單片機(jī)應(yīng)用精選(九篇)

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第1篇：單片機(jī)應(yīng)用范文

【關(guān)鍵詞】 任務(wù)驅(qū)動 單片機(jī) I/O口

1 任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法

任務(wù)驅(qū)動法是基于探究性學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)的一種自主學(xué)習(xí)模式，其核心是以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，通過整合重組教學(xué)內(nèi)容，把總的教學(xué)目標(biāo)拆分，融合到一個(gè)個(gè)的教學(xué)任務(wù)中，教學(xué)過程就是完成一個(gè)個(gè)的任務(wù)。因其每一個(gè)任務(wù)都僅僅完成一個(gè)教學(xué)內(nèi)容，所以學(xué)習(xí)難度降低。而且以任務(wù)來驅(qū)動，圍繞任務(wù)調(diào)動學(xué)生的積極性，培養(yǎng)他獨(dú)立的發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，學(xué)生更容易參與并取得成功。

任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式有效解決了傳統(tǒng)的教學(xué)方法按照學(xué)科體系，從枯燥的理論到抽象的原理，不考慮學(xué)生的認(rèn)知能力和認(rèn)知特點(diǎn)的不足，是目前中職專業(yè)課教學(xué)的有效手段。

2 任務(wù)驅(qū)動法應(yīng)用于單片機(jī)教學(xué)

任務(wù)驅(qū)動法應(yīng)用于單片機(jī)教學(xué)，可以分為4個(gè)階段：提出任務(wù)、分析任務(wù)、任務(wù)實(shí)施、總結(jié)評價(jià)四個(gè)階段來進(jìn)行：（1）提出任務(wù)。這是教學(xué)實(shí)施的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。教師根據(jù)學(xué)科知識點(diǎn)和教學(xué)目標(biāo)，兼顧學(xué)生認(rèn)知能力和特點(diǎn)，分解重組教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)成一個(gè)個(gè)相互獨(dú)立又循序漸進(jìn)、逐步提高的學(xué)習(xí)任務(wù)，使學(xué)生在完成任務(wù)中達(dá)到掌握知識、提高能力的目的。

（2）分析任務(wù)。在開始任務(wù)前，教師要對任務(wù)進(jìn)行解讀，并組織學(xué)生討論，引導(dǎo)和幫助學(xué)生明確任務(wù)，分析出完成任務(wù)的思路、方法和具體操作步驟，同時(shí)也明確已掌握內(nèi)容和待掌握內(nèi)容。（3）任務(wù)實(shí)施。在任務(wù)分析完成后，學(xué)生已經(jīng)有了完成任務(wù)的實(shí)施方案，教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生去實(shí)施，幫助學(xué)生查閱資料，解決未掌握知識點(diǎn)和技能，必要時(shí)對任務(wù)進(jìn)行進(jìn)一步的分析分解，甚至重新制訂實(shí)施方案。（4）總結(jié)評價(jià)。在任務(wù)完成后，既要及時(shí)對學(xué)生的表現(xiàn)進(jìn)行鼓勵性評價(jià)，也應(yīng)組織學(xué)生進(jìn)行反思和討論，探討任務(wù)實(shí)施過程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)的得與失。最后，教師還應(yīng)該進(jìn)行總結(jié)拔高，概括本任務(wù)的知識點(diǎn)、核心技能，提高學(xué)生的認(rèn)識能力。

3 教學(xué)案例

下面以IO口的應(yīng)用為例，介紹任務(wù)驅(qū)動法在單片機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用。

分析任務(wù)階段：首先，我們要求學(xué)生分析已知因素，如給出的程序的功能是什么？和電路圖有什么聯(lián)系？和我們的目標(biāo)又有什么聯(lián)系？

然后可以把任務(wù)拆解成如下幾個(gè)小任務(wù)：（1）修改程序，實(shí)現(xiàn)控制圖中LED燈的同時(shí)閃爍。該任務(wù)只需要修改程序中的P0為P1即可，學(xué)生經(jīng)過分析很快就能解決。（2）如何實(shí)現(xiàn)LED的逐個(gè)點(diǎn)亮？當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)亮和滅的區(qū)別后，我們只需要在編程上給予一點(diǎn)幫助，學(xué)生就能舉一反三完成任務(wù)。（3）完成任務(wù)，實(shí)現(xiàn)流水燈。

