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碗碗小公主
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yolanda甯

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一、毕业设计题目及要求 (2个) 1、基于单片机控制的电动机Y-△启动的设计 要求:1)控制器为单片机,电动机为三相异步电动机;2)启动时间为3秒;3)由按键设置电动机Y-△运行、停止。 2、基于单片机控制的可调直流稳压电源的设计 要求:1)控制器为单片机,电压输出范围为0-10V,电压精度为;2)通过数码管显示电压值;3)由按键设置电压值。 二、毕业设计用到的主要软件(及功能) 毕业设计用到的主要软件(及功能):Keil 51(源程序编译),Proteus(电路仿真),AutoCAD(绘图), Visio(绘流程图), Protel 99SE(原理图电路设计,PCB板制作) 三、单片机方面毕业设计要求 1、学会编写程序(用C语言或汇编语言),用Keil 51软件对源程序进行编译。 2、学会用Proteus电路仿真软件对所设计的硬件电路进行仿真。 3、在写毕业论文时,学会用Word、AutoCAD, Visio,Protel 99SE等软件对程序流程图、电路原理图等进行绘制。 相关答案 ↓位朋友,以51单片机为例。51现在很多都是用仿真器来进行在线调试的,而每个公司的仿真器都会有自带的编程软件,当然,跟keil是差不了多少的。 步骤大体如下: 1.新建,进行程序的编写 2.连上仿真器或烧写器,这一步有可能要对仿真器或烧写器进行设置,具体可看它们的使用说明 3.对程序进行编译,这一步会自动检测你的程序有没错,如果有错,是不能进入下一步的.如果你用的是仿真器,这一步编译成功后就可以直接运行进行在线调试了。 4.如果用的是烧写器,那就进行烧写 各个软件和调试方法会有些不同,但大体就是这样,一些调试工具的说明书也有很详细的说明。 学参数测量技术涉及范围广,特别是微电压、微电流、高电压以及待测信号强弱相差极大的情况下,既要保证弱信号的测量精度又要兼顾强信号的测量范围,在技术上有一定的难度。传统的低成本仪表在测量电压、电阻时都采用手动选择档位的方法来转换量程。在使用中,当忘记转换档位时,会造成仪表测量精度下降或损坏。 现代电子测量对系统的精度要求越来越高且智能化程度也越来越高。全量程无档自动量程转换电压表和电阻表是在保证测量精度不下降的前提条件下省去手动转换量程的工作,得到了广泛应用。 本文介绍了一种基于AT89S52 单片机 的智能多用表。该表能在单片机的控制下完成直流电压、电阻和直流电流的测量。测量电流部分采用了简单的I/V转换电路完成测试;测量电压部分结合模拟开关CD4051和运算放大器OP07构成程控放大器,实现了自动量程转换;测量电阻部分也由模拟开关CD4051和运算放大器OP07相结合,在单片机控制下完成了自动量程转换。电流、电压和电阻的最终测量信号都在单片机的控制下由12位A/D转换器TLC2543进行采集,采集的信号经单片机数据处理后通过LCD(12864)显示出来,测量结果还可以由带有串行EEPROM的CPU存储器和监控器的X25045进行多个数据保存。 关键词:TLC2543 自动量程转换 程控增益放大器 电压 电阻 电流 目录 摘要1 Abstract 2 第一章 绪论 5 1. 1 概述 5 1. 2 智能仪器/仪表国内外发展概况 5 1. 3 课题研究目的及意义 6 第二章 系统结构及功能介绍 8 2. 1 系统功能和性能指标 8 2. 1. 1 仪表功能 8 2. 1. 2 性能指标 8 2. 1. 3 本机特色 8 2. 1. 4 系统使用说明 9 2. 2 系统工作原理概述 9 第三章 方案设计与论证 11 3. 1 量程选择的设计与论证 11

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狂爱KIKI

单片机毕业论文答辩陈述

难忘的大学生活将要结束,毕业生都要通过最后的毕业论文,毕业论文是一种有计划的检验大学学习成果的形式,那么毕业论文应该怎么写才合适呢?以下是我为大家收集的单片机毕业论文答辩陈述,仅供参考,希望能够帮助到大家。

单片机毕业论文答辩陈述

各位老师好!我叫刘天一,来自**,我的论文题目是《基于AVR单片机的GSM—R基站天线倾角测量系统》。在这里,请允许我向宁提纲老师的悉心指导表示深深的谢意,向各位老师不辞劳苦参加我的论文答辩表示衷心的感谢。

