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单片机技术及应用论文参考范文
单片机技术及应用论文参考范文 单片机技术论文参考范文篇一：《单片机监控系统探究》 摘 要：单片机因为其强大的控制系统目前被广泛应用到了野外作业、 企业生产和军事指挥监控之中。文章介绍了单片机的监控系统方案，并对单片机 监控系统的发展趋势进行了预测。关键词：单片机;监控;数据;通信技术 随着半导体技术的飞速发展，当前将超大规模集成电路集成到一个很 小硅片上的技术已经得到了实现，由此带来了单片机技术的飞速发展。目前的单 片机，已经由最初的4位、8位单片机，发展到现在的32位300 M高速单片机。32 位单片机由于内部采用了RISC(精减指令系统计算机)机构，因而优化了指令系统， 同时也带来了快捷的运算速度和超强的数据处理能力，同时由于其使用方便，具 有强大的中断控制系统、定时/事件控制系统，同步/异步通信控制系统，因而可 以利用单片机实现对分散测控对象的监控。目前，这项技术已经被越来越广泛地 应用到野外作业、企业生产和军事指挥控制之中了。
1 单片机监控系统方案介绍 监控系统需要有一个主站、若干个机动从站构成。主站的作用在于收 集来自传感器的数据信息，发布控制命令及实现自动化转台。从站位于固定机房、 无人值守间及野外作业站等地方，其主要功能是对传感器的指示数据进行检测验 收、对Karlman滤波后的生产工艺方程进行解算和相关显控处理等。主站与从站 之间的通信方式采用点与点之间的码分多址通信。
从站电路功能如图1所示。
①主站和从站自定义了60芯的专用系统信号，结构采用双 CPU(80C196、8031)扩展STD总线结构。为了和数据通信板的8031之间数据交换 的便利，将0C000H-0C3FFH分配给双口RAM(IDT7130)。为了方便调试非全地址 译码I/O空间，芯片类型选择了在线可编程芯片ISP2031。
②付站显控电路。显控主芯片采用MC6847，将80C196地址空间的0A000-0C000H分出供显存占用，监视器选择工业级CRT，屏幕分辨率800×600. 自建专用12×12非标准汉字库。选择8279型号主芯片进行键盘控制。
③使用I/O板，进行数据接收。采用数字滤波技术消除模拟输入信号 的噪声，为了使运行混乱的程序重新步入正规，采用在双字节指令和三字节指令 后插入两个字节以上的NOP，造成指令冗余的方式，避免后面的指令被当作操作 数执行，从而使程序自动纳入正轨。
④智能接口板芯片采用3片MC6821控制芯片，通过对信号实现定位， 达到和模拟器数据通信的目的。
⑤转台方位转换电路。同步传输机的模拟方位信号经由分立元器件电 路获取后，予以一定的信号分离处置，转变成直流电平，经CPU切换后由AD变 换电路分析出方位数据。其他传感器转换电路，采用高性能计数器记录下同步脉 冲信号，最后由CPU进行处理。
2 有线/无线数据通信设计 实现单片机监控的重要环节在于中远距离通信方案的选择，对于单片 机串行口来说，目前尚无法有效适应中远距离通信的需要，如果从站间距离较远， 则点与点之间的距离就将超过1 km，这时候，需要采用调制解调技术。
2.1 有线数据通信 有线数据通信主要以电话线为主，经过数字调制解调器处理(Modem)， 形成FSK调制信号。我们可以选用TI公司生产的单片CMOS工艺的Modem，这种 调制解调器符合CCITTV.23建议和BELL202标准，可以实现对通信信号的调制解 调、载波检测，以及群延时均衡等功能。单片机的串行口RXD、TXD可以实现 和RD及TD脚的直接相接。RXB脚的作用在于对接受信号偏压调整，门限电平则 进行片内调整。为保证良好的收发性能，需要精确调整CDL脚作载波检测电平的 W1、W2参数。RC、TC经过两级调制解调运放及1∶1变压线圈隔离后外接电缆 插件。
2.2 无线数、话一体通信 当前，随着无线数据传输技术的日益成熟，在遇到复杂地形或者无法 架设有线传输设备的时候，我们常常选择无线设施进行通信数据的传输。无线数据模块的选择在过去经常以MSM6927为主，该模块是日本OKI公司生产的一种单 片集成、采用FSK调制的Modem。目前，随着我国无线通信模块技术的快速发展， 国内一些厂商的设备也达到了国际先进工艺水平。如东莞博银KY-903，采用采 用温补频率基准源，频率合成技术，可以实现点对点、点对多点，灵活组网。另 外，提供了模拟通道，在实现无线数据传输的时候，也可以实现话音的传送，从 而为系统监控提供了更大的便利。
2.3 通信软件设计 具体通信方法，采取先对主机写入数据，然后向各从机发布通信信息， 以检验各从机是否及时相应，如未及时响应的从机，就将之从通信序列中清除出 去，在实现这一过程之前，应设定主机与从机之间的响应规则，以避免多点同时 响应导致的通信拥堵现象发生。
3 单片机监控系统保护措施 单片机监控系统常作为外部嵌入式系统而发挥监控作用，因而，为保 证其正常工作，务必需要采取一定的保护措施，以时期可靠地进行工作。
①适时优化系统，进行冗余设计，不断提高软硬件的抗干扰能力。
②外接电源、通信电缆等装置都要加装防雷击、防风雨、防腐蚀装置， 如加装防雷保护器，选用防腐蚀套管等。此外，应经常对外露设施进行定期检验， 做到发现问题及早解决。
③不断优化算法设计。算法优化能够有效提高系统的可使用性。如 Karlman滤波、AD采样后的“野值”剔除处理等。通过不断优化算法，达到提高运 算速率，增强处理能力的作用。
④做好非正常复位工作。由于野外环境复杂，系统在使用过程中，难 免会出现电压异常或者断电事故的发生，一旦出现意外，系统就将出现非正常复 位现象。当系统非正常复位的时候，先要恢复一些必要的系统数据，如显示模块 的初始化、片外扩展的初始化等。然后再对测控系统的系统状态、运行参数等予 以恢复。之后再把复位前的任务、参数、运行时间等恢复，再进入系统运行状态。
4 结 语 目前，单片机以其强大的数据处理和通信、控制能力，已经被广泛应用到了众多的监控系统之中了。随着单片机系统模块集成度越来越高，利用单片 机监控系统功能，必将会更加的便捷、可靠。