當(dāng)前2個(gè)任務(wù)完成后，學(xué)生自己就能掌握完成流水燈的方法。從而掌握單片機(jī)IO口的一般操作。

顯然，單純的講授IO口的結(jié)構(gòu)原理，學(xué)生很難接受他們看不見摸不著的東西，而通過任務(wù)驅(qū)動法，提出一個(gè)任務(wù)，分解成幾個(gè)小的任務(wù)，循序漸進(jìn)的引導(dǎo)，學(xué)生就能主動的參與到教學(xué)過程中，自己發(fā)現(xiàn)方法掌握知識。

4 應(yīng)注意的問題

第2篇：單片機(jī)應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞：單片機(jī) 實(shí)驗(yàn) 仿真應(yīng)用

中圖分類號：TP3368 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416(2012)02-0111-01

1、引言

隨著世界計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，單片機(jī)及其接口技術(shù)的也獲得了迅速提高。單片機(jī)在已經(jīng)成為了人們?nèi)粘Ｉ畹谋匾M成部分，并深入到各個(gè)領(lǐng)域，為此，我國許多高等院校都在專門成立的單片機(jī)專業(yè)以學(xué)習(xí)單片機(jī)專業(yè)理論知識及相關(guān)課程，為方便和高效的開展單片機(jī)技術(shù)課程必不可少的要進(jìn)行單片機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)。目前，我國擁有單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)和開發(fā)資質(zhì)的公司并不占少數(shù)，但真正能夠開發(fā)出便宜教師教學(xué)、適合學(xué)生自主學(xué)習(xí)的單片機(jī)仿真器卻很少。

傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中采用比舊的單片機(jī)系統(tǒng)，只能模擬出并行擴(kuò)展接口實(shí)驗(yàn)，不能及時(shí)隨著單片機(jī)技術(shù)的更新而快速的更新，嚴(yán)重阻礙了教學(xué)的實(shí)效性。目前，能夠開發(fā)出緊跟科技步伐、擁有領(lǐng)先于國內(nèi)外的技術(shù)、方便程序更新和硬件換代、成本低廉的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)仿真系統(tǒng)，對學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)理論知識興趣的提高、便宜單片機(jī)理論內(nèi)容的研究有重要意義，最終為我國培養(yǎng)出高水平單片機(jī)領(lǐng)域人才打好基礎(chǔ)。

2、單片機(jī)在教學(xué)中存在的問題

硬件實(shí)驗(yàn)板是單片機(jī)實(shí)驗(yàn)的重要基礎(chǔ)部分，該實(shí)驗(yàn)主要是通過實(shí)驗(yàn)電路編程來測試單片機(jī)中個(gè)組件能否完成電路的實(shí)驗(yàn)功能。實(shí)驗(yàn)中單片機(jī)仿真器的采用不但增加了實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性，同時(shí)，提高了實(shí)時(shí)仿真調(diào)試單片機(jī)程序及硬件電路效率，能夠做到及時(shí)、隨時(shí)發(fā)現(xiàn)并快速修改程序設(shè)計(jì)中存在的問題，從而提高程序編寫的效率。

經(jīng)過多年發(fā)展，我國單片機(jī)教學(xué)、仿真實(shí)驗(yàn)課程已取得了一定成績，但目前，單片機(jī)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)中仍存在諸多問題。

(1)單片機(jī)教學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，但國內(nèi)許多高校往往將單片機(jī)課堂定性為以理論教學(xué)為主、學(xué)生實(shí)驗(yàn)為輔的課程，實(shí)驗(yàn)也僅僅是用來驗(yàn)證理論知識的驗(yàn)證性課程。這樣幾乎只學(xué)習(xí)理論不做實(shí)驗(yàn)練習(xí)的教學(xué)方法，很難提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的熱情，更別想真正深刻的理解掌握單片機(jī)方面的知識，也很難真正的培養(yǎng)出單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的高級人才。(2)單片機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)課程受到了實(shí)驗(yàn)場地、實(shí)驗(yàn)時(shí)間等多方面的限制，學(xué)生除了在課堂上，平時(shí)很難有機(jī)會接觸，更別說實(shí)踐了。在單片機(jī)教學(xué)實(shí)踐中需要諸如電腦、實(shí)驗(yàn)電路板、編程器、仿真機(jī)等很多硬件設(shè)備。學(xué)生無法承受個(gè)人配備單片機(jī)實(shí)驗(yàn)開發(fā)系統(tǒng)所需要的高額成本，大多數(shù)高等院校不能滿足上課學(xué)生人手一套實(shí)驗(yàn)設(shè)備，來模擬和開發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行單片機(jī)實(shí)驗(yàn)。(3)現(xiàn)行條件下單片機(jī)技術(shù)發(fā)展較為迅速，更新?lián)Q代較快，新買的實(shí)驗(yàn)仿真器用不了幾年就會很快落伍，學(xué)校無法及時(shí)更新，設(shè)備卻在不斷老化。這就造成單片機(jī)實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足、落后，實(shí)驗(yàn)教學(xué)配套教材陳舊。要想解決此問題就必須投入大量的資金，來重建單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室，我國許多高?？媳緵]有這種條件。