下面我将从论文的背景意义、结构内容、不足之处三个方面向各位老师作一大概介绍,恳请各位老师批评指导。

首先,在背景和意义上,移动通信网络建设初期,基站站间距大、数量少、站型也不大,并且频率资源相对比较丰富。在这一阶段的网络规划时很少对天线的倾角做详细的规划,基站功率常常以满功率发射。对于越区覆盖则主要通过增加邻区的办法予以解决。

但随着网络的迅速发展,城市中的基站越来越密集,在一个中等城市通常分布着数十个基站,在省会城市更是达到了数百个基站之多,并且基站的密度越来越高,站型也越来越大,如果对越区覆盖的问题仍然釆用老办法解决,那么网络质量将难以保证。因此有必要在规划阶段就对基站天线的倾角、基站静态发射功率等进行更加细化合理的规划,从而减轻优化阶段的工作量。

合理设置天线下倾角不但可以降低同频干扰的影响,有效控制基站的覆盖范围,而且可以加强本基站覆盖区内的信号强度。通常天线下倾角的设定有两方面侧重,一方面侧重于干扰抑制,另一方面侧重于加强覆盖。这两方面侧重分别对应不同的下倾角算法。一般而言,对基站分布密集的地区应该侧重于考虑干扰抑制(大下倾角);而基站分布比较稀疏的地方则侧重于考虑加强覆盖(小下倾角)。

规划阶段进行的倾角设计,在实际施工过程中会出现一定的偏差,在使用的过程中,由于季节变化或风、雨、雪、温度、湿度等自然条件影响,基站天线倾角会发生变化,进而影响场强质量。而移动通信已经是人类日常生活中不可或缺的一部分,正常的通信离不开基站的建设与维护,因此,基站天线倾角的实时、精确测量就显得尤为重要了。但现阶段移动通信基站的天线方位角、下倾角等基本是依靠人工现场通过罗盘、坡度仪等仪器进行测量得到的,而且由于基站的数量巨大,因而测量耗费了大量的时间、人力、物力,并且存在较大的测量人员人身安全隐患。因此,实现一种省时、省力的自动化测量仪器是非常亟需的。

为此,拟研发GSM—R基站天线倾角测量系统,实现不登塔作业即可完成基站天线倾角的测量工作,并可对各基站测试点进行联网,实现对基站天线倾角的实时监测。本系统可以大大降低GSM—R系统现场维护作业的人身安全风险和作业难度、强度,具有很高的实用性和安全性。

其次,在结构内容上,论文主要对基站倾角测量系统进行设计,主要研宄内容为:

(1)根据控制要求,选用倾角测量模块;学会使用并通过使用手册深入学习其特性及原理。

(2)采用ATmegal62作为控制芯片,进行倾角测量系统的硬件电路设计。整个系统分为主板和从板,通过芯片内置的TWI串行总线传输接口进行通信,由主板将数据通过无线模块发送给手持终端。

(3)采用JZ863数传模块,将其与上位机控制芯片、下位机控制芯片的异步串行接收/发送器USART连接,进行上位机与下位机的无线数据通信。

(4)在硬件平台基础上根据模块化思想进行倾角测量系统的软件程序设计。

(5)在设计好的软硬件平台上进行相关实验,实现控制系统设计目标和要求。

本文各章节安排如下:

第1章“引言”,对倾角测量系统进行了简要概述,介绍了研宄背景,并对本文的内容作了简介。

第2章“倾角测量传感器”,主要分析了本系统比较重要的倾角测量模块的原理以及SCA100T—D01倾角测量芯片,对其各个引脚的功能以及通信协议等进行了阐述,为后面的具体实现打下了基础。

第3章“ATmegal62微处理器结构及原理”,分析了本毕设使用的核心单片机芯片ATmegal62,包括它的各个引脚以及I/O端口,并且分析了本论文主要使用的通信协议,即同步串行SPI接口和USART串行口。

第4章“倾角测量系统软硬件实现”,本章首先对系统的总体设计进行了实现,包括主要的技术指标、主要的功能模块等。接着进行了本系统的硬件实现和软件实现。硬件实现包括各个功能模块的具体电路设计以及最后的PCB电路板制作,软件实现包括各个功能模块的程序设计。

