時間：2023-04-18 18:01:38
序論：在您撰寫單片機技術論文時，參考他人的優秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發您的創作熱情，引導您走向新的創作高度。
1.1 課程設計目的 1
1.2 課程設計的預備知識 1
1.3 課程設計任務 1
1.4 課程設計要求 1
第2章 總體方案設計 1
2.1 數字溫度計設計方案論證 1
2.2 設計方案的總體框圖 2
第3章 各部分電路的實現 2
3.1 傳感器電路 2
3.2 A/D轉換器MAX197 4
3.3 8279驅動顯示器 6
第4章 各個部分流程圖及設計 9
4.1 A/D轉換器MAX197的流程圖 9
4.2 8279 的程序及框圖 11
4.3 數字式溫度計的整體程序 12
第5章 15
和模擬電路比較，其數字電路特點比較突出，從以下幾個方面來說：第一、結構簡單，能夠進行集成化、系列化生產，比較方便，而且成本低，使用方便。第二、具有抗干擾性強、可靠性高、精確度高、穩定性好等優點。第三、在處理功能方面較強，除了能實現數值的運算，還實現邏輯運算和判斷。第四、能夠進行編程數字電路，很好地實現在各種運算方面的靈活性。第五、通過數字信號的應用，更方便進行存儲、加密、壓縮、傳輸。
2單片機技術
2.1單片機的定義對于單片機的定義，往往是指把計算機的一個個部件都匯集到一塊芯片之中，這就組成的一個微型的系統。而單片機的設計，是為了控制其應用而設計的、以及制造其固有的構造，在國際上，也叫微控制器。
2.2基本結構及特點在單片機芯片內，往往包括以下幾部分：CPU部分、ROM部分、RAM并行I/O部分、串行I/O部分、定時器計數器部分、中斷控制系統時鐘部分、A/D即模數轉換器部分和D/A即數模轉換器部分、以及WDT監視定時器等部分。對于單片機，其特點為：1、功能多。2、品種多。3、占用空間少。4、系統所需器件少。對于單片機的應用，包括4大類：第一類：智能儀器儀表；第二類：在工業方面進行測控的；第三類：在民用方面的是一個具有智能型的電子品；第四類：在設備方面是屬于計算機的一個外設及通信的設備。
3結合數字電子技術與單片機的應用實例
3.1數字電子鐘20世紀末，隨著電子技術的發展，現代電子產品已經出現在社會的各個地方，這樣就帶動了社會的發展，即社會變得信息化，以及提高了現代電子產品的性能化。目前，隨著單片機的發展，使其變得高性能化、多品種化，這就逐漸轉化為CMOS，最終實現了“功率比較低、體積比較小，容量特別大，性能特別高，價格特別低的設備，在電路方面，其具有了內裝片的設備。這種技術屬于微控的一個技術。而在單片機模塊中，最普邊的是數字鐘的使用。對于數字鐘，是利用數字電子技術而實現的，即能進行分秒來計時的裝置，這與機械式時鐘不同，其準確性和直觀性較高。對于電子鐘，往往按照數字電路來進行的，用時、分、秒的數字來顯示，屬于一個計時的裝置，其應用比較廣泛，大部分是出現在每個家庭、車站，碼頭等地方。對于人們的日常生活來看，也是一個必須的、具備的產品。對于數字鐘及其擴大應用的研究，這是具有很重要的意義。
3.2由數字電子鐘組成的單片機的選擇在電子時鐘里，對于單片機的選擇，往往是以AT89c52為核心的，即作為一個電子時鐘的硬件部分。在AT89C52片內，往往利用的是FLASHROM，在3V的超低壓下而運行的。其存儲空間具有8KB的ROM，而在線編程中，隨時可以進行擦除，也不會對芯片產生傷害。一旦把AT89C51作為核心部件，就會對芯片產生傷害。
關鍵詞：單片機、可靠性、電磁兼容性
隨著半導體技術的飛速發展，單片機本身的設計中不斷采用了一些新的抗干擾技術，使單片機的可靠性不斷提高。除選擇抗干擾能力強的單片機外，單片機系統中其它輔助元器件的可靠性也至關重要，一些抑制干擾的元器件的使用有助于提高系統的可靠性。此外，單片機系統在電路設計、印制電路板的設計、布線與制造工藝、系統安裝時有無良好的接地等，都直接影響應用系統的可靠性。
單片機自身的抗干擾措施
為提高單片機本身的可靠性。近年來單片機的制造商在單片機設計上采取了一系列措施以期提高可靠性。這些技術主要體現在以下幾方面。
1.降低外時鐘頻率
外時鐘是高頻的噪聲源，除能引起對本應用系統的干擾之外，還可能產生對外界的干擾，使電磁兼容檢測不能達標。在對系統可靠性要求很高的應用系統中，選用頻率低的單片機是降低系統噪聲的原則之一。以8051單片機為例，最短指令周期1μs時，外時鐘是12MHz。而同樣速度的Motorola單片機系統時鐘只需4MHz，更適合用于工控系統。近年來，一些生產8051兼容單片機的廠商也采用了一些新技術，在不犧牲運算速度的前提下將對外時鐘的需求降至原來的1/3。而Motorola單片機在新推出的68HC08系列以及其16/32位單片機中普遍采用了內部瑣相環技術，將外部時鐘頻率降至32KHz，而內部總線速度卻提高到8MHz乃至更高。
2.低噪聲系列單片機
