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单片机应用范文1
单片机的特点主要有：高集成度，体积小，高可靠性；控制功能强；低电压，低功耗，便于生产便携式产品；易扩展；优异的性能价格比。目前，单片机的应用领域主要包括：办公自动化设备；单片机在机电一体化中的应用；在实时过程控制中的应用；单片机在日常生活及家用电器领域的应用；在各类仪器仪表中引入单片机，使仪器仪表智能化，提高测试的自动化程度和精度，简化仪器仪表的硬件结构，提高其性能价格比；在计算机网络和通信领域中的应用；商业营销设备；单片机在医用设备领域中的应用；汽车电子产品；航空航天系统和国防军事、尖端武器等领域，单片机的应用更是不言而喻。
二、单片机开发中的几个基本技巧
在单片机应用开发中，代码的使用效率问题、单片机抗干扰性和可靠性等问题仍困扰着。现归纳出单片机开发中应掌握的几个基本技巧。
1、如何减少程序中的bug。对于如何减少程序的bug，应该先考虑系统运行中应考虑的超范围管理参数如下。物理参数：这些参数主要是系统的输入参数，它包括激励参数、采集处理中的运行参数和处理结束的结果参数。资源参数：这些参数主要是系统中的电路、器件、功能单元的资源，如记忆体容量、存储单元长度、堆叠深度。应用参数：这些应用参数常表现为一些单片机、功能单元的应用条件。过程参数：指系统运行中的有序变化的参数。
2、如何提高C语言编程代码的效率。用C语言进行单片机程序设计是单片机开发与应用的必然趋势。如果使用C编程时，要达到最高的效率，最好熟悉所使用的C编译器。先试验一下每条C语言编译以后对应的汇编语言的语句行数，这样就可以很明确的知道效率。在今后编程的时候，使用编译效率最高的语句。各家的C编译器都会有一定的差异，故编译效率也会有所不同，优秀的嵌入式系统C编译器代码长度和执行时间仅比以汇编语言编写的同样功能程度长5-20％。对于复杂而开发时间紧的项目时，可以采用C语言，但前提是要求你对该MCU系统的C语言和C编译器非常熟悉，特别要注意该C编译系统所能支持的数据类型和算法。虽然C语言是最普遍的一种高级语言，但由于不同的MCU厂家其C语言编译系统是有所差别的，特别是在一些特殊功能模块的操作上。所以如果对这些特性不了解，那么调试起来问题就会很多，反而导致执行效率低于汇编语言。
3、如何解决单片机的抗干扰性问题。防止干扰最有效的方法是去除干扰源、隔断干扰路径，但往往很难做到，所以只能看单片机抗干扰能力够不够强了。在提高硬件系统抗干扰能力的同时，软件抗干扰以其设计灵活、节省硬件资源、可靠性好越来越受到重视。单片机干扰最常见的现象就是复位；至于程序跑飞，其实也可以用软件陷阱和看门狗将程序拉回到复位状态；所以单片机软件抗干扰最重要的是处理好复位状态。一般单片机都会有一些标志寄存器，可以用来判断复位原因；另外你也可以自己在RAM中埋一些标志。在每次程序复位时，通过判断这些标志，可以判断出不同的复位原因；还可以根据不同的标志直接跳到相应的程序。这样可以使程序运行有连续性，用户在使用时也不会察觉到程序被重新复位过。
4、如何测试单片机系统的可靠性。当一个单片机系统设计完成，对于不同的单片机系统产品会有不同的测试项目和方法，但是有一些是必须测试的：测试单片机软件功能的完善性；上电、掉电测试；老化测试；ESD和EFT等测试。有时候，我们还可以模拟人为使用中，可能发生的破坏情况。例如用人体或者衣服织物故意摩擦单片机系统的接触端口，由此测试抗静电的能力。用大功率电钻靠近单片机系统工作，由此测试抗电磁干扰能力等。
综上所述，单片机已成为计算机发展和应用的一个重要方面，单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。此外在开发和应用过程中我们更要掌握技巧，提高效率，以便于发挥它更加广阔的用途。
参考文献：
[1]何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术.北京：北京航空航天大学出版社，1990