第5章“倾角测量系统调试及实验”,本章主要进行了硬件电路的调试,并介绍了通过AVR Studio进行软件仿真以及下载,最后在搭建的系统软硬件平台的基础上,进行调试和实验,以此来验证基站倾角测量系统的硬件与软件设计。

第6章“结论”,本章主要总结了本论文的研究结果,并阐述了系统的不足之处和对以后工作的展望。

最后,在不足之处上,这篇论文的写作以及修改的过程,也是我越来越认识到自己知识与经验缺乏的过程。虽然,我尽可能地收集材料,竭尽所能运用自己所学的知识进行论文写作,但论文还是存在许多不足之处,有待改进。请各位评委老师多批评指正,让我在今后的学习中学到更多。

[知识拓展]

论文答辩提问方式

在毕业论文答辩会上,主答辩老师的提问方式会影响到组织答辩会目的的实现以及学员答辩水平的发挥。主答辩老师有必要讲究自己的提问方式。

1、提问要贯彻先易后难原则。主答辩老师给每位答辩者一般要提三个或三个以上的问题,这些要提的问题以按先易后难的次序提问为好。所提的第一个问题一般应该考虑到是学员答得出并且答得好的问题。学员第一个问题答好,就会放松紧张心理,增强“我”能答好的信心,从而有利于在以后几个问题的答辩中发挥出正常水平。反之,如果提问的第一个问题就答不上来,学员就会背上心理包袱,加剧紧张,产生慌乱,这势必会影响到对后面几个问题的答辩,因而也难以正确检查出学员的答辩能力和学术水平。

2、提问要实行逐步深入的方法。为了正确地检测学员的专业基础知识掌握的情况,有时需要把一个大问题分成若干个小问题,并采取逐步深入的提问方法。如有一篇《浅论科学技术是第一生产力》的论文,主答辩老师出的探测水平题,是由以下四个小问题组成的。

(1)什么是科学技术?

(2)科学技术是不是生产力的一个独立要素?在学员作出正确回答以后,紧接着提出第三个小问题:

(3)科学技术不是生产力的一个独立要素,为什么说它也是生产力呢?

(4)你是怎样理解科学技术是第一生产力的?通过这样的提问,根据学员的答辩情况,就能比较正确地测量出学员掌握基础知识的扎实程度。如果这四个小问题,一个也答不上,说明该学员专业基础知识没有掌握好;如果四个问题都能正确地回答出来,说明该学员基础知识掌握得很扎实;如果能回答出其中的2—3个,或每个小问题都能答一点,但答得不全面,或不很正确,说明该学员基础知识掌握得一般。倘若不是采取这种逐步深入的提问法,就很难把一个学员掌握专业基础知识的情况准确测量出来。假如上述问题采用这样提问法:请你谈谈为什么科学技术是第一生产力?学员很可能把论文中的主要内容重述一遍。这样就很难确切知道该学员掌握基础知识的情况是好、是差、还是一般。

3、当答辩者的观点与自己的观点相左时,应以温和的态度,商讨的语气与之开展讨论,即要有“长者”风度,施行善术,切忌居高临下,出言不逊。不要以“真理”掌握者自居,轻易使用“不对”、“错了”、“谬论”等否定的断语。要记住“是者可能非,非者可能有是”的格言,要有从善如流的掂量。如果作者的观点言之有理,持之有据,即使与自己的观点截然对立,也应认可并乐意接受。倘若作者的观点并不成熟、完善,也要善意地、平和地进行探讨,并给学员有辩护或反驳的平等权利。当自己的观点不能为作者接受时,也不能以势欺人,以权压理,更不要出言不逊。虽然在答辩过程中,答辩老师与学员的地位是不平等的(一方是审查考核者,一方是被考核者),但在人格上是完全平等的。在答辩中要体现互相尊重,做到豁达大度,观点一时难以统一,也属正常。不必将自己的观点强加于人,只要把自己的观点亮出来,供对方参考就行。事实上,只要答辩老师讲得客气、平和,学员倒愈容易接受、考虑你的观点,愈容易重新审视自己的观点,达到共同探索真理的目的。