傳統的集成電路設計中，在電源、地的引出上通常將其安排在對稱的兩邊。如左下角是地，右下角是電源。這使得電源噪聲穿過整個硅片。改進的技術將電源、地安排在兩個相鄰的引腳上，這樣一方面降低了穿過整個硅片的電流，一方面使外部去耦電容在PCB設計上更容易安排，以降低系統噪聲。另一個在集成電路設計上降低噪聲的例子是驅動電路的設計。一些單片機提供若干個大電流的輸出引腳，從幾十毫安到數百毫安。這些大功率的驅動電路集成到單片機內部無疑增加了噪聲源。而跳變沿的軟化技術可消除這方面的影響，辦法是將一個大功率管做成若干個小管子的并聯，再為每個管子輸出端串上不同等效阻值的電阻。以降低di/dt。
3.時鐘監測電路、看門狗技術與低電壓復位
監測系統時鐘，當發現系統時鐘停振時產生系統復位信號以恢復系統時鐘，是單片機提高系統可靠性的措施之一。而時鐘監控有效與省電指令STOP是一對矛盾。只能使用其中之一。
看門狗技術是監測應用程序中的一段定時中斷服務程序的運行狀況，當這段程序不工作時判斷為系統故障，從而產生系統復位。
低電壓復位技術是監測單片機電源電壓，當電壓低于某一值時產生復位信號。由于單片機技術的發展，單片機本身對電源電壓范圍的要求越來越寬。電源電壓從當初的5V降至3.3V并繼續下降到2.7V、2.2V、1.8V。在是否使用低電壓復位功能時應根據具體應用情況權衡一下。
4.EFT技術
新近推出的MotorolaM68HC08系列單片機采用EFT(ElectricalFastTransient)技術進一步提高了單片機的抗干擾能力。當振蕩電路的正弦波信號受到外界干擾時，其波形上會疊加一些毛刺。以施密特電路對其整形時，這種毛刺會成為觸發信號干擾正常的時鐘信號。交替使用施密特電路和RC濾波可以使這類毛刺不起作用，這就是EFT技術。隨著VLSI技術的不斷發展，電路內部的抗干擾技術也在不斷發展之中。
5.軟件方面的措施
單片機本身在指令設計上也有一些抗干擾的考慮。非法指令復位或非法指令中斷是當運行程序時遇到非法指令或非法尋址空間能產生復位或中斷。單片機應用系統程序是事先寫好的，不可能有非法指令或尋址。一定是系統受到干擾，CPU讀指令時出錯了。
以上提到的是當前廣泛使用的單片機應該具有的內部抗干擾措施。在選用單片機時，要檢查一下這些性能是否都有，以求設計出可靠性高的系統。
在應用軟件設計方面，設計者都有各自的經驗。這里要提醒的是最后對不用的ROM要做處理。原則是萬一程序落到這里可以自恢復。
用于單片機系統的干擾抑制元件
1.去耦電容
每個集成電路的電源、地之間應配置一個去耦電容，它可以濾掉來自電源的高頻噪聲。作為儲能元件，它吸收或提供該集成電路內部三極管導通、截止引起的電流變化(di/dt)，從而降低系統噪聲。要選高頻特性好的獨石電容或瓷片電容作去耦電容。每塊印制電路板電源引入的地方要安放一只大容量的儲能電容。由于電解電容的纏繞式結構，其分布電感較大，對濾除高頻干擾信號幾乎不起作用。使用時要與去耦電容成對使用。鉭電容則比電解電容效果更好。
2.抑制高頻的電感
用粗漆包線穿入軸向有幾個孔的鐵氧體芯，就構成了高頻扼制器件。將其串入電源線或地線中可阻止高頻信號從電源/地線引入。這種元件特別適用于隔開一塊印制電路板上的模擬電路區、數字電路區、以及大功率驅動區的供電。應該注意的是它必須放在該區儲能電容與電源之間而不能放在儲能電容與用電器件之間。
3.自恢復保險絲
這是用一種新型高分子聚合材料制成的器件，當電流低于其額定值時，它的直流電阻只有零點幾歐。而電流大到一定程度，它的阻值迅速升高，引起發熱，而越熱電阻越大，從而阻斷電源電流。當溫度降下來以后能自動恢復正常。這種器件可防止CMOS器件在遇到強沖擊型干擾時引起所謂“可控硅觸發”現象。這種現象指集成電路硅片的基體變得導通，從而引起電流增大，導致CMOS集成電路發熱乃至燒毀。4.防雷擊器件
室外使用的單片機系統或電源線、信號線從室外架空引入室內的，要考慮系統的防雷擊問題。常用的防雷擊器件有：氣體放電管，TVS(TransientVoltageSupervention)等，氣體放電管是當電源電壓大于某一值時，通常為數十伏或數百伏，氣體擊穿放電，將電源線上強沖擊脈沖導入大地，TVS可以看成兩個并聯且方向相反的齊納二極管，當電兩端電壓高于某一額定值時導通。其特點是可以瞬態通過數百乃至上千安培的電流。這類元器件要和抗共模和抗差模干擾的電感配合使用以提高抗干擾效果。
提高單片機系統抗干擾能力的主要手段
1.接地
這里的接地指接大地，也稱作保護地。為單片機系統提供良好的地線，對提高系統的抗干擾能力極為有益。特別是對有防雷擊要求的系統，良好的接地至關重要。上面提到的一系列抗干擾元件，意在將雷擊、浪涌式干擾以及快脈沖群干擾去除，而去除的方法都是將干擾引入大地，如果系統不接地，或雖有地線但接地電阻過大，則這些元件都不能發揮作用。為單片機供電的電源的地俗稱邏輯地，它們和大地的地的關系可以相通、浮空、或接一電阻，要視應用場合而定。不能把地線隨便接在暖氣管子上。絕對不能把接地線與動力線的火線、零線中的零線混淆。
2.隔離與屏蔽
典型的信號隔離是光電隔離。使用光電隔離器件將單片機的輸入輸出隔離開，一方面使干擾信號不得進入單片機系統，另一方面單片機系統本身的噪聲也不會以傳導的方式傳播出去。屏蔽則是用來隔離空間輻射的，對噪聲特別大的部件，如開關電源，用金屬盒罩起來，可減少噪聲源對單片機系統的干擾。對特別怕干擾的模擬電路，如高靈敏度的弱信號放大電路可屏蔽起來。而重要的是金屬屏蔽本身必須接真正的地。
3.濾波