[2]蔡美琴等.MCS-51单片机系统及其应用.北京：高等教育出版社，1992
[3]孙涵芳.MCS-51/96系列单片机原理及应用.北京：北京航空航天大学出版社，1996
单片机应用范文2
【关键词】单片机；调试；硬件；嵌入式系统；抢答器；cmos；proteus
0 引言
单片机是应用最为广泛的智能芯片，也是微控制器里最基础的集成电路芯片。单片机的内部集成了多种应用功能，将微处理模块、记忆存储单元（包括只读的存储单元ROM，以及随意存储的记忆单元模块RAM），还有相关的输入输出相关硬件接口有序的组织到一起，在节拍时序控制的作用时高校有序的完成程序事前所规划好的任务。
单片机的品种繁多，80C51占到当前市场的最主要部分。这里相关的生产企业都遵循着一定的指标和兼容的结构、指令体系。比较出名的包括PHILIPS公司，ATMEL公司，在中国也有性能良好的TW系列。现在性能良好广泛得到应用的80C51系统都使用了HMOS（指高密度金属氧化物半导体）以及CHMOS（是指互补高密度金属氧化物半导体）的工艺生产。这种CMOS能够以小功耗运作，却无法达到高速性，而新的CHMOS方法既能保证功耗小、散热小，同时还可以大范围提高数字电路运行的速度。所以新材料和新工艺的应用使得单片机系统对电源的要求降低了，续航性也得到很大的提高。
1 系统功能设计
1.1设计理念
本设计就是基于单片机设计抢答系统，使抢答系统有了更多更完善的功能。跟以往由基本数字电路芯片搭建或者模拟器件所构成的抢答器相比，其电路构成大大简化，与此同时却有较好的性能和高超的可靠性。设计过程中，为了进一步发挥单片机系统的优势，还应该注意一些细节，就是：（1）对于芯片的选择，应该从性价比上通盘考虑，最好使用功能强的芯片，价格也不是很昂贵，这样能从总体上减少周口电路，这样从结构上大大简化。（2）在设计上应该注意冗余性，以及灵活的余地。在设计中，除了考虑当前电路的实现功能，还应该考虑到未来功能以及特性的扩展，便于保留相关的接口。（3）程序空间，选用片内程序空间足够大的单片机。
1.2功能详细设计
控制系统这里涵盖了四个主要的模块，依次是显示、存储、语音块、抢答。具体功能描述如下：（1）抢答器同时供8名人员使用，系统清除和抢答控制开关由主持人控制。（2）系统可以实现信号锁定，就是说抢答器被按动按钮，就由相应的锁存，并在数码管展示号码，蜂鸣响起报警（3）定时抢答功能，意思是每次抢答有时间上的限制并且可调节，主要是裁判员来控制。（4）循环工作模式，当一轮结束则出现结果以及按键时点，保持到下一循环初始清零工作。超时直接进入下一轮且需报警。
2 系统详细设计
数码管显示：数码管通过不同的接法，就可以出现基本原理不同的两种接线方法：即静态显示方法以及动态显示方法。前者的段选位和位选位都是单独连接的，所以需要大量消耗I/O接口，虽然接线简单但是只能接有限位数。当然这种模式编程较简单，结构清晰，占用的CPU时间少。而后者是一种扫描的方式，就是把很多数码管的同名端一起短接，与此还要通过片选信号对其不同的芯片显示不同的内容，所以额外需要选通控制器。按数码管的接法分为共阴和共阳两种。发光原理是一样的，只是它们的电源极性不同而已。本文采用动态接法。
键盘扫描：单片机应用中键盘用得最多的是独立键盘及矩阵键盘。本实验用的是独立式键盘。
功能键发声：通过设定定时器产生不同频率的矩形波，就能带动蜂鸣器发出不同音高声音。
外部中断：在单片机上两个引脚INT0、INT1，也就是P3.2、P3.3这两个引脚代表中断引脚。在单片机内部的TCON寄存器中有四位是与外中断有关的。IT0：INT0触发方式控制位，由软件进和置位和复位，IT0=0，INT0为低电平触发方式，IT0=1，INT0为负跳变触发方式。IE0：INT0中断请求标志位。当有外部的中断请求时，这位就会置1（这由硬件来完成），在CPU响应中断后，由硬件将IE0清0。IT1、IE1的用途和IT0、IE0相同。按键0接单片机P32脚，按键1接单片机的P33脚。本设计用到外中断1和外中断0，需接上跳帽W1和W2。