4、当学员的回答答不到点子上或者一时答不上来的问题,应采用启发式、引导式的提问方法。参加过论文答辩委员会的老师可能都遇到过这样的情况:学员对你所提的问题答不上来,有的就无可奈何地“呆”着;有的是东拉西扯,与你绕圈子,其实他也是不知道答案。碰到这种情况,答辩老师既不能让学员尴尬地“呆”在那里,也不能听凭其神聊,而应当及时加以启发或引导。学员答不上来有多种原因,其中有的是原本掌握这方面的知识只是由于问题完全出乎他的意料而显得心慌意乱,或者是出现一时的“知觉盲点”而答不上来。这时只要稍加引导和启发,就能使学员“召回”知识,把问题答好。只有通过启发和引导仍然答不出或答不到点子上的,才可判定他确实不具备这方面的知识。

【拓展】

单片机毕业论文开题报告参考

1. 课题名称:

数字钟的设计

近年来,随着单片机档次的不断提高,功能的不断完善,其应用日趋成熟、应用领域日趋广泛,特别是工业测控、尖端武器和日常家用电器等领域更是因为有了单片机而生辉增色,不少设备、仪器已经把单片机作为核心部分。单片机应用技术已经成为一项新的工程应用技术。尤其是Intel公司生产的MCS-51系列单片机,由于其具有集成度高、处理功能强、可靠性高、系统结构简单、价格低廉等优点,在我国得到了广泛的`应用,在智能仪器仪表机电一体化等方面取得了令人瞩目的成果。现在单片机可以说是百花齐放,百家争鸣,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,应有尽有由于主流C51兼容的,也有不兼容的,但他们各具特色,互成互补,为单片机的应用提供了广泛的天地。在高节奏发展的现代社会,以单片机技术为核心的数字钟越来越彰显出它的重要性。

3. 设计目的和意义:

单片机的出现具有划时代的意义。它的出现使得许多原本花费很高的复杂电路以及繁多的电气元器件都被取缔,取而代之的是一块小小的芯片。伴随着计算机技术的不断发展,单片机也得到了相应的发展,而且其应用的领域也得到更好的扩展。在民用,工用,医用以及军用等众多领域上都有所应用。为了,能够更好的适应这日新月异的社会,我们应当充实我们的知识面,方能不被时代的潮流踩在脚下。

介于单片机的重要性,我们应当对单片机的原理,发展以及应用有着一定的了解。所以,我们应当查阅相关资料,从而能够对单片机有个全方位的了解。进而将探讨的领域指向具体的国内,从而能够在科技与经济飞速发展的当今社会更好的应用这项技术。事实上,该项技术在国内有着极为广泛的发展前景,因此,通过对本课题的研究,我们因当能够充分认识到单片机技术的重要性,对单片机未来的发展趋势有所展望。

单片机的形成背景:

1.随着微电子技术的不断创新和发展,大规模集成电路的集成度和工艺水平不断提高。硅材料与人类智慧的结合,生产出大批量的低成本、高可靠性和高精度的微电子结构模块,推动了一个全新的技术领域和产业的发展。在此基础上发展起来的器件可编程思想和微处理(器)技术可以用软件来改变和实现硬件的功能。微处理器和各种可编程大规模集成专用电路、半定制器件的大量应用,开创了一个崭新的应用世界,以至广泛影响着并在逐步改变着人类的生产、生活和学习等社会活动。

2.计算机硬件平台性能的大幅度提高,使很多复杂算法和方便使用的界面得以实现,大大提高了工作效率,给复杂嵌入式系统辅助设计提供了物理基础。

3.高性能的EDA综合开发工具(平台)得到长足发展,而且其自动化和智能化程度不断提高,为复杂的嵌入式系统设计提供了不同用途和不同级别集编辑、布局、布线、编译、综合、模拟、测试、验证和器件编程等一体化的易于学习和方便使用的开发集成环境。

4.硬件描述语言HDL(Hardware Description Language)的发展为复杂电子系统设计提供了建立各种硬件模型的工作媒介。它的描述能力和抽象能力强,给硬件电路,特别是半定制大规模集成电路设计带来了重大的变革。

5.软件技术的进步,特别是嵌入式实时操作系统EOS(Embedded Operation System)的推出,为开发复杂嵌入式系统应用软件提供了底层支持和高效率开发平台。EOS是一种功能强大、应用广泛的实时多任务系统软件。它一般都具有操作系统所具有的各种系统资源管理功能,用户可以通过应用程序接口API调用函数形式来实现各种资源管理。用户程序可以在EOS的基础上开发并运行。