3、教學(xué)中的具體實(shí)例

單片機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)是單片機(jī)教學(xué)的重要組成部分，經(jīng)典的單片機(jī)仿真器包括如下單元電路模塊教具：CPU電路、LED數(shù)碼顯示電路、LED發(fā)光管電路、LCD顯示電路、存儲器模塊、鍵盤電路、D/A轉(zhuǎn)換模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、輸入模塊（光感、溫感、觸摸、遙控、紅外等輸入傳感模塊）、輸出模塊（蜂鳴器、直流電動機(jī)、繼電器等）、集成器件擴(kuò)展模塊、分離器件擴(kuò)展模塊。老師通過手工焊制電路板、導(dǎo)線連接等方式將各個(gè)單元連接起來，可以方便的將組合教具組合出：數(shù)字鐘、簡單計(jì)算器、籃球比賽計(jì)分器、簡易秒表、電風(fēng)扇、電壓表、洗衣機(jī)模型、變光燈、遙控電風(fēng)扇、遙控洗衣機(jī)、交通燈、遙控變光燈、火警報(bào)警器、溫度表、光電記數(shù)器、光電開關(guān)等，許多具有較強(qiáng)實(shí)用功能的應(yīng)用電路。學(xué)生通過單片機(jī)實(shí)踐課，利用教具各單元電路模塊、合理的連接導(dǎo)線、或自己設(shè)計(jì)的硬件電路構(gòu)建出自己理想的單片機(jī)硬件，這樣不但極大的調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，同時(shí)加深了單片機(jī)理論課程的印象。

在單片機(jī)教學(xué)中我們通常會講：“8051單片機(jī)有p0，P1，p2，P3，四個(gè)I/O口”。但是，在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于大多采用電路連線固定，只用p1口接LED燈的實(shí)驗(yàn)電路板，選用這樣的實(shí)驗(yàn)電路板同時(shí)向CPU中輸入“讓LED燈反復(fù)亮滅”的實(shí)驗(yàn)程序，八個(gè)LED等將不停的閃爍。但是這樣的實(shí)驗(yàn)電路板無法演示p2、p3、P0口接LED燈的實(shí)驗(yàn)狀況，采用這種相對傳統(tǒng)的連線式單片機(jī)實(shí)驗(yàn)電路板，我們只能通過想象來完成教學(xué)中單片機(jī)電路的連接模擬，肯定沒有條件去親自設(shè)計(jì)或連接相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。如果選用組合式單片機(jī)教具作為實(shí)驗(yàn)電路板，只需將接p1口線的八根連接線分別連接到p1、p2口和p3口，并分別將上面程序中的連線接口分別換成p0、p2、p3，就可以演示相關(guān)的實(shí)驗(yàn)狀況。

但是，將LED燈直接連p0口時(shí)，LED燈不能閃爍，也就是電路不能正常工作。這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以充分說明p0、p1、p2、p3，這4個(gè)I/O口中由于p0口的內(nèi)部電路不一樣（沒有內(nèi)部上拉電阻）所造成的同樣的硬件電路完全不同的實(shí)驗(yàn)效果。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)后，在講解四個(gè)I/O口的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)時(shí)，就可達(dá)到事半功倍的效果。

4、結(jié)語

我們在對單片機(jī)進(jìn)行教學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，要不斷的注重實(shí)際應(yīng)用的需要。在對單片機(jī)仿真器教學(xué)時(shí)，我們要在借助現(xiàn)代新型教學(xué)手段的同時(shí)，不斷更新單片機(jī)設(shè)計(jì)思路，轉(zhuǎn)變單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制作與調(diào)試方法，最終做到利于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐。相信，隨著我國科學(xué)技術(shù)和電子技術(shù)教學(xué)的不斷發(fā)展，單片機(jī)新技術(shù)、新應(yīng)用會不斷出現(xiàn)和發(fā)展，學(xué)習(xí)真正為高等工程教育實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來革命性的變化。當(dāng)然，在圍繞應(yīng)用性人才培養(yǎng)目標(biāo)發(fā)展的過程中，我們還有許多方面需要研究和探索，需要走的路還很長。

參考文獻(xiàn)