时钟频率：单片机作为数字时序电路，其运行需要必须在时钟的驱动下才能工作。虽然其内部拥有现成的时钟振荡电路，但是为了匹配速度还是需要需外接振荡源，该电路主要通过晶振串联两个小电容实现，电容的作用是滤波，选择12MHz为工频。
复位：单片机一般露出来是40位管脚，而其RST位属于第九脚，功能是使得单片机复位。其基本的原理是4个机器周期高电平的输入脉冲，当然超过这个时间也可以，就能够将单片机的pc清零，进入到初始愈发状态。
3 系统调试
对于系统的运行调试可以采用多种方式进行，可以使用纯软件的环境，也可以放入到硬件电路里。但是一种最为方便、有利于查找功能性错误或者劣势，同时方便改进的方法就是应用软硬件联合仿真的模式。这个模式需要硬件执行、软件执行的交联编程开发环境，这里通常采用Keil加Proteus的模式实现。的整合调试可以实现系统的总调，在该系统中，Keil作为软件调试界面，Proteus作为硬件仿真和调试界面。在调试开发中，首先需要在proteus数字电路环境里布置相应的电路器件，同时这也有利于后期直接进行PCB的制作。需要在proteus调试选项里勾选use remote debug monitor，这样就能通过keil51直接编写语言代码，然后输入到keil调试，再返回proteus示波器以及相应的内存、寄存器查看单元来观察数值变化中，结合键盘部分以及数码、蜂鸣以及LED集中观察硬件执行。
4 总结
在应用中，当比赛正式开始主持人宣布抢答后就可以通过按键按钮来开始抢答相关题目，这时数码管就立即实时显示倒计时，当出现抢答的按键时，则调用显示程序来显示抢答器ID以及剩余答题时间值，蜂鸣作响加以提示抢答问题。计时结束时倘若答案还没满足那么就从新极零进入下一循环。通过系统的开发与调试，实现了系统的功能。本系统从功能上看具有良好的实用性，扩展性较好，无论是操作还是维护都很容易，这主要是利用了嵌入式数字电路的优势，实际上现在集成数字控制器开发简单，功能强大，只要能在应用上不断加以拓宽，一定能大大便利丰富人们的生产以及生活。
参考文献：
[1]冯育长.单片机系统设计与实例指导[M].北京：西安电子科技大学出版社，2007
单片机应用范文3
【关键词】单片机；电机控制；应用；逻辑运算
0 前言
在电气化日益发达的今天，电机一直在现代化的生产生活中发挥着至关重要的作用。无论是在工业生产、交通运输还是在生产控制、工业设计等领域都有着广泛的应用。单片机实现电机控制是随着自动化技术的发展和研究的深入，微处理器技术和生产工艺流程的改进，单片机在成本、性能、效率等方面有着工业控制计算机和可编程控制器无法超载的性能。目前，国内在这方面的运用还很有限，但单片机实现对电机的控制是一个发展趋势，如何才能发挥好单片机在电机控制中的应用，是本文探讨的重点。
1 单片机对电动机控制所起的作用
一般来讲，单片机对电动机的控制主要有两种，即简单控制和复杂控制，简单控制是对电动机实现启动制动、正反转控制以及顺序控制，这种控制可以通过单片机可编程控制器以及相对应的开关元器件来实现。复杂控制是实现对转速、转角、转矩、电压、电流等物理量的控制等。
单片机集成微处理器和控制单元实现对逻辑模块更快速、精确度更高的复杂控制。如果想调换控制规律，不必改变系统的硬件电路，只需修改程序即可。单片机凭借着强大的功能运算，方便的可编程控制环境，实现特定的逻辑判断、定时、计数和逻辑运算等。随着生产工艺的改进和技术的发展，很多单片机为了提升性能，增加了比较、捕捉和转换等功能，并增添了看门狗、串行总线接口等元器件，使新一代单片机功能更强大，运算速度更快，加上一些优化的数字控制、数字滤波等算法，单片机通过流水线技术便可实现对指令的执行和控制。
2 单片机对电机控制的要求及技术指标