单片机的发展历史:20世纪70年代,微电子技术正处于发展阶段,集成电路属于中规模发展时期,各种新材料新工艺尚未成熟,单片机仍处在初级的发展阶段,元件集成规模还比较小,功能比较简单,一般均把CPU、RAM有的还包括了一些简单的I/O口集成到芯片上,它还需配上外围的其他处理电路方才构成完整的计算系统。类似的单片机还有Z80微处理器。

1976年INTEL公司推出了MCS-48单片机,这个时期的单片机才是真正的8位单片微型计算机,并推向市场。它以体积小,功能全,价格低赢得了广泛的应用,为单片机的发展奠定了基础,成为单片机发展史上重要的里程碑。

在MCS-48的带领下,其后,各大半导体公司相继研制和发展了自己的单片机。到了80年代初,单片机已发展到了高性能阶段,象INTEL公司的MCS-51系列,Motorola公司的6801和6802系列等等,此外,日本的著名电气公司NEC和HITACHI都相继开发了具有自己特色的专用单片机。

80年代,世界各大公司均竞相研制出品种多功能强的单片机,约有几十个系列,300多个品种,此时的单片机均属于真正的单片化,大多集成了CPU、RAM、ROM、数目繁多的I/O接口、多种中断系统,甚至还有一些带A/D转换器的单片机,功能越来越强大,RAM和ROM的容量也越来越大,寻址空间甚至可达64kB,可以说,单片机发展到了一个全新阶段,应用领域更广泛,许多家用电器均走向利用单片机控制的智能化发展道路。

1982年以后,16位单片机问世,代表产品是INTEL公司的MCS-96系列,16位单片机比起8位机,数据宽度增加了一倍,实时处理能力更强,主频更高,集成度达到了12万只晶体管,RAM增加到了232字节,ROM则达到了8kB,并且有8个中断源,同时配置了多路的A/D转换通道,高速的I/O处理单元,适用于更复杂的控制系统。

九十年代以后,单片机获得了飞速的发展,世界各大半导体公司相继开发了功能更为强大的单片机。美国Microchip公司发布了一种完全不兼容MCS-51的新一代PIC系列单片机,引起了业界的广泛关注,特别它的产品只有33条精简指令集吸引了不少用户,使人们从INTEL的111条复杂指令集中走出来。PIC单片机获得了快速的发展,在业界中占有一席之地。

随后的事情,熟悉单片机的人士都比较清楚了,更多的单片机种蜂拥而至,MOTOROLA公司相继发布了MC68HC系列单片机,日本的几个著名公司都研制出了性能更强的产品,但日本的单片机一般均用于专用系统控制,而不象INTEL等公司投放到市场形成通用单片机。例如NEC公司生产的uCOM87系列单片机,其代表作uPC7811是一种性能相当优异的单片机。MOTOROLA公司的MC68HC05系列其高速低价等特点赢得了不少用户。

1990年美国INTEL公司推出了80960超级32位单片机引起了计算机界的轰动,产品相继投放市场,成为单片机发展史上又一个重要的里程碑。

我国开始使用单片机是在1982年,短短五年时间里发展极为迅速。1986年在上海召开了全国首届单片机开发与应用交流会,有的地区还成立了单片微型计算机应用协会,那是全国形成的第一次高潮。截止今日,单片机应用技术飞速发展,我们上因特网输入一个“单片机”的搜 索,将会看到上万个介绍单片机的网站,这还不包括国外的。随着微电子技术的高速发展,单片机在国民经济的各个领域得到了广泛的应用。首先,单片机技术不断进步,出现了许多新的技术和新的产品。本文以Intel MCS-51系列单片机为模型,阐述单片机的一般原理、应用以及单片机的影响,较为详细地介绍当前主要单片机厂家的产品系列及发展动向。主要内容包括:单片机的基本原理、硬件结构、发展趋势以及具体的应用介绍。本文主要目的是想让大家对单片机有一个更为深入的了解。

科技的进步需要技术不断的提升。试想,曾经一块大而复杂的模拟电路花费了您巨大的精力,繁多的元器件增加了您的成本。而现在,只需要一块几厘米见方的单片机,写入简单的程序,就可以使您以前的电路简单很多。相信您在使用并掌握了单片机技术后,不管在您今后开发或是工作上,一定会带来意想不到的惊喜。

数字钟的发展:1350年6月6日,意大利人乔万尼·德·党笛制造了世界上第一台结构简单的机械打点多功能数字钟,由于数字钟报价便宜,功能齐全,因此很快受到众多用户的喜爱。1657年,荷兰人惠更斯率先把重力摆引入机械钟,进而才创立了摆钟。

