革的一個(gè)重要方向。

參考文獻(xiàn):

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篇9

關(guān)鍵詞：單片機(jī)；電子技術(shù)；應(yīng)用策略

中圖分類號(hào)：TP27 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-7712 （2012） 18-0004-01

一、前言

當(dāng)前，絕大多數(shù)的智能設(shè)備和智能系統(tǒng)均大規(guī)模采用了單片機(jī)，單片機(jī)的性能水平、可靠性程度以及供能完善程度將會(huì)直接決定這些智能設(shè)備和智能系統(tǒng)的工作狀態(tài)。日新月異的電子技術(shù)使得單片機(jī)能夠在最短的時(shí)間內(nèi)獲得性能的提升和完善，增強(qiáng)單片機(jī)的整體工作能力。從上個(gè)世紀(jì)七十年展到今天，單片機(jī)已經(jīng)衍生出了規(guī)模龐大的家族，并在諸多領(lǐng)域當(dāng)中獲得了廣泛地應(yīng)用，成為了當(dāng)今的這個(gè)時(shí)代不可或缺的名副其實(shí)的微控制器。

二、單片機(jī)及其優(yōu)勢概述

單片機(jī)充分應(yīng)用了超大規(guī)模集成電路技術(shù)，將CPU、ROM、RAM、計(jì)時(shí)器、定時(shí)器以及I/O接口等眾多功能集成在一塊硅片，形成一種功能完備的電路芯片。就目前的應(yīng)用狀況而言，單片機(jī)已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中獲得了大規(guī)模的應(yīng)用，不論是通訊設(shè)備、飛機(jī)各種控制儀表、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、數(shù)據(jù)處理設(shè)備、工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、航空航天工業(yè)、家電領(lǐng)域、商業(yè)領(lǐng)域、智能IC卡等等等。單片機(jī)之所以能夠在眾多的領(lǐng)域當(dāng)中獲得廣泛地應(yīng)用，主要是因?yàn)閱纹瑱C(jī)具有如下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：高集成、高可靠、小體積、低電壓、低功耗、易擴(kuò)展、便攜帶以及突出的性價(jià)比。

三、電子技術(shù)在單片機(jī)中的應(yīng)用探討

（一）電子技術(shù)的發(fā)展大幅度提升了單片機(jī)的運(yùn)算速度

時(shí)鐘頻率成為了目前衡量CPU運(yùn)算速度的重要指標(biāo)之一，日益發(fā)展的電子技術(shù)使得目前CPU的時(shí)鐘頻率越來越高，也直接提高了目前計(jì)算機(jī)設(shè)備的運(yùn)算能力。但是由于單片機(jī)需要具備高水平的可靠性和很強(qiáng)的抗干擾能力，提高單片機(jī)的運(yùn)算能力的根本目標(biāo)是在犧牲運(yùn)算能力的前提下在最大程度上降低時(shí)鐘頻率。為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，目前比較合理而且有效的做法便是盡可能提高單片機(jī)內(nèi)部時(shí)序的合理性，通過對內(nèi)部時(shí)序的優(yōu)化來提高單片機(jī)的運(yùn)算能力。

（二）電子技術(shù)的發(fā)展大幅度提升了單片機(jī)的抗干擾能力

因?yàn)閱纹瑱C(jī)需要應(yīng)用于環(huán)境比較惡劣的工作設(shè)備中，而且這些工作設(shè)備往往需要時(shí)刻保持著良好的工作狀態(tài)，否則便會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失乃至生命威脅。所以，可靠性是單片機(jī)需要考慮的首要問題。提高單片機(jī)的可靠性有利于擴(kuò)大單片機(jī)的應(yīng)用范圍和應(yīng)用領(lǐng)域，提高社會(huì)對于單片機(jī)的認(rèn)可程度。目前用于提高單片機(jī)可靠性的常見電子技術(shù)主要包括下述幾種：

首先，低電壓復(fù)位技術(shù)。該技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)地監(jiān)測單片機(jī)的工作電壓，如果工作電壓異常（如低于某個(gè)安全值）便會(huì)產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào)，使得單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位操作。電子技術(shù)的發(fā)展提高了單片機(jī)的工作電源的電壓范圍，大大提高了單片機(jī)的工作可靠性。

其次，EFT技術(shù)。EFT（Electrical Fast Transient，電快速瞬變脈沖群）技術(shù)能夠顯著提高單片機(jī)的抗干擾能力。從本質(zhì)上來講，EFT技術(shù)是共模干擾，其技術(shù)原理主要是外界信號(hào)一旦開始干擾振蕩電路的正弦信號(hào)，該信號(hào)波形上面便會(huì)迭加各種毛刺信號(hào)，如果我們采用施密特電路對上述毛刺信號(hào)進(jìn)行整形，那么這些毛刺信號(hào)便可以成為觸發(fā)信號(hào)干擾正常的時(shí)鐘；此時(shí)如果我們將施密特電路與RC濾波電路進(jìn)行交替使用，便能夠在非常大的程度上消除這些毛刺信號(hào)，排除它們的負(fù)面影響。