濾波指各類信號按頻率特性分類并控制它們的方向。常用的有各種低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器。低通濾波器用在接入的交流電源線上，旨在讓50周的交流電順利通過，將其它高頻噪聲導入大地。低通濾波器的配置指標是插入損耗，選擇的低通濾波器插入損耗過低起不到抑制噪聲的作用，而過高的插入損耗會導致“漏電”，影響系統的人身安全性。高通、帶通濾波器則應根據系統中對信號的處理要求選擇使用。
印制電路板的布線與工藝
印制電路板的設計對單片機系統能否抗干擾非常重要。要本著盡量控制噪聲源、盡量減小噪聲的傳播與耦合，盡量減小噪聲的吸收這三大原則設計印制電路板和布線。當你設計單片機用印制電路板時，不仿對照下面的條條檢查一下。
·印制電路板要合理區分，單片機系統通?？煞秩齾^，即模擬電路區(怕干擾)，數字電路區(即怕干擾、又產生干擾)，功率驅動區（干擾源）。
·印刷板按單點接電源、單點接地原則送電。三個區域的電源線、地線由該點分三路引出。噪聲元件與非噪聲元件要離得遠一些。
·時鐘振蕩電路、特殊高速邏輯電路部分用地線圈起來。讓周圍電場趨近于零。
·I/O驅動器件、功率放大器件盡量靠近印刷板的邊，靠近引出接插件。
·能用低速的就不用高速的,高速器件只用在關鍵的地方。
·使用滿足系統要求的最低頻率的時鐘，時鐘產生器要盡量靠近用到該時鐘的器件。
·石英晶體振蕩器外殼要接地，時鐘線要盡量短，且不要引得到處都是。
·使用450的折線布線，不要使用900折線,以減小高頻信號的發射。
·單面板、雙面板，電源線、地線要盡量的粗。信號線的過孔要盡量少。
·4層板比雙面板噪聲低20dB。6層板比4層板噪聲低10dB。經濟條件允許時盡量用多層板。
·關鍵的線盡量短并要盡量粗，并在兩邊加上保護地。將敏感信號和噪聲場帶信號通過一條扁帶電纜引出的話，要用地線-信號-地線......的方式引出。
·石英振蕩器下面、噪聲敏感器件下面要加大地的面積而不應該走其它信號線。
·任何信號線都不要形成環路，如不可避免，環路應盡量小。
·時鐘線垂直于I/O線比平行于I/O線干擾小，時鐘線要遠離I/O線。
·對A/D類器件，數字部分與模擬部分寧可繞一下也不要交叉。噪聲敏感線不要與高速線、大電流線平行。
·單片機及其它IC電路，如有多個電源、地端的話，每端都要加一個去耦電容。
·單片機不用的I/O端口要定義成輸出。
·每個集成電路要加一個去耦電容，要選高頻信號好的獨石電容式瓷片電容作去耦電容。去耦電容焊在印制電路板上時，引腳要盡量短。
·從高噪聲區來的信號要加濾波。繼電器線圈處要加放電二極管?？梢杂么粋€電阻的辦法來軟化I/O線的跳變沿或提供一定的阻尼。
·用大容量的鉭電容或聚脂電容而不用電解電容作電路充電的儲能電容。因為電解電容分布電感較大，對高頻無效。使用電解電容時要與高特性好的去耦電容成對使用。
·需要時，電源線、地線上可加用銅線繞制鐵氧體而成的高頻扼流器件阻斷高頻噪聲的傳導。
·弱信號引出線、高頻、大功率引出電纜要加屏蔽。引出線與地線要絞起來。
原來使用的“單片機技術與應用”課程的教學大綱對知識點分解層層深入，便于學生由淺入深地學習相關知識。但是由于原有的教學大綱只對知識點作出了要求，沒有對教學方法和教學過程作出要求；只強調了理論知識的學習，沒有對學生職業行為能力培養作出要求，所以學生感覺學習過程枯燥乏味，內容深度大，學習難度大。
新制定的課程標準繼承了原有教學大綱中知識點由淺入深的分解特點，對各個知識點進行重新整合，以項目為驅動帶動全部知識的學習。把原來先學后練的教學方法改為了邊做邊學的學習方法，從而激發學生的學習興趣，讓學生參與到教學中。同時，在新課標中還強調了對學生職業行為能力培養的要求，將知識點的學習與實際工作流程相結合，學生掌握了該知識在實際工作中的應用方法。
原教學大綱和新課標中知識點分解圖如圖1：
2“單片機技術與應用”課程標準制定
2.1課程設計的基本理念
高等職業教育的根本任務是培養高級技術應用型人才。課程教學是實現高等職業教育人才培養目標的基本途徑，課程教學的質量是直接影響人才培養質量的核心要素。新的課程體系要與經濟建設、科技進步和社會發展要求相適應，與人的全面發展需求相適應，與高等教育大眾化條件下多樣化的學習需求相適應，與高等職業教育課程改革與建設相適應。本體系的構建，應根據先進的職業教育思想，改變學科本位的觀念，加強實踐教學，著眼課程群，培養學生綜合運用相關現代化先進工具和知識，培養學生的創新精神和創新能力。
(1)面向全體學生，注重素質教育、能力與技能培養
本課程面向計算機應用技術專業的全體學生，注重專業基礎素質教育，激發學生的學習興趣，提高他們的抽象思維能力，增強他們理論聯系實際的能力，培養他們的創新精神。重視知識與技能；過程與方法；情感態度與價值觀課程目標的培養。
(2)突出學生主體，尊重個體差異
本實訓在目標設定、教學過程、課程評價和教學資源的開發等方面都突出以學生為主體的思想，課程實施應成為學生在教師的指導下構建知識、活躍思維、展現個性和拓展視野的過程。
(3)注重過程評價，促進學生發展
建立能激勵學生動手能力發展的評價方法。在課程學習過程中應注重培養和激發學生動手實踐的積極性和自信心。
(4)開發課程資源，拓展學用渠道
本課程要力求合理利用和積極開發課程資源，給學生提供貼近現場實際，能反映新技術、新工藝、新設備的課程資源。