到了20世纪以后,随着电子工业的快速发展,电池驱动钟、交流电钟、电机械表、指针式石英电子钟表以及数字显示式石英钟表相继问世,数字钟报价非常合理,再加上产品的不断改良,多功能数字钟的日差已经小于秒,因此受到广大用户的青睐。尤其是原子钟的出现,它是使用原子的振动来控制计时的,是目前世界上最精准的时钟,即使经过将近100万年,其偏差也不可能超过1秒钟。

多功能数字钟最早是在欧洲中世纪的教堂,属于完全机械式结构,动力使用重锤,打点钟声完全使用人工进行撞击铸钟,所以当时一个多功能数字钟工程在建筑与机械结构方面是非常复杂的,进而影响了数字钟报价。进入电子时代以后,电子多功能数字钟也相继问世。我国电子多功能数字钟行业从80年代开始渐渐成长壮大,目前不仅数字钟报价合理,在技术和应用水平上也已经达到世界同类水平。

4. 国内外现状和发展趋势:

纵观单片机的发展过程,可以预示单片机的发展趋势,大致有:

1.低功耗CMOS化

MCS-51系列的8031推出时的功耗达630mW,而现在的单片机普遍都在100mW左右,随着对单片机功耗要求越来越低,现在的各个单片机制造商基本都采用了CMOS(互补金属氧化物半导体工艺)。象80C51就采用了HMOS(即高密度金属氧化物半导体工艺)和CHMOS(互补高密度金属氧化物半导体工艺)。CMOS虽然功耗较低,但由于其物理特征决定其工作速度不够高,而CHMOS则具备了高速和低功耗的特点,这些特征,更适合于在要求低功耗象电池供电的应用场合。所以这种工艺将是今后一段时期单片机发展的主要途径。

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.主流与多品种共存

现在虽然单片机的品种繁多,各具特色,但仍以80C51为核心的单片机占主流。所以C8051为核心的单片机占据了半壁江山。而Microchip公司的PIC精简指令集(RISC)也有着强劲的发展势头,中国台湾的HOLTEK公司近年的单片机产量与日俱增,与其低价质优的优势,占据一定的市场分额。此外还有MOTOROLA公司的产品,日本几大公司的专用单片机。在一定的时期内,这种情形将得以延续,将不存在某个单片机一统天下的垄断局面,走的是依存互补,相辅相成、共同发展的道路。