再次，降噪布線技術(shù)。在以往，由于單片機(jī)的傳統(tǒng)布線技術(shù)容易干擾內(nèi)部電路，降低單片機(jī)的工作可靠性，所以，為了提高單片機(jī)的可靠性人們研究設(shè)計(jì)了降噪布線技術(shù)。例如，今天的許多單片機(jī)均將地線和電源引腳安排在兩條相鄰引腳上面，能夠在很大程度降低整個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)的噪聲，提高其工作穩(wěn)定性和可靠性。

（三）OTP與掩膜

OTP是一次性寫人的單片機(jī)。過去認(rèn)為一個(gè)單片機(jī)產(chǎn)品的成熟是以投產(chǎn)掩膜型單片機(jī)為標(biāo)志的。由于掩膜需要一定的生產(chǎn)周期，而OTP型單片機(jī)價(jià)格不斷下降。使得近年來直接使用OTP完成最終產(chǎn)品制造更為流行。它較之掩膜具有生產(chǎn)周期短、風(fēng)險(xiǎn)小的特點(diǎn)。近年來，OTP型單片機(jī)需董大幅度上揚(yáng)，為適應(yīng)這種需求許多單片機(jī)都采用了在系統(tǒng)可編程技術(shù)（in system programming）。為編程的UTP芯片可以采用裸片Bonding技術(shù)或表面貼技術(shù)，先焊在印刷版上，然后通過單片機(jī)上引出的編程線、串行數(shù)據(jù)、時(shí)鐘線等對單片機(jī)編程。解決了批量寫OTP芯片時(shí)容易出現(xiàn)的芯片寫人器接觸不好的問題，使得UTP的裸片得以廣泛使用，降低了產(chǎn)品的成本，編程線與I/0線共用，不增加單片機(jī)的額外引腳。

四、結(jié)束語

進(jìn)入信息化時(shí)代之后，現(xiàn)代電子系統(tǒng)的基本核心是嵌人式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（簡稱嵌人式系統(tǒng)），而單片機(jī)是最典型、最廣泛、最普及的嵌人式系統(tǒng)。所以研究單片機(jī)在電子技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用和開發(fā)，在現(xiàn)代電子系統(tǒng)發(fā)展中占有重要的地位。

參考文獻(xiàn)：

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篇10

關(guān)鍵詞：單片機(jī)多串口；通訊技術(shù)；應(yīng)用

1 單片機(jī)多串口通訊的實(shí)現(xiàn)技術(shù)

體積小性能高是單片機(jī)的優(yōu)勢所在，由于這些優(yōu)勢使其在智能化的產(chǎn)品中被廣泛的應(yīng)用與研究。通用和專用是單片機(jī)最為常用的兩種形式，通用單片機(jī)使用起來更加便捷并且使用范圍也更加廣闊，同時(shí)也可以按照實(shí)際的需求在單片機(jī)上進(jìn)行功能拓展，以達(dá)到多串口通訊的目的，MCS-51就是其中的佼佼者。

目前可以實(shí)現(xiàn)多串口的單片機(jī)數(shù)量不多，而MCS-51系列單片機(jī)可以實(shí)現(xiàn)相互兼容，所以新增的串口與原始串口之間可無阻礙地進(jìn)行互聯(lián)。按照實(shí)際需求，MCS-51中有8250、8251兩種接口可以適應(yīng)需求。按照單片機(jī)的低價(jià)高性能特征，可以利用多個(gè)單片機(jī)串聯(lián)的方式完成多串口通信。這樣的技術(shù)措施容易實(shí)現(xiàn)，并且可以保證系統(tǒng)的兼容性，也可大幅降低造價(jià)，這就叫做多單片機(jī)協(xié)同工作模式。

實(shí)現(xiàn)多串口通訊還有一種可行的方法，就是對串行通訊接口進(jìn)行擴(kuò)展。從當(dāng)前狀況來看，MCS-51 單片機(jī)僅僅只有兩類接口芯片可用，一種是Intel8250，屬于DIP40 封裝。另一種是屬于DIP28 封裝的Intel8251。該方法缺點(diǎn)是系統(tǒng)更為復(fù)雜，而且擴(kuò)展之后，片的體積有所增大。

比起以上兩種方法，采用多路模擬開關(guān)則顯得更加簡易。這種工作方法不僅在技術(shù)上比較容易實(shí)現(xiàn)，工作也比較可靠。 該方法運(yùn)用的是模擬開關(guān)，然后將串口通過它之后再分別去連接各路的通訊街路，利用軟件來控制此多路模擬開關(guān)的切換。