2.2課程總體目標
課程總目標是使學生具有單片機系統編程和設計的知識與技能、具備較高的職業素質，具有調試單片機系統程序和設計最小單片機系統的能力，能解決程序調試和系統設計中遇到的問題，能勝任單片機產品調試員、單片機產品技術支持、單片機軟件開發師、單片機硬件開發師和單片機設計師等崗位工作。
(1)知識要求
會對所學知識進行整合，能夠根據設計要求獨立編寫程序，并能在實踐工作中熟練進行單片機程序和系統電路的調試；掌握各種接口電路的分析方法和理論知識。
(2)技能
能熟練進行單片機程序和系統電路的調試，并能獨立設計單片機系統電路并能編寫相應程序，同時還可以對以單片機為核心的設備進行維護。
(3)素質
通過項目實踐，培養愛崗敬業、熱情主動的工作態度；養成遵守操作規程，分析工作整潔、有序、愛護儀器設備的良好實驗習慣；能認真負責、實事求是、堅持原則、一絲不茍地依據標準進行編程和設計，并在工作實踐中能遵守勞動紀律，注意安全，具備良好的敬業精神和協作精神，堅持努力學習，不斷提高自身可持續發展的基礎理論水平和操作技能，形成良好的職業素養和勤奮工作的基本素質。
2.3內容目標
本課程標準通過對知識點的重新分解，將內容分成了六個主題。其中主題一是對單片機系統原理知識的學習，主題六是對知識的總結訓練，而其他的四個主題分為學習情境和訓練情景兩部分。在主題二到主題四中每個學習情境都分為了若干個小項目，幾個小項目又可以合為一個項目。內容目標詳見附錄，其中學習情境設計方案如圖2所示：
2.4教學評價建議
(1)改革傳統的學生評價手段和方法，采用階段評價、目標評價、項目評價、理論與實踐一體化的評價模式。
(2)關注評價的多元性，結合課堂講解表現、課堂項目操作、項目訓練、綜合訓練及考試情況，綜合評價學生成績。筆答考試可采用開卷考試形式。
(3)評價比例分配
課堂表現：8%；課堂項目操作：12%；項目訓練20%；綜合訓練：20%；考試：40%。
以上為“單片機技術與應用”課程標準的主要設計內容。由于課程標準的提出時間不長，沒有嚴格的設計要求，因此在新課標的設計過程中遇到一些問題。如內容目標中的格式如何進行設計，是否將教師的教學方法融入其中，學生目前所具有的學習能力是否能夠與新課標中的要求相結合等等，這些都需要進一步的研究。
附錄：內容目標
主題一理論學習
要對一個單片機系統進行分析設計和編寫程序，就必須非常熟悉單片機芯片的組成原理，特別是要熟悉其各個外部引腳、內部寄存器和數據區的使用方法。
1學習目標
(1)了解MCS-51單片機的內部結構、主要功能部件和CPU微處理器的組成、任務分配。
注意：單片機上電后程序指針被賦予的初值。
(2)了解MCS-51單片機的程序存儲器結構，掌握內部數據存儲器的空間分配和SFR。
注意：程序存儲器的編址規律；只訪問外程序存儲器時，外部引腳的連接要求；上電后堆棧指針被賦予的初值。
(3)掌握89C51芯片的外部引腳功能常見的幾種復位電路和計算機器周期的方法。
注意：準雙向并口和真正雙向并口的區別和相應并口讀數時的編程要求；89C51的復位時間是多少。
(4)開發工具的使用
介紹Keil(或MedWin)、ISP兩個軟件的使用方法，并各種指令的學習編寫簡單的子程序，將源程序文件編譯并上載至實驗儀中顯示結果。
知識點：
掌握常用編程軟件的使用。在程序運行期間觀察相應存儲區和寄存器中數據的變化。
掌握MCS-51單片機的尋址方式。
2教學建議
(1)教學時數10學時。
(2)實物教學，增強感性認識。
主題二學習情境1
1學習情境：信號燈控制
2學習目標
(1)熟練掌握MCS-51單片機的尋址方式和指令系統。
技能點：要會畫出模塊的流程圖，建立學生的編程思維；分清各個尋址方式的功能。(DATAPDATAXDATACODE的訪問方式，地址空間，針對89C52芯片多128BytesDATA區的應用，實際應用中256bytesData區的單片機更多)
(2)能編寫完整的程序。
技能點：會進行地址分配，整個程序的起始地址要正確；掌握各種程序結構，能夠畫出系統的流程圖。
(3)會應用常見的調試軟件進行程序調試。
(4)理解機器周期和指令周期。
3學習情境內容
功能一：信號燈的控制1
利用P1口控制8個發光二極管，通過編寫并上載不同的程序，觀察發光二極管的狀態。
點亮8個發光二極管后單片機空運行。
給片內RAM中40H-4FH單元賦值后，將其數據傳送給片外50H-5FH單元，最后將56H中的數據由P1口輸出給發光二極管顯示。
在數據區建立一個數據表，編寫程序將表中的第3個數由P1口輸出給發光二極管顯示。
知識點：
掌握數據傳送指令。
掌握MCS-51單片機并口傳送和讀取數據時得技術要求。
MOVX與MOVC的區別
功能二：信號燈的控制2
利用并口控制發光二極管，通過編寫并上載不同的程序，觀察發光二極管的狀態。
將累加器中的數據(十六進制)轉換為BCD碼，個位存入30H，十位存入31H，百位存入32H，最后由P0口輸出個位數據，P1口輸出十位數據，P2口輸出百位數據。
將DPH和DPL中放入兩個小于10的數據a和b，編寫程序實現c=a2+b2-a，并把c通過P0口輸出。
將累加器A中數據得高4位和寄存器B中數據的低4位相乘后取反，并將其結果通過P0口輸出。
采用移位指令，實現累加器A中數據乘4，寄存器B中數據除以2。