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嵌入式技术论文篇二 嵌入式系统应用技术 【摘 要】本文介绍了嵌入式系统的含义、发展、现状和我国在嵌入式系统中面临的机遇,重点介绍了嵌入式系统的硬件,简要说明了嵌入式操作系统。 【关键词】单片机;操作系统;Linux;嵌入式系统 1.嵌入式系统的定义与市场前景 嵌入式系统是指以应用为中心,以计算机技术为基础,软件硬件可剪裁,适应应用系统对功能、可靠性、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。它主要由嵌入式微处理器、外围硬设备、嵌入式操作系统及应用软件等部分构成,用于实现对其他设备的控制、监视和管理等功能 。 PC机主要应用在办公室自动化领域,而嵌入式已经渗入到人们的工作、生活中,如工业控制、交通管理、信息家电、家庭智能管理系统、POS网络及电子商务、环境监测、机器人等领域 。今天嵌入式系统带来的工业年产值已超过了1万亿美元,1997年来自美国嵌入式系统大会(Embedded System Conference)的报告指出,未来5年仅基于嵌入式计算机系统的全数字电视产品,就将在美国产生一个每年1500亿美元的新市场。美国汽车大王福特公司的高级经理也曾宣称,“福特出售的‘计算能力’已超过了IBM”,由此可以想见嵌入式计算器工业的规模和广度。1998年11月在美国加州举行的嵌入式系统大会上,基于RTOS的Embedded Internet成为一个技术新热点。 美国著名未来学家尼葛洛庞帝99年1月访华时预言,4~5年后嵌入式智能(计算机)工具将是PC和因特网之后最伟大的发明 。这就是所谓的“后PC时代”概念。 2.嵌入式系统发展阶段 嵌入式系统的出现至今已经30多年的历史。近几年来,计算机(Computer)、通信(Communication)、消费电子(Consumer Electron)的一体化趋势日益明显,成就了3C融合之势.纵观其发展历程,大致经历了一下几个阶段。 第一阶段是以单芯片为核心的可编程控制器(PLC)形式的系统,具有监测、伺服、指示设备相配合的功能。这类系统大部分应用在一些专业性强的工业控制系统中,没有操作系统的支持,只通过汇编语言对其编程控制。 第二阶段是单片机(又称微控制器 MCU Microcontroller Unit)为基础,这时候的编程语言从汇编转变成以C语言为主。这一阶段的MCU种类繁多,价格较低,现在依然发挥着重要作用。 第三阶段是以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统。这时候的单片机速度越来越快,功能越来越多。这时候软件主要运行在嵌入式操作系统上。嵌入式操作系统能运行各种不同类型的单片机上,兼容性好;用户界面较友好,具有大量的应用程序接口API,开发应用程序简单。 第四阶段是以Internet为标志的嵌入式系统。随着Internet的发展以及Internet技术与信息家电、控制技术日益结合,嵌入式系统通过各种总线形式和Internet的结合越来越密切 。 3.嵌入式系统的核心硬件 嵌入式系统的核心硬件是单片机,又称微控制器(MCU)它是将计算机的基本部件微型化并集成到一块芯片上的微型计算机,通常片内都含有CPU、ROM、RAM、并行I/O、串行I/O、定时器/计数器、中断控制、系统时钟及系统总线等。随着技术的发展,单片机片内集成的功能越来越强大,并朝着SoC(System on chip片上系统)方向发展。单片机有着体积小、功耗低、功能强、性能价格比高、易于推广应用等显著优点,在自动化装置、智能仪器仪表、过程控制、通信、家用电器等许多领域得到日益广泛的应用。 目前据不完全统计,全世界嵌入式处理器的品种总量已经超过1000多种,流行体系结构有30几个系列,其中8051体系的占有多半。生产8051单片机的半导体厂家有20多个,共350多种衍生产品。通常按单片机数据总线的位数将单片机分为4位、8位、16位、32位机。 四位单片机。四位单片机适合用于各种规模较小的家电类消费产品。一般的单片机厂家均有自己的四位单片机产品,有OKI公司的MSM64164C、MSM64481,NEC公司的75006×系列、EPSON公司的SMC62系列等。 典型应用领域有:PC机用的输入装置(鼠标、游戏杆)、电池充电器(Ni-Cd电池、锂电池)、运动器材、带液晶显示的音、视频产品控制器、一般家用电器的控制及遥控器、玩具控制、记时器、时钟、表、计算器、多功能电话、LCD游戏机。 八位单片机。八位单片机是目前品种最为丰富、应用最为广泛的单片机,有着体积小、功耗低、功能强、性能价格比高、易于推广应用等显著优点。目前主要分为MCS-51系列及其兼容机型和非MCS-51系列单片机。 MCS-51兼容产品因开发工具及软硬件资源齐全而占主导地位, ATMEL、PHILIPS、WINBOND是MCS-51单片机生产的老牌厂家,CYGNAL及ST也推出新的产品,其中ST的新推出的μPSD系列片内有大容量FLASH(128/256KB)、8/32KB的SRAM、 集成A/D、看门狗、上电复位电路、两路UART、支持在系统编程ISP及在应用中编程IAP等诸多先进特性,迅速被广大51单片机用户接受 。