电力拖动是以电动机为动力使生产机械运行以完成一定的生产任务的拖动方式。这是实现单片机对电机控制的最重要环节。一般情况下，电力拖动系统有四个组成部分：电动机、工作机构、电源及控制设备，电机控制的任务是使电动机的运动满足生产机械的要求。电机控制需要传动系统稳定运行的条件。实际上，电机控制的稳定运行需要电动机的机械特性、工作机械的机械特性、电气传动的稳定运行条件等方面因素的影响和制约。
生产机械对电动机控制有着特殊的要求。
1）调速。人为地改变电动机的机械特性（此时电动机的机械特性叫人工机械特性），使其与生产机械的机械特性相交于不同的点，从而使拖动系统得到不同的恒定运行转速。
2）稳速。通过控制系统的作用，使拖动系统的恒定转速不受外来干扰的影响。
3）加速与减速。不同的生产机械对电动机转速的过渡过程有不同的要求。例如，对频繁起动、制动的生产机械，要求尽量缩短电动机的起动、制动时间；对于不宜经受剧烈速度变化的生产机械，则要求电动机的起动、制动越平稳越好；对于单片机电机控制，电动机的起动、制动特性需要满足特定的生产需求。
3 单片机在电机控制中的应用分析
3.1 单片机控制电机系统的硬件电路分析
单片机在工业生产中有着广泛深入的应用。在单片机控制电机系统中步进电机又是重要的组成部分。通过步进电机可以实现电路的良好控制，基于步进电机在生产控制中的精确性和实用性，通过控制系统功能开发要求，设计基于单片机的步进电机开环控制系统。控制系统通过单片机ROM及RAM、输入输出设备、显示器、步进电机环形分频器、复位电路、高低电平等实现对电机系统的综合控制，进而通过特定的功能设置进行电机正反转、急停等。为了实现对系统的正常运转，在硬件电路中设置中断电路、复位电路等实现对整个系统的综合控制。
在电源设计方面，利用LM7812和LM7805芯片得到12V和5V的电压；在按键设计方面，主要是通过用单片机的P0口来实现对信息控制的输入，将按键开关和P0连接起来，通过高低电平控制单片机执行相应的操作。考虑到系统的稳定性和可靠性，本系统选用ULN2004芯片作为步进电机的驱动设计。在单片机控制电机的过程中，可以通过高低电平来判断电机运转是否正常。如果电机正常运转，可以设置状态指标灯为发光状态，否则指标灯为熄灭状态。时钟电路是计算机的心脏，它控制着计算机的工作节奏，可以通过提高时钟频率来提高CPU的速度，本次设计采用的晶振为12MHz。
3.2 单片机控制电机系统的软件电路分析
软件系统也是单片机控制电机系统的重要方面，通过软件设计可以灵活地控制电机是否正常运转。如果通过程序语言，将控制电机系统的软件程序写入可编程器件中，然后通过相应的指令控制电机的运转。系统分为电机正转、电机反转、电机加速与电机减速的几部分组成，其主程序框图如图2所示。
按键程序用于判断P0.0口与P0.1口的值，当p0.0口为0时，电机正转，当p0.0口为1时，继续判断p0.1口的值，p0.1口为0时，电机反转。系统初始化之后，前进子程序R0用于给P2口输送不同的值，根据电机转动的相序，使电机正向转动，P2口的值分别为01H，03H，02H，06H，04H，0CH，08H，09H。电机反转原理与正转相似，此时P2口的值分别为09H，08H，0CH，04H，06H，02H，03H，01H。当电机正转或反转的时候，按下加速键，调用加速子程序，使电机每转动一步的延时时间变短，从而实现电机的加速。电机正转或反转的时候，按下减速键，通过改变电机每转动一步的延时时间，使时间变长，从而实现电机减速。
4 结束语
单片机在电机控制领域的应用虽然并不广泛，但随着单片机芯片技术的发展以及生产工艺流程的改进，其在电机控制领域有着更加广泛的应用。
【参考文献】
[1]孙源文.基于单片机的直流电机控制[J].科技信息，2010（35）：36-36.
[2]花同.步进电机控制系统设计[J].电子设计工程，2011（15）：125-126.
[3]姜书政，王桂海.基于AT89S52单片机的电机控制系统设计[J].现代电子技术，2010（07）：98-99.