知識點：
掌握算術操作指令和邏輯運算指令。
會畫簡單的流程圖。
會使用軟件正確調試程序。
功能三：信號燈的控制3
設計一個延時程序，使與P2.0相連的發光二極管每隔1秒亮一次。
采用循環控制，使8個發光二極管呈跑馬燈方式閃爍，其中發光二極管點亮時長為1秒，熄滅時長為2秒。
知識點：
掌握程序轉移類指令和位操作指令。
會畫簡單的流程圖。
會使用軟件正確調試程序。
理解指令延時的用法，NOP指令的使用。
4教學建議
(1)教學時數12學時。
(2)學習過程中，教師通過講解和演示，指導學生完成項目學習。
(3)采用多做多練加強學生對所學知識的掌握程度。
(4)安排項目訓練，鞏固所學內容。
5實踐活動建議
(1)訓練情境1：交通燈控制
(2)教學建議：6學時
(3)采用每組兩人的分組方式，鍛煉學生獨立設計和調試程序的能力
(4)集中安排實驗
主題三學習情境2
1學習情境
跑馬燈設計與實現
2學習目標
(1)掌握TMOD和TCON專用寄存器各位的定義與設置。會計算和設置定時/計數器的初值。
(2)掌握IE和IP專用寄存器各位的定義與設置。理解中斷的工作過程，熟記中斷入口地址。
技能點：能夠正確使用中斷方式對定時/計數器進行編程；能夠使用中斷方式對外部事件中斷進行處理；會畫流程圖，并編寫完整的具有中斷程序；理解電平觸發中斷、邊沿觸發中斷的區別及應用；中斷的優先級和中斷嵌套的應用，中斷現場的保護和恢復。
3學習情境內容
設計一個個性跑馬燈，能夠完成以下功能：
功能一：利用P2口，用單片機內部的定時器采用查詢方式，使8個發光二極管呈跑馬燈方式閃爍(亮1秒、滅2秒)。
功能二：用計數器中斷對按鍵按下的次數計數，作為跑馬燈閃爍次數。
功能三：用外部中斷對正常顯示和閃爍次數設定功能進行轉換。
知識點：
掌握定時/計數器的初始化方法；定時器初值與計數器初值的計算與設定。
掌握中斷源與中斷服務程序的入口地址；中斷相關寄存器的使用方法；中斷工作過程。
4教學建議
(1)教學時數8學時。
(2)學習過程中，教師通過講解和演示，指導學生完成項目學習。
(3)采用項目教學，多做多練加強學生對所學知識的掌握程度。
(4)安排項目訓練，鞏固所學內容。
5實踐活動建議
(1)訓練情境2：秒表設計與實現
(2)教學建議：6學時
(3)采用每組兩人的分組方式，鍛煉學生獨立設計和調試程序的能力
(4)集中安排實驗
主題四學習情境3
1學習情境
單片機點對點串口通信
2學習目標
(1)了解SCON專用寄存器各位的定義與設置，掌握串口初始化的內容與步驟。
(2)會用查詢和中斷方式編寫數據通信程序。
技能點：能夠正確地編寫數據通信程序。
3學習情境內容
設計一個單片機之間的點對點的通信系統。要求甲機發送，乙機接收。甲機中按加號鍵，乙機中顯示數據加1；甲機中按減號鍵，乙機中顯示數據減1
知識點：
掌握與串行口初始化方法。
掌握串行口通信波特率的計算方法。
掌握串行口通信編程的兩種方法。
4教學建議
(1)教學時數6學時。
(2)學習過程中，教師通過講解和演示，指導學生完成項目學習。
(3)采用項目教學，多做多練加強學生對所學知識的掌握程度。
(4)安排項目訓練，鞏固所學內容。
5實踐活動建議
(1)訓練情境3：單片機雙機通信
(2)教學建議：6學時
(3)采用每組兩人的分組方式，鍛煉學生獨立設計和調試程序的能力
(4)集中安排實驗
主題五學習情境4
1學習情境
溫度控制系統的設計與實現
2學習目標
(1)使用P0、P2口的第二功能，擴展片外數據存儲器RAM和片外程序存儲器。
技能點：能夠正確對89C51進行片外RAM和ROM擴展；理解并記住MOVX指令的時序圖。
(2)對89C51的并口進行擴展
技能點：能夠正確對89C51的并口進行擴展。
(3)人機接口擴展
技能點：能夠正確地在89C51外連接鍵盤和顯示設備。
(4)8位A/D轉換芯片與單片機的接口
技能點：能夠正確選擇A/D轉換芯片，并實現其與單片機的正確連接。
(5)8位D/A轉換芯片與單片機的接口
(6)掌握C51程序設計方法
技能點：能夠正確運用單片機C51語言對單片機系統進行編程。
3學習情境內容
設計一個溫度控制系統，要求用C51編寫系統程序，并且該系統滿足以下要求：
功能一：使用89C51擴展一個片外RAM。
知識點：
掌握P0、P2口的第二功能使用方法。
會擴展片外數據存儲器和片外程序存儲器。
功能二：用兩位七段數碼管顯示其溫度值。
知識點：
掌握LED的動態顯示方法。
功能三：用4*4的矩陣鍵盤，設置其溫度初值。
知識點：
掌握鍵盤設計方法。
掌握LED動態顯示方法。
功能四：具有對環境溫度進行實時測量，當外界溫度于設定溫度時，啟動風扇降溫；當外界溫度低于設定最低溫度時，發出報警聲。
知識點：
掌握A/D轉換的方法。
掌握D/A轉換的方法。
掌握正確選擇A/D和D/A芯片的方法。
4教學建議
(1)教學時數20學時。
(2)提高課堂質量，上課時要多啟發學生，提高他們提出問題、分析問題、解決問題的能力，讓學生學會理解記憶的技巧。
(3)采用項目教學，多做多練加強學生對所學知識的掌握程度。
(4)安排項目訓練，鞏固所學內容。
5實踐活動建議
(1)訓練情境：人機接口設計與實現
(2)教學建議：6學時
(3)采用每組兩人的分組方式，鍛煉學生獨立設計和調試程序的能力