2 串行口通訊規(guī)程

2.1單片機(jī)多機(jī)串口通訊協(xié)議

分布式集散控制系統(tǒng)使用限度較大，此系統(tǒng)的下位機(jī)需進(jìn)行信號(hào)的采集，常常用多個(gè)單片機(jī)代替的方法，以達(dá)到對現(xiàn)場的有效控制。此時(shí)，多是單片機(jī)控制整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的主機(jī)，而從機(jī)則是多個(gè)單片機(jī)，主要負(fù)責(zé)對現(xiàn)場信號(hào)進(jìn)行采集，并且對局部加以控制。由于主機(jī)和從機(jī)靠的是總線來進(jìn)行連接的，所以所有的從機(jī)可以接收的信號(hào)都是由主機(jī)的TXD端口發(fā)出的。但是由從機(jī)發(fā)出的信號(hào)，只有主機(jī)能對其進(jìn)行接收。所以，每個(gè)從機(jī)都可以自由和主機(jī)通訊，但從機(jī)與從機(jī)通訊，一定要經(jīng)過主機(jī)。在多機(jī)進(jìn)行通訊時(shí)，引入尋址技術(shù)就可以使通訊更為可靠。由主機(jī)向各從機(jī)發(fā)送一個(gè)地址信息，用來校對身份。各從機(jī)接收后，與本身地址相比，如果一樣，那么就可以與主機(jī)進(jìn)行通訊；如果不一樣，則可以不用理會(huì)主機(jī)發(fā)來的數(shù)據(jù)。用戶可以通過改變TBB來對收到的信息是數(shù)據(jù)幀還是地址幀進(jìn)行判斷，這么一來，當(dāng)主機(jī)在發(fā)送尋址時(shí)TBB值就設(shè)置成一條；而當(dāng)發(fā)送的是數(shù)據(jù)時(shí)，那么就需將TBB清零。從機(jī)的識(shí)別主要依賴位于串口控制寄存器中控制位SM2實(shí)現(xiàn)。假如從機(jī)的SM2是0，那么不管是地址幀還是數(shù)據(jù)幀，都應(yīng)將其數(shù)據(jù)進(jìn)行保留，并且將中斷標(biāo)志R設(shè)置為1。如果SM2是1，并且從機(jī)接收到的信是地址幀后，那么就保存此數(shù)據(jù)，并將中斷標(biāo)志R設(shè)為1，繼而發(fā)送中斷信息給CPU；假如接受的是數(shù)據(jù)幀，而不是地址幀，則放棄但是不中斷信息。

2.2 MCS-51單片機(jī)多串口通訊原理

在MCS-51單片機(jī)工作的時(shí)候，每發(fā)送為11位，包含8位數(shù)據(jù)位、1位起始位、1位停止位，還有一個(gè)附加的第9位數(shù)據(jù)（常以奇偶校驗(yàn)位的形式出現(xiàn)于非多機(jī)系統(tǒng)中）的一幀數(shù)據(jù)。為了避免通訊中出現(xiàn)差錯(cuò)，經(jīng)常會(huì)將“0”或“1”設(shè)置為區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)幀（標(biāo)志0）和地址幀（標(biāo)志1）的標(biāo)識(shí)。在多級通訊中，需要特別注意是從機(jī)在其發(fā)送信息時(shí)必須時(shí)刻保持在待命狀態(tài)，因?yàn)橐_保來自主機(jī)的信息準(zhǔn)確的被從機(jī)接受到。倘若接收到的信息為“1”，說明這信息屬于地址信息，所有的從機(jī)此時(shí)都接收中斷，如果相反就中斷屏蔽。單個(gè)從機(jī)只要出現(xiàn)中斷的情況，系統(tǒng)便會(huì)將所接受地址與本機(jī)地址進(jìn)行比較，若二者相符合，則發(fā)送本機(jī)地址作為對主機(jī)的回應(yīng)，并且聯(lián)通主機(jī)準(zhǔn)備接收其余的信息。如果地址對比不相符，則會(huì)退出中斷服務(wù)程序，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)從機(jī)對與主機(jī)數(shù)據(jù)信息以及地址幀數(shù)據(jù)所進(jìn)行的分離處理。

3 串行通訊的軟件模擬實(shí)現(xiàn)

根據(jù)串口通訊的異步傳送方式可以知道，只要我們設(shè)定一樣的波特率在兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間并且在發(fā)送端與接收端按指定的數(shù)據(jù)幀格式設(shè)置，使發(fā)送端與接收端的數(shù)據(jù)幀格式完全相同，發(fā)送端按位發(fā)送，假如該位是邏輯“0”就用低電平表示，是邏輯“1”則用高電平表示，接收端按照位來接收，就能夠?qū)崿F(xiàn)模擬串口通訊的異步傳送。

4 結(jié)語

單片機(jī)的串行通訊是一種普遍運(yùn)用于各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的通訊方式。以MCS-51單片機(jī)為例進(jìn)行的多串口擴(kuò)展，直接解決了單片機(jī)在串行通訊應(yīng)用系統(tǒng)中串口局限的問題，為51單片機(jī)在多機(jī)網(wǎng)絡(luò)測控系統(tǒng)中的運(yùn)用提供了非常重要的參考價(jià)值以及可取之處。在實(shí)際的應(yīng)用系統(tǒng)中證實(shí)了該單片機(jī)多串口擴(kuò)展設(shè)計(jì)可靠，運(yùn)行穩(wěn)定、使用方便。

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