单片机应用范文4
【关键词】传感器 设计 单片机 应用
立足于传感器设计，应尽量地使传感器的性能提高，对它的生产的一系列方面进行有效地控制，从而满足标准化、高性能，小型化的输出要求。然而，在微电子与计算机技术不断进步的影响下，特别是系列化发展的单片机有着非常大的运算性能，以其低廉的价格和微小的体积冲击着传统意义上的传统器探究形式。下面，笔者阐述了传感器设计中单片机技术应用的一些问题。
1 传感器的基础内容分析
简言之，传感器是一种可以对物体进行检测的设备，其结合确定的精确度转化被测物体的基本参数为具备一定关系的测量设备。传感器跟人们的感觉器官非常得相似。温控传感器就像是人们的触觉、在物体表面出现改变的过程中就能够进行回应；声敏传感器就像是人们的听觉，借助声音的振动改变对信息进行传递，气敏传感器就像人们的嗅觉，结合气味的改变进行反应；光敏传感器就像人们的视觉，对光的改变非常敏感。在有些情况下，传感器对某种性能有着独特的需要，像是温控开关传感器，此种传感器性能的表现就是温度的细小改变。
2 单片机技术和它的应用
单片机属于借助电路芯片实施自动化控制的微机系统，在此种芯片上，有效地集成了I/O 口、存储器、CPU等一系列的功能模块，一起组合而成了小型的微机控制系统。从单片机硬件上而言，它不但有半导体硅片热和光的性能，还因为比较高的集成度而大大地减少了单片机的体积。当今，应用单片机业已十分广泛，由计算机系统至分析航空航天，都展示了使用中的单片机技术。在持续地应用进程中，也推动了我国工业的技术进步。尽管在传感器设计中应用单片机技术的时间不是很长，可是却实现了非常理想的使用成效，并且因为应用了半导体硅材料，更进一步地结合了传感器和单片机。
3 传感器设计中单片机技术的应用
当今，传感器特别是智能传感器的发展方向是微型化、低成本、低功耗、高精度、可靠性、稳定性，可是，当今不少的传感器大都面临体积大、稳定性差、可靠性低、成本高的不足之处，而单片机具备的优势是成本低、体积小、控制力强、运算能力强等，因此这有助于传感器的设计。
3.1 应用单片机技术使传感器可靠性提高
传统意义上的无单片机技术的传感器具备比较差的可靠性，而比较低的可靠性常常造成传感器的稳定性比较差。可靠性是指传感器在长期不间断地运行中输出量出现的改变，它在跟其它像是抗干扰能力、分辨率、灵敏度等方面的指标和性能上具备非常关键的地位。为此，传感器一直分析的重点就是增强可靠性的一系列指标。传感器可靠性的提高借助单片机技术实现的原理是，通过单片机技术将传感器的非线性误差进行修复，进而使它的可靠性提高。像是在智能湿度传感器的设计当中应用具备高速A/D转换器的高速增强单片机，结合应用标准化的单片机开发工具，借助定时器控制A/D转换器通过相应的采样频率实施A/D转换，借助PC串口对接收智能湿度传感器A/D转换结果，且将它的相对湿度计算出来。如此进行测算显著地简化了计算相对湿度的电路设计，进而使得它的精确性与稳定性大大地提高。
3.2 应用单片机技术使传感器抗干扰性能增强
在恶劣的运行环境当中，传感器往往会受到电磁波、湿度、温度等一些要素的制约，为此，要求传感器具备相应的抗干扰性能，进而在不利的环境当中能够顺利地运行，且带来精确的数据。像是在涡流位移传感器运行的时候，被测物体有着异样均匀性的材料，对磁的传导性能也存在着差异性，这大大地影响了设备的顺利运行。因为表面不均匀的材料质地，在实际运行的时候，转动轴较难精确地运行，在进行转动的时候，尽管可以确保位置不出现改变，可这个时候的传感器依旧能够出现小的电压输出，这影响到了最后检测结果的准确性。为此，在完善固有设备的时候，增强其抗干扰性能是非常必要的。在这种设备上应用单片机技术，在实际运行的时候，每一次转动一周之后的传感器转动轴，单片机设备就能够修正它所输出的结果，如此能够使得因为不均匀性的测量体而导致的误差弥补，最终使得传感性设备的测量准确性提高。
3.3 应用单片机技术促进传感器的演变和发展
当今，在工农业需要与传感器有关技术发展的影响下，传感器的种类日益增多，规格和品种也日益成熟，可是，由于历史遗留的原因，传感器的I/O（输入/输出）信号面临着不一致的地方，电路系统与运行原理也存在非常大的差异性，这使得传感器的统一化和标准化进程变慢，这为传感器用户带来一些麻烦的过程中，也不利于有关测试仪和传感器的应用以及发展。而单片机技术的出现为促使传感器的统一化带来的机会与奠定了技术基础。由于单片机的运算性能比较强，越来越低的成本与小型化的体积有利于测试仪和陈旧传感器的淘汰，单片机技术的完整性与系统性以及传感器设备中单片机技术的独特角色使得传感器中的很多设备都跟单片机技术有关联，这有助于推动以单片机有关技术作为主导的统一化与标准化。当前以后将来的一段时期内，我国传感器的一个发展趋势就是传感器的统一化与标准化。综合研究发现，电路标准化下的传感器需要具备下面的一些作用：能够连接高一级的控制单元的作用、具备简单化的处理信号的作用、具备存储信号的作用、具备线性校正技术的作用，具备温度补偿技术的作用。除此之外，传感器运行的标准化也有利于智能仪表规范化的推动，从而使得测试仪器的稳定性能增强，减少成本支出。
4 结语
总之，在传感器的设计中应用单片机技术，是两者统一技术优势的体现，不但使得传统传感器的不足之处得以弥补，而且也使得单片机传感器的性能提高，最终使得传感器测量的可靠性与稳定性增强，减少了外界的干扰，从而使传感器的测量精确度提高。
参考文献
[1]刘妍.浅谈单片机技术的特点与应用前景[J].黑龙江科技信息，2011（03）.