(4)集中安排實驗
主題六綜合訓練
使用套件設計一個最小單片機系統，完成其設計、繪圖、焊接、編程、調試工作并撰寫實訓報告。
1教學建議
(1)教學時數20學時。
(2)教師命題，學生獨立完成。
關鍵詞：TCP/IP協議單片機因特網局域網網卡芯片
在因特網上，TCP/IP協議每時每刻保證了數據的準確傳輸。在數據采集領域，如何利用TCP/IP協議在網絡中進行數據傳輸成為一個炙手可熱的話題。在本系統中，筆者利用TCP/IP協議中的UDP（用戶數據報協議）、IP（網絡報文協議）、ARP（地址解析協議）及簡單的應用層協議成功地實現了單片機的網絡互連，既提高了數據傳輸的速度，又保證了數據傳輸的正確性，同時也擴展了數據傳輸的有效半徑。
1TCP/IP協議簡介
TCP/IP協議是一套把因特網上的各種系統互連起來的協議組，保證因特網上數據的準確快速傳輸。參考開放系統互連（OSI）模型，TCP/IP通常采用一種簡化的四層模型，分別為：應用層、傳輸層、網絡層、鏈路層。
（1）應用層
網絡應用層要有一個定義清晰的會話過程，如通常所說的Http、Ftp、Telnet等。在本系統中，單片機系統傳遞來自Ethernet和數據終端的數據，應用層只對大的數據報作打包拆報處理。
（2）傳輸層
傳輸層讓網絡程序通過明確定義的通道及某些特性獲取數據，如定義網絡連接的端口號等，實現該層協議的傳輸控制協議TCP和用戶數據協議UDP。在本系統中使用UDP數據報協議。
（3）網絡層
網絡層讓信息可以發送到相鄰的TCP/IP網絡上的任一主機上，IP協議就是該層中傳送數據的機制。同時建立網絡間的互連，應提供ARP地址解析協議，實現從IP地址到數據鏈路物理地址的映像。
（4）鏈路層
由控制同一物理網絡上的不同機器間數據傳送的底層協議組成，實現這一層協議的協議并屬于TCP/IP協議組。在本系統中這部分功能由單片機控制網卡芯片CS8900實現。
2硬件框圖
如圖1所示，系統提供RJ45接口連接Ethernet網絡，并且提供一個串口給用戶使用。系統板可以將從Ethernet上過來的IP數據報解包后送給串口，也可將從串口過來的數據封裝為IP包送到局域網中。外部RAM使用61C1024（128KB），從而為數據處理提供了很大的緩存；使用E2PROM——X25045，既可以作為看門狗使用，也可以將IP地址、網卡物理地址和其他參數保存在里面。
CS8900芯片是CirrusLogic公司生產的一種局域網處理芯片，它的封裝是100-pinTQFP，內部集成了在片RAM、10BASE-T收發濾波器，并且提供8位和16位兩種接口，本文只介紹它的8位模式。
NE103是一種脈沖變壓器，在CS8900的前端對網絡信號進行脈沖波形變換。
3工作原理
3.1CS8900的工作原理
CS8900與單片機按照8位方式連接，網卡芯片復位后默認工作方式為I/O連接，基址是300H，下面對它的幾個主要工作寄存器進行介紹（寄存器后括號內的數字為寄存器地址相對基址300H的偏移量）。
·LINECTL（0112H）
LINECTL決定CS8900的基本配置和物理接口。在本系統中，設置初始值為00d3H，選擇物理接口為10BASE-T，并使能設備的發送和接收控制位。
·RXCTL（0104H）
RXCTL控制CS8900接收特定數據報。設置RXTCL的初始值為0d05H，接收網絡上的廣播或者目標地址同本地物理地址相同的正確數據報。
·RXCFG（0102H）
RXCFG控制CS8900接收到特定數據報后會引發接收中斷。RXCFG可設置為0103H，這樣當收到一個正確的數據報后，CS8900會產生一個接收中斷。
·BUSCT（0116H）
BUSCT可控制芯片的I/O接口的一些操作。設置初始值為8017H，打開CS8900的中斷總控制位。
·ISQ（0120H）
ISQ是網卡芯片的中斷狀態寄存器，內部映射接收中斷狀態寄存器和發送中斷狀態寄存器的內容。
·PORT0（0000H）
發送和接收數據時，CPU通過PORT0傳遞數據。
·TXCMD（0004H）
發送控制寄存器，如果寫入數據00C0H，那么網卡芯片在全部數據寫入后開始發送數據。
·TXLENG（0006H）
發送數據長度寄存器，發送數據時，首先寫入發送數據長度，然后將數據通過PORT0寫入芯片。
以上為幾個最主要的工作寄存器（為16位），CS8900支持8位模式，當讀或寫16位數據時，低位字節對應偶地址，高位字節對應奇地址。例如，向TXCMD中寫入00C0H，則可將00h寫入305H，將C0H寫入304H。
系統工作時，應首先對網卡芯片進行初始化，即寫寄存器LINECTL、RXCTL、RCCFG、BUSCT。發數據時，寫控制寄存器TXCMD，并將發送數據長度寫入TXLENG，然后將數據依次寫入PORT0口，如將第一個字節寫入300H，第二個字節寫入301H，第三個字節寫入300H，依此類推。網卡芯片將數據組織為鏈路層類型并添加填充位和CRC校驗送到網絡同樣，單片機查詢ISO的數據，當有數據來到后，讀取接收到的數據幀。讀數據時，單片機依次讀地址300H，301H，300H，301H…。
3.2單片機工作流程
如圖人所示，單片機首先初始化網絡設備。網卡IP地址和物理地址存在X25045中，單片機復位后首先讀取這些數據以初始化網絡。
