單片機畢業設計

單片機畢業設計范文

　　單片微型計算機簡稱單片機,它具有結構簡單,重量輕,價格低等優點。以下是小編準備的單片機畢業設計范文，快一起來看看吧!

　　單片機監控系統探究

　　摘 要：單片機因為其強大的控制系統目前被廣泛應用到了野外作業、企業生產和軍事指揮監控之中。文章介紹了單片機的監控系統方案，并對單片機監控系統的發展趨勢進行了預測。

　　關鍵詞：單片機;監控;數據;通信技術

　　隨著半導體技術的飛速發展，當前將超大規模集成電路集成到一個很小硅片上的技術已經得到了實現，由此帶來了單片機技術的飛速發展。目前的單片機，已經由最初的4位、8位單片機，發展到現在的32位300 M高速單片機。32位單片機由于內部采用了RISC(精減指令系統計算機)機構，因而優化了指令系統，同時也帶來了快捷的運算速度和超強的數據處理能力，同時由于其使用方便，具有強大的中斷控制系統、定時/事件控制系統，同步/異步通信控制系統，因而可以利用單片機實現對分散測控對象的監控。目前，這項技術已經被越來越廣泛地應用到野外作業、企業生產和軍事指揮控制之中了。

　　1 單片機監控系統方案介紹

　　監控系統需要有一個主站、若干個機動從站構成。主站的作用在于收集來自傳感器的數據信息，發布控制命令及實現自動化轉臺。從站位于固定機房、無人值守間及野外作業站等地方，其主要功能是對傳感器的指示數據進行檢測驗收、對Karlman濾波后的生產工藝方程進行解算和相關顯控處理等。主站與從站之間的通信方式采用點與點之間的碼分多址通信。

　　從站電路功能如圖1所示。

　　①主站和從站自定義了60芯的專用系統信號，結構采用雙CPU(80C196、8031)擴展STD總線結構。為了和數據通信板的8031之間數據交換的便利，將0C000H-0C3FFH分配給雙口RAM(IDT7130)。為了方便調試非全地址譯碼I/O空間，芯片類型選擇了在線可編程芯片ISP2031。

　　②付站顯控電路。顯控主芯片采用MC6847，將80C196地址空間的0A000-0C000H分出供顯存占用，監視器選擇工業級CRT，屏幕分辨率800×600.自建專用12×12非標準漢字庫。選擇8279型號主芯片進行鍵盤控制。

　　③使用I/O板，進行數據接收。采用數字濾波技術消除模擬輸入信號的噪聲，為了使運行混亂的程序重新步入正規，采用在雙字節指令和三字節指令后插入兩個字節以上的NOP，造成指令冗余的方式，避免后面的指令被當作操作數執行，從而使程序自動納入正軌。

　　④智能接口板芯片采用3片MC6821控制芯片，通過對信號實現定位，達到和模擬器數據通信的目的。

　　⑤轉臺方位轉換電路。同步傳輸機的模擬方位信號經由分立元器件電路獲取后，予以一定的信號分離處置，轉變成直流電平，經CPU切換后由AD變換電路分析出方位數據。其他傳感器轉換電路，采用高性能計數器記錄下同步脈沖信號，最后由CPU進行處理。

　　2 有線/無線數據通信設計

　　實現單片機監控的.重要環節在于中遠距離通信方案的選擇，對于單片機串行口來說，目前尚無法有效適應中遠距離通信的需要，如果從站間距離較遠，則點與點之間的距離就將超過1 km，這時候，需要采用調制解調技術。

　　2.1 有線數據通信

　　有線數據通信主要以電話線為主，經過數字調制解調器處理(Modem)，形成FSK調制信號。我們可以選用TI公司生產的單片CMOS工藝的Modem，這種調制解調器符合CCITTV.23建議和BELL202標準，可以實現對通信信號的調制解調、載波檢測，以及群延時均衡等功能。單片機的串行口RXD、TXD可以實現和RD及TD腳的直接相接。RXB腳的作用在于對接受信號偏壓調整，門限電平則進行片內調整。為保證良好的收發性能，需要精確調整CDL腳作載波檢測電平的W1、W2參數。RC、TC經過兩級調制解調運放及1∶1變壓線圈隔離后外接電纜插件。

　　2.2 無線數、話一體通信

　　當前，隨著無線數據傳輸技術的日益成熟，在遇到復雜地形或者無法架設有線傳輸設備的時候，我們常常選擇無線設施進行通信數據的傳輸。無線數據模塊的選擇在過去經常以MSM6927為主，該模塊是日本OKI公司生產的一種單片集成、采用FSK調制的Modem。目前，隨著我國無線通信模塊技術的快速發展，國內一些廠商的設備也達到了國際先進工藝水平。如東莞博銀KY-903，采用采用溫補頻率基準源，頻率合成技術，可以實現點對點、點對多點，靈活組網。另外，提供了模擬通道，在實現無線數據傳輸的時候，也可以實現話音的傳送，從而為系統監控提供了更大的便利。

　　2.3 通信軟件設計

　　具體通信方法，采取先對主機寫入數據，然后向各從機發布通信信息，以檢驗各從機是否及時相應，如未及時響應的從機，就將之從通信序列中清除出去，在實現這一過程之前，應設定主機與從機之間的響應規則，以避免多點同時響應導致的通信擁堵現象發生。

　　3 單片機監控系統保護措施

　　單片機監控系統常作為外部嵌入式系統而發揮監控作用，因而，為保證其正常工作，務必需要采取一定的保護措施，以時期可靠地進行工作。

　　①適時優化系統，進行冗余設計，不斷提高軟硬件的抗干擾能力。

　　②外接電源、通信電纜等裝置都要加裝防雷擊、防風雨、防腐蝕裝置，如加裝防雷保護器，選用防腐蝕套管等。此外，應經常對外露設施進行定期檢驗，做到發現問題及早解決。

　　③不斷優化算法設計。算法優化能夠有效提高系統的可使用性。如Karlman濾波、AD采樣后的“野值”剔除處理等。通過不斷優化算法，達到提高運算速率，增強處理能力的作用。

　　④做好非正常復位工作。由于野外環境復雜，系統在使用過程中，難免會出現電壓異常或者斷電事故的發生，一旦出現意外，系統就將出現非正常復位現象。當系統非正常復位的時候，先要恢復一些必要的系統數據，如顯示模塊的初始化、片外擴展的初始化等。然后再對測控系統的系統狀態、運行參數等予以恢復。之后再把復位前的任務、參數、運行時間等恢復，再進入系統運行狀態。

　　4 結 語

　　目前，單片機以其強大的數據處理和通信、控制能力，已經被廣泛應用到了眾多的監控系統之中了。隨著單片機系統模塊集成度越來越高，利用單片機監控系統功能，必將會更加的便捷、可靠。

　　參考文獻：

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