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单片机应用范文5
【关键词】 单片机开发技巧；系统测试；减少bug数目；提高运行效率；优化运行性能
1 概述
随着微电子通信技术不断提高以及超大规模集成电路制作工艺的不断完善，单片机作为微处理器已经渗透到社会中军用民用等各个领域中，推动着社会现代化不断向前发展。由于单片机的集成度高，体积小，可靠性良好，控制功能强，功耗低，在导弹导航、各种交通工具的仪表控制，以及互联网络设备中的数据通讯与传输、门禁卡智能卡识别等方面无处不在，因此对于单片机的学习、开发和应用对于通信工程和自动化工程专业的学生和专业人士是必不可少的，然而在单片机开发与应用过程中，有很多技巧性的东西，需要我们在对于单片机的学习、开发和应用过程中去掌握和了解，从而缩短学习周期，加快对单片机深入理解的步伐，能够为以后在单片机的开发和应用培养良好的习惯，减少失误和错误发生的概率，最大优化单片机的开发和应用的过程。
2 单片机的应用中的注意事项
单片机已经在各个领域中被广泛应用，但是在产品中选择和使用单片机的时候需要注意一些事项，来提高单片机在应用中的可靠性和稳定性。在选择单片机初期，满足使用要求和经济预算的情况下，尽量选择使用寿命长的单片机型号，避免由于单片机的老化而引起产品或项目工程质量的下降，同时尽量选择运算速度快、抗干扰能力强以及功耗低的单片机，使其能够充分满足产品和项目工程的需要。当一个单片机系统设计完成后，要对整个产品或者系统进行系统测试，其中包括对单片机软件的单元测试、系统测试以及性能测试，还有对整个系统的上电、掉电测试，ESD和EFT测试以及使用寿命测试，从而对单片机整个系统或产品进行可靠性的了解，避免由于单片机选择不合适而使产品质量低下。
3 单片机的开发的基本技巧
单片机在开发的过程中，主要使用C语言作为开发语言来驱动单片机工作，所以对于单片机的开发的基本技巧，主要涉及到C语言代码优化，包括减少C代码中的bug数目、程序代码使用率以及代码性能优化的问题。只有在开发过程中尽量避免这些问题，才能使C语言编码最优化，减少程序运行时出现的错误，开发的程序代码才能实现最优化，才能在在单片机内良好地运行。
3.1减少C语言代码的bug数目
人们在做任何事情的时候都会犯错误，单片机C语言开发也不例外。如果由于人为的失误或者错误将缺陷带入到代码中，那么单片机在运行过程中就有可能出现错误，所以在C语言代码编写过程中要尽量在人们经常出错的地方谨慎处理，尽量避免引入缺陷到单片机运行程序中去。常见的缺陷类型有参数类型和范围问题，一般对单片机系统整体的物理参数、资源参数、应用参数以及过程参数的类型和取值范围设定的问题上出现错误，开发人员由于忽略了各个参数在不同参数类型的计算以及赋值或者函数返回的过程中参数类型的转变以及取值范围或取值精度的变化而想当然依旧没有改变对参数的处理使得程序在运行过程中出现了缺陷问题；另一种常见的bug问题出在各中运算符的优先级计算或者比较的部分，开发人员忽略运算符的优先级选用而使程序存在缺陷；还有常见的bug问题涉及到一维或者多维数组角标的确定或者指针自动变化的问题，此类问题常用循环模块来计算，由于多层级计算可能会误导开发人员而为程序引入缺陷。
3.2提高运行效率，优化运行性能