單片機主要完成數據的解包打包。當有數據從RJ45過來，單片機對數據報進行分析，如果是ARP（物理地址解析）數據包，則程序轉入ARP處理程序（因為在網絡上正是ARP協議將IP地址和物理地址相映射）。如果是IP數據包且傳輸層使用UDR協議，端口正確，則認為數據報正確，數據解包后，將數據部分通過串口輸出。反之，如果單片機從串口收到數據，則將數據按照UDP協議格式打包，送入CS8900，由CS8900將數據輸出到局域網中。
可以知道，單片機主要處理協議的網絡層和傳輸層，鏈路層部分由CS8900完成。因單片機將數據接收后完整不變地通過串口輸出，所以將應用層交付用戶來處理，用戶可以根據需求對收到的數據進行處理。
在單片機的程序處理中，包含了完整的APR地址解析協議。通過在單片機中正確設置網關、子網掩碼等參數，實現了通過局域網單片機與外部因特網上的終端設備的數據通信。
伴隨計算機技術的迅速發展，計算機在眾多行業領域都得到了廣泛應用，然而其也受到了體積方面限制，計算機技術在工業控制方面經常無法運用，所以計算機微型化是計算機技術重要發展方向，自集成電路至超集成電路，自電子管至晶體管，計算機體積在漸漸變小，一直到限制的 ARM 及單片機微型計算機，促進了計算機技術的應用和發展。很多專家與學者為研究計算機在單片機里的應用，進行了大量實踐，希望發現提升單片機效率的最佳使用方式，單片機是電子行業重要部件，它在電子行業中的位置無可取代，尤其是對工業控制領域來說，一旦單片機出現問題，所有控制系統都不能正常運行工作。
2 電子工程的內涵
伴隨互聯網與電子計算機的不斷發展，網絡技術漸漸進入黃金發展階段，這對電子技術的深入發展起了巨大推動作用。伴隨互聯網對社會發展及經濟發展的推動越來越明顯，電子工程的重要性漸漸突顯出來，要更好的發展電子工程技術，提高我國的綜合國力，一定要不斷創新和探索電子工程技術，以促進電子工程技術獲得新的發展，電子工程技術以網絡技術和計算機作為基本的載體，系統性地處理與控制電子信息。依據目前電子工程技術發展情況來看，它作為系統的技術漸漸發生產業鏈分化，很多領域行業相互交叉的信息技術漸漸出現，這促進了很多新興產業發展。
3 單片機的使用概況
3.1 單片機使用發展歷史
在計算機剛剛出現時期，因為受性能與體積的影響，計算機還沒有得到實際運用，僅僅在實驗室科研室里有一些應用，用來進行簡單的數學方面計算，某種程度上講，單片機某一時期的使用還沒有電子計算器受到歡迎，因為它可以自行運算，所以，人們一直很期待和重視計算機的發展，伴隨電子技術不斷進步和發展，計算機性能有了很大提高，體積也有了很大程度的控制。信息技術的快速發展使筆記本電腦開始出現，筆記本電腦又把計算機帶入了新的發展時期，當計算機被用于工業控制領域時，它的體積仍然較大，這時人們按照實際運用需要，開始研發了以計算機架構為基礎的單片機，利用了儲存器、控制器工作方式，除掉人機的相互交換界面，如果要讓單片機完成特定工作任務，一定要把任務寫進對應控制程序內，因為無人機相互交換的界面，所以，一定要利用特殊裝置完成程序輸入。當命令程序被輸入單片機后，還要結合對應控制系統來應用，一般情況下，單片機都要直接面板里，因為單片機插腳壽命有限，應用次數不能太多，不可以頻繁拆卸控制程序，要解決這一矛盾問題，所以出現的單片機均支持在線輸入程序。網絡技術是現代化信息的基礎，它對社會的發展具有重要作用，網絡技術在人們生活中日漸普及，并影響著人們的需求，電子工程技術隨著獲得了長足發展，尤其是在醫學領域方面獲得了突破性進展，它推動了醫學信息化的發展。
3.2 目前單片機的應用現狀
因為歷史原因，我國科技發展與經濟發展都比較晚，和西方一些發達國家相比，單片機擁有技術水平很低，特別是單片機生產與設計工作，單片機的核心制造技術都在發達國家手里，我國所運用的單片機有很多都來自發達國家工廠。近幾年 51 系列的單片機受到人們認可和廣泛應用，但 51 系列單片機多數是由 ATMEL 與英特爾公司所生產，同時，對于單片機的生產設計技術，發達國家對我們一直處于封鎖狀態，并且限制不發達國家進口其單片機。我國要想從根本上解決單片機這些問題，必須重視單片機技術的研究與發展工作，高度重視單片機技術，為應對發達國家的封鎖，我國一直在加大力量研究單片機技術，提升相關技術研發工作人員待遇，政府公布許多有關單片機的法規政策，鼓勵和支持單片機的發展，加大力度保護我國單片機科技公司，所以，最近幾年我國的電子業獲得重大發展，我國的電子科技公司已經制造了有其產權的中央處理器，盡管這些處理器與發達國家中央處理器的性能還相差較大，處理器加工工藝也不夠完善，但可以設計制造中央處理器就表明我們已經取得進步，未來也一定會自主研究和開發出眾多單片機微型計算機。
4 單子工程技術特征
電子工程技術是伴隨電子行業發展而形成的一門新興學科。當今時代是信息技術高速發展的時代，要實現信息化，發展電子行業是前提與基礎，通過電子工程技術可以看出一個國家的信息化水平的高低。所以，每個國家都必須高度重視電子工程技術，也因此，很多高等院校都安裝信息化發展情況增設電子工程技術課程和專業。高等院校的電子工程專業學生只有完成有關電子工程技術的學習，才可以在畢業后進入電子工程有關企業從事電子工程技術方面的設計或制造工作，才能給我國的電子工程技術發展貢獻一份力量。大量的調查結果和實踐證明充分顯示，現階段我國的電子工程技術水平依然很低，要迅速發展電子行業，必須借鑒其他發達國家的成功經驗，因為西方國家在單片機技術方面的封鎖，使我國可借鑒的經驗較少，我國必須漸漸探索才能發展電子工程技術。