CYGNAL推出了Soc的51系列单片机C8051F系列。集成了A/D D/A电路、看门狗,上电复位电路、I C、SPI、CAN总线、 FLASH技术、JTAG仿真调试,并且最高达到了100MIPS 非51系列单片机在中国应用较广的有MOTOROLA68HC05/08系列、 MICROCHIP的PIC单片机以及ATMEL的AVR单片机。 八位单片机在自动化装置、智能仪器仪表、过程控制、通信、家用电器等许多领域得到广泛应用。 十六位单片机。十六位单片机操作速度及数据吞吐能力在性能上比8位机有较大提高。目前以INTEL的MCS-96/196系列、TI的MSP430 系列及MOTOROLA的68HC11系列为主 。 十六位单片机主要应用于工业控制、智能仪器仪表 、便携式设备等场合。其中TI的MSP430系列以其超低功耗的特性广泛应用于低功耗场合。 三十二位单片机。32位单片机是单片机的发展趋势,随着技术发展及开发成本和产品价格的下降将会与8位机并驾齐驱。生产32位单片机的厂家与8位机的厂家一样多。MOTOROLA、TOSHIBA、HITACH、NEC、EPSON、MITSUBISHI、SAMSUNG群雄割据, 其中以32位ARM单片机及MOTOROLA的MC683××、68K系列应用相对广泛。基于ARM核的单片机占据了2001年的32位单片机市场75%的份额。 单片机技术的发展。从20年来单片机发展历程可以看出,单片机技术的发展以微处理器(MPU)技术及超大规模集成电路技术的发展为先导,以广泛的应用领域拉动,表现出以下技术特点。 8位、32位单片机共同发展。这是当前单片机技术发展的另一动向。长期以来,单片机技术的发展是以8位机为主的。随着移动通讯、网络技术、多媒体技术等高科技产品进入家庭,32位单片机应用得到了长足、迅猛的发展。 单片机速度越来越快。为提高单片机抗干扰能力,降低噪声,降低时钟频率而不牺牲运算速度是单片机技术发展之追求。一些8051单片机兼容厂商改善了单片机的内部时序,在不提高时钟频率的条件下,使运算速度提高了很多,Motorola单片机则使用了琐相环技术或内部倍频技术使内部总线速度大大高于时钟产生器的频率。68HC08单片机使用外部振荡器而内部时钟达32M。三星电子新近推出了的ARM处理器内核Halla 低电压与低功耗。几乎所有的单片机都有Wait、Stop等省电运行方式。允许使用的电源电压范围也越来越宽。一般单片机都能在3到6V范围内工作,对电池供电的单片机不再需要对电源采取稳压措施。低电压供电的单片机电源下限已由降至、。供电的单片机已经问世。 低噪声与高可靠性技术。为提高单片机系统的抗电磁干扰能力,使产品能适应恶劣的工作环境,满足电磁兼容性方面更高标准的要求,各单片机商家在单片机内部电路中采取了一些新的技术措施。如ST公司的μPSD系列单片机片内增加了看门狗定时器,NS的COP8单片机内部增加了抗EMI电路,增强了“看门狗”的性能。 ISP及IAP。在片编程技术(In System Programming)及在应用中编程(In Application Programming)通过单片机上引出的编程线、串行数据、时钟线等对单片机编程,编程线与I/O线共享, 不增加单片机的额外引脚。ISP为开发调试提供了方便,并使单片机系统远程调试、升级成为现实 4.嵌入式系统的软件 嵌入式系统的软件从最初的汇编语言逐渐过度到C高级语言,到现在最终形成了以操作系统,出现了几十种产品,代表性的有VxWorks、QNX、Nucleus、μC/OS 、Palm OS、Windows CE以及Linux系列。在技术上有以下特征。 (1)以为新的处理器越来越多,嵌入式系统的设计更易于移植,以便在短时间内支持多种微处理器。 (2)Linux产品在嵌入式上获得了广泛的应用。Linux性能稳定,裁剪性好,开发和使用比较容易,适用于多种嵌入式处理器。Linux得到了相当广泛厂商的支持RT-Linux产品也取得了很大的进展。在家用电器、工业控制大有可为 。 5.发展和应用我国自主的嵌入式系统技术 目前,PC机的架构为Wintel所控制、垄断。在该领域,现在我们没有主动权,创新空间较小,专家估计,十年内很难有所突破。而嵌入式系统没有统一的架构,软硬件需要多种多样的组合,技术密集,市场容量大。我国在此领域有无限的创新空间 。例如“星光中国芯工程”是以数字多媒体芯片为突破口,第一次将“中国芯星光一号”率先打入国际市场的战略工程在国际上处于领先地位。在该领域已处于领导地位。在操作系统领域,有中软公司推出的“中软实时嵌入式Linux操作系统”,对外部中断可作出微秒级的响应,能提供精确的实时始终控制,实时任务和线程的并发操作和同步机制 。 6.结束语 上述描述了嵌入式系统的含义,以及嵌入式系统的发展历程、嵌入式系统的硬件、嵌入式操作系统,最后总结了我国在嵌入式系统中面临的机遇,为进一步学习嵌入式系统提供了参考,以期对研究该领域的人们有所帮助。 看了“嵌入式技术论文”的人还看: 1. 基于μC/OS的嵌入式系统应用开发研究论文 2. 浅谈JNI技术在嵌入式软件开发中的应用论文 3. 计算机科学技术论文毕业论文 4. 电子技术论文范文大全 5. 单片机技术论文

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