对于单片机开发来说，实现同样功能的两个程序片段运行时间和运行可靠性是非常重要的，所以在单片机开发过程中，在实现基本功能的前提下，尽量减少运行代码的行数，保证运行质量，使得单片机高效快速响应和稳定有效地长期运行。对于提高单片机的运行效率，必须从单片机CPU型号入手，详细了解CPU内部的加法器、除法器、各种存储单元、总线的分布以及中断程序入口等，从而深入了解单片机的物理结构以及各个模块的工作机理，在单片机开发的过程中要根据各个模块的工作机理来开发程序代码，同时，对于代码之间的逻辑关系也要有深入考究，尽量减少单片机遍历同样代码的次数，提高运行效率。对于单片机程序代码运行性能的优化，主要是去除运行干扰源、精简资源开销以及提高程序容错率。当有错误发生时，使用软件陷阱和看门狗机制将单片机拉回复位状态，从而避免由于程序出错而导致事故发生，提高程序容错率是开发人员的一项基本素质，需要在开发过程中去锻炼和培养，在反复训练和提高中去熟悉单片机的习性，从而避免常见的错误而导致单片机运行失败。
4 总结
单片机的开发和应用技巧，是我们在单片机开发的过车中得到的宝贵的经验，需要在真正的实施过程中去总结、去体会，当然，还有很多的应用和开发的技巧需要我们不断努力，在以后的工作、学习和应用中去寻找和总结，使得单片机的学习、开发和应用过程更简单、更有效，为单片机的开发和应用铺平前进的道路。
参考文献：
[1]韩丽娟，邓玉凤.单片机的开发技巧及其应用研究[J].科技信息.2009（34）
[2]刁世伦，潘文良.一种高效的键盘扫描分析算法[J].科技信息.2010（09）
[3]蔡亚洲.单片机的应用与开发技巧[J].科技风.2009（19）
单片机应用范文6
【关键词】单片机 应用系统 可靠性 设计
单片机应用系统在我们的生产生活中不断的发挥越来越重要的作用，因此针对单片机应用系统可靠性设计方面的研究也已经成为了热门研究问题。单片机应用系统一旦扰可能会产生非常严重的后果，会带来一些不必要的损失。单片机应用系统可靠性主要是硬件可靠性设计和软件可靠性设计两个方面。本文将会对单片机应用系统可靠性设计思想进行分析，最后从硬件可靠性设计和软件可靠性设计两个方面进行单片机应用系统可靠性设计探讨。
1 单片机应用系统可靠性设计思想
根据可靠性研究理论，硬件是单片机应用系统的基础要求，软件是单片机应用系统的大脑；但是必须要考虑到单片机应用系统是要在一定的环境中被人操作进行运行的，因此单片机应用系统的可靠性设计必须还要考虑到对人和环境的适应性。因此在单片机应用系统的可靠性设计研究中主要是以故障为核心，考虑到人-机-环境的一体化，从单片机的硬件系统和软件系统两个具体的方面进行研究论证。在实际的工程实践过程中，单片机应用系统硬件和软件的避错、容错设计和抗干扰设计是提高单片机应用系统可靠性的主要内容。抗干扰设计可以保证单片机应用系统能够在复杂的环境下可以抵抗各种干扰保持正常运行；避错、容错设计可以使单片机应用系统在面对一些错误的时候可以进行适当的诊断和容错，保证系统能够正常的进行运行。
2 单片机应用系统扰后果
单片机应用系统扰后会产生较为严重的后果，其中这些后果主要有以下几个方面：
2.1 出现数据误差
一旦单片机应用系统的前向通道扰时就会导致单片机应用系统的数据采集的误差增大。如果单片机应用系统前向通道的传感器接口是小电压输出，那么数据误差会非常严重。
2.2 程序运行混乱
单片机应用系统被外来干扰侵入，如果干扰导使单片机应用系统的输出误差加大，导致逻辑状态改变的话就会使整个单片机应用系统的控制失常。更为严重的是如果干扰较强会使程序计数器值改变，导致系统无法正常运行，最终单片机应用系统死机。
2.3 单片机应用系统被控对象混乱