5 電子工程技術在單片機技術里的運用
單片機屬于微型計算機，目前，單片機在工業控制系統得到了廣泛應用，并且經過多年發展，有關單片機技術已經日益成熟，并且逐步形成了較為完善的運用體系。正常情況下，單片機運用有兩個重要部分組成，即軟件部分與硬件部分。軟件主要指各個控制程序，硬件主要是指各類型的電子元器件，要有效控制系統，一定要運用電子元器件來共同組建控制系統，再根據具體控制要求，有目的性的編制和設定對應控制程序，當控制程序被輸入單片機后就能夠實現任務控制，所以電子工程技術對單片機運用來說，在軟件方面及硬件方面都有著十分重要的意義。電子工程技術的進步與發展使得電子元器件開始出現，人們普遍認為第三次科技革命的開始就是計算機的出現，同時，計算機的出現與發展又是建立在電子工程技術前提下的。大量的實踐表明現階段我國的許多電子元器件工廠的工程都屬于其他國家公司，我國很少有自己本土電子工程技術型企業。伴隨單片機被人們廣泛用于工業控制方面，電子工程技術變得越來越重要。
6 結束語
1.1手機語音
目前，手機的語音功能越來越強大，其中語音功能中有一項非常重要的功能——語音識別，這種語音功能和單片機具有密切的聯系。語音信息條目輸入后，單片機系統就可以進行識別，并且進行相關的操作。單片機主要設置于音頻入口處，主要功能是為了收集各種音頻信息，然后一一分析、辨別，最后分別向各個部件下發指令，完成相關的操作。
1.2電話錄音
電話不僅具有通話功能，同時還具備通話錄音功能，單片機用于錄音電話中不僅可以收集各種請求信號，也可以發出相應的控制信號。
1.3應用于儀器儀表領域
單片機具有體積小、高集成度、可靠性高等優點，將其應用于儀器儀表行業，可大大提高儀器儀表的智能化、數字化程度，也可以有效提高儀器儀表的控制功能、處理功能、測試功能。比如，目前將單片機技術應用于航天航空儀器儀表中，在很大程度上提高了儀器的集成性、可靠性以及準確性，事故發生率也大大降低，整個航天航空電子系統的智能化、自動化水平顯著提高，信息傳遞效率和速度也有效提高。
1.4應用于家用電器領域
隨著單片機技術的不斷發展和普及應用，單片機技術不僅僅局限于一些高端的科研器械領域中，同時在人們的日常生活中也得到廣泛應用。單片機的應用可以使整體家用電氣得到智能化、一體化控制，也可提高電器的使用性能，有效識別相關的信息。比如，微波爐、洗衣機、電視機等一些常用的家用電器的顯示系統、控制系統中會應用到單片機。將其應用于電視機上，可以使用戶有效控制大型智能游戲，而且也可以選擇更加方便的頻道方式。將其應用于微波爐上，可以使食物的加熱時間以及加熱溫度得以控制。將其應用于洗衣機中，可以按照衣服的臟度以及衣料的材質自動選擇洗滌的強度、時間以及洗滌劑使用量。
1.5應用于醫療器械領域
現階段我國醫療條件下，在檢測手段、消毒條件、住院條件、檢測手段等各方面都具有或多或少的問題，對患者就診會有一定的影響。在醫療器械領域中應用單片機技術，可以在同一時間對多種疾病進行有效分析，不僅可以大大提高檢測設備的檢測準確性，也可在很大程度上提高診斷下藥的科學性、可靠性，減少臨床漏診、誤診率。同時，在醫療器械中應用單片機技術，有利于提高醫療設備結構的智能化、合理化、自動化。目前，像分析儀器、超聲波檢測儀器、呼叫系統等醫療器械中都會應用到單片機。
1.6應用于工業控制領域
近年來隨著工業的不斷發展，工業生產的自動化程度不斷提高，尤其是在電力高壓行業、核工業、粉塵工業等一些特殊環境下，對于人體的危害較大，因此基本上都已經實現自動化操作。在這些高危作業的自動化操作中目前已經廣泛應用到單片機技術。在工業化控制管理過程中應用單片機技術，通過數據采集以及過程控制手段實現了工業控制管理工作的有效性以及科學性。目前，在報警系統、自動噴漆系統、流水線作業系統等方面都廣泛應用到單片機技術。
2.關于單片機的開發技術
出現新的CPU后，以往的8位機慢慢增加到了16位機、32位機、64位機甚至更高的級別?，F階段，基本上單片機都應用了EET技術，增加該項技術后可以有效避免外界的干擾，確保系統的時鐘信號不受影響，整個系統的可靠性得以提升。在單片機中應用布線和驅動技術，可以減少噪聲，減輕噪聲對于電路信號的干擾，提高電路信號的傳輸質量。其次，在單片機中還應用了OPT技術、裸片技術、表面貼技術等，OPT技術相對于掩膜技術而言，具有生產周期短、風險小等特點；而裸片技術以及表面貼技術可避免OPT芯片出現接觸不良現象。開發單片機技術的過程中，應該綜合考慮成本、性能、適用環境等多方面因素，盡可能開發出和企業相適應的自動化系統。在選擇編程語言時，由于C語言程序具有良好的可繼承性，而且也便于進行模塊化設計以及管理工作，因此一般都會選擇C語言。在選擇型號時，有AVR、8501、MS430、PIC等多種選擇，因為不同的型號并不會存在較大的差異，因此在選擇其中的一種型號后能舉一反三。另外，在設計、開發單片機的過程中，還需要考慮接口設計、系統干擾、驅動電路設計、軟件設計、平臺建設、接口設計、抗干擾設計等諸多方面。
3.總結