出现干扰后：如果单片机的内部程序指针出现不准就会导致错误的程序被运行；如果DRAM中的数据被冲乱也会导致程序计算出现错误的结果；如果中断系统被误触发就会导致系统进行错误的中断处理；这些都会导致单片机应用系统的被控对象混乱。出现干扰的位置在锁存电路和被控对象间的线路的话会导致被控对象的不稳定。
2.4 数据变化
单片机应用系统中RAM数据可能会因为干扰而发生变化，ROM虽然可以避免干扰对其产生影响，但是如果RAM和片内各种特殊功能寄存器都发生了变化的话，程序的最终计算都会产生错误的结果。
3 单片机应用系统硬件可靠性设计
单片机应用系统的硬件可靠性设计主要是从供电系统稳定性、印刷电路板布线、提高电元件可靠性、双机冗余设计这几个方面进行。
3.1 供电系统稳定性
提高单片机应用系统供电系统稳定性可以防止干扰从电源系统进入单片机。具体的做法是采用交流稳压器保证单片机应用系统供电稳定性；采用隔离变压器来除高频噪声；采用低通滤波器除掉工频干扰。同时一定要保证供电功率足够单片机应用系统使用，单片机应用系统主机部分要采用单独的稳压电源。
3.2 印刷电路板布线
单片机应用系统的电路板印刷布线应采用可以提供较好的接地网的多层印制电路板，这样就可以较好的避免地电位差和元件的耦合。电路板中要进行合理的分区设计，地线要注意保持有序的和电源端的地线连接。为了使硬件系统更好的具有可靠性，要保证元件面和焊接面不得平行，防止出现较大的寄生耦合，信号线之间的距离要合理的调大防止干扰。
3.3 提高电元件的可靠性
进行单片机应用系统的硬件制造时要选用高质量的电元件，同时对于选定品牌的电元件要进行相应的测试和筛选，一定要保证电元件的可靠性，防止因为电元件质量问题导致单片机应用系统的可靠性降低。在进行单片机应用系统硬件设计时也要考虑选用技术参数有适当余量的电元件。
3.4 双机冗余设计
在单片机应用系统中一些对可靠性要求较高的地方，要采用双机冗余设计。这种单片机应用系统有主机和从机两部分，正常情况下由主机进行正常运行控制，一旦主机出现故障，仲裁器会自动的切断主机的控制权限，使从机发挥功能，完成相应的运行控制。这种双机冗余设计可以进一步的增强单片机应用系统的硬件可靠性。
4 单片机应用系统软件可靠性设计
单片机应用系统软件可靠性设计主要是从数据误差软件对策、运行失控软件对策、指令冗余、程序监视跟踪定时器几个方面进行。
4.1 数据误差软件对策
采用软件滤波算法将出现误差的数据进行过滤处理，可以避免因为输入信号干扰导致的输出控制出错。这种方法需要根据信号变化的规律选择合适的算法：算数平均值法、中值法、一阶递推数字滤波法等。
4.2 运行失控软件对策
这种运行失控软件对策可以及时的发现单片机应用系统中运行失常的软件程序，并及时的进行处理，将整个系统恢复到初始状态。防止单片机应用系统完全失常。
4.3 指令冗余
单字节的指令上出现错误程序时可以自动进入正确的指令轨道，但是多字节的指令操作上出现错误时会使程序出现连续错误，因此可以在对程序流向有关键作用的地方插入两条NOP指令，这样就可以使被弹飞的指令进入正轨。
4.4 程序监视跟踪定时器
程序监视跟踪定时器可以和软件进行配合使用，这种配合使用将会使软件系统的可靠性大大增强。它可以为CPU提供恢复信号，还可以进行看门狗监视，较好的保证单片机应用系统软件的可靠性。
参考文献
[1]陈敏捷，田国璋.旋转编码器的抗抖动计数电路[J].电子技术应用，2011，（11）：70-71，75.
[2]边永青.旋转编码器与PC接口设计[J].工业控制计算机，2013，（5）：23-25.
作者简介
杜洪林（1981-），男，吉林省吉林市人。硕士研究生学历。现在供职于扬州市职业大学。研究方向为电子与通信工程。