第3篇：單片機(jī)應(yīng)用范文

【關(guān)鍵詞】單片機(jī)；洗衣機(jī)；延時(shí)定時(shí)器；非接觸；微型控制器

中國洗衣機(jī)目前年產(chǎn)量世界第一，家庭保有量及普及率也已經(jīng)達(dá)到了較高的水平。洗衣機(jī)作為日常生活中的家用電器，同樣在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用也十分廣泛。

單片機(jī)又稱微型控制器，或稱嵌入式控制器。而家用電器是單片機(jī)應(yīng)用最多的領(lǐng)域之一，單片機(jī)以微小的體積及其諸多優(yōu)點(diǎn)，完全滿足在洗衣機(jī)中的應(yīng)用。

1.洗衣機(jī)概述

1.1 洗衣機(jī)行業(yè)的動態(tài)

我國洗衣機(jī)市場已步入成熟期，據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國城鎮(zhèn)居民家庭平均每百戶擁有量已達(dá)91.44臺。今后城鎮(zhèn)居民的購買主要是來自更新和較高層次的新增需求。

1.2 洗衣機(jī)的發(fā)展趨勢

洗衣機(jī)正在向著節(jié)水，高度自動化，品種多樣化，節(jié)能和健康化，大容量和微型化，組合化的方向發(fā)展。

2.全自動洗衣機(jī)的洗衣原理和構(gòu)造

2.1 全自動洗衣機(jī)的洗衣原理

全自動洗衣機(jī)是通過水位開關(guān)與電磁進(jìn)水閥配合來控制進(jìn)水、排水以及電機(jī)的通斷，從而實(shí)現(xiàn)自動控制的。電磁進(jìn)水閥起著通斷水源的作用。如圖2-1，當(dāng)電磁線圈1斷電時(shí)，移動鐵芯2在重力和彈簧力的作用下，緊緊頂在橡膠膜片3上，并將膜片的中心小孔4堵塞，這樣閥門關(guān)閉，水流不通。當(dāng)電磁線圈通電后，移動鐵芯在磁力作用下上移，離開膜片，并使膜片的中心小孔打開，于是膜片上方的水通過中心小孔流入洗衣桶內(nèi)。由于中心小孔的流通能力大于膜片兩側(cè)小孔5的流通能力，膜片上方壓強(qiáng)迅速減小，膜片將在壓力差的作用下上移，閉門開啟，水流導(dǎo)通。

圖2-1 電磁進(jìn)水閥原理圖 圖2-2 水位開關(guān)原理圖

圖2-3 全自動洗衣機(jī)原理圖

水位開關(guān)實(shí)際上是一個(gè)壓力開關(guān)。如圖2-2，氣室1的入口與洗衣桶中的貯氣室相聯(lián)接。當(dāng)水注入洗衣桶后，貯氣室口很快被封閉，隨水位上升，貯氣室的水位也上升，被封閉的空氣壓強(qiáng)亦增大，水位開關(guān)中的波紋膜片2受壓而脹起，推動頂桿3運(yùn)動而使觸點(diǎn)4改變，從而實(shí)現(xiàn)自動通斷。

2.2 全自動洗衣機(jī)的電路原理

原理圖見圖2-3，程控器接線圖見圖2-4。

3.用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的非接觸式延時(shí)定時(shí)器在洗衣機(jī)中的應(yīng)用

我們使用單片機(jī)制作了一個(gè)簡易定時(shí)器。此定時(shí)器旨在實(shí)現(xiàn)非接觸啟動或停止脫水機(jī)，避免觸電并具有延時(shí)功能；此定時(shí)器利用紅外線實(shí)現(xiàn)非接觸啟動或停止延時(shí)器，并具有停止和蜂鳴器提示功能，非常人性化。

3.1 硬件電路設(shè)計(jì)

3.1.1 系統(tǒng)控制過程

電路如圖3-1所示。在初始狀態(tài)下，紅色LED指示燈D2點(diǎn)亮，脫水機(jī)不工作。當(dāng)手靠近紅外發(fā)射管時(shí)，紅外線經(jīng)手掌反射到紅外接收頭U4，經(jīng)其濾波、放大、解碼后輸出低電平，此信號（可能不止出現(xiàn)一次）經(jīng)單片機(jī)U1處理后，先驅(qū)動蜂鳴器發(fā)出約2分鐘的聲音信號，然后控制繼電器J1啟動脫水機(jī)進(jìn)行脫水工作，并點(diǎn)亮綠色LED指示燈D3。在此過程中，若紅外接收頭再次接受到信號（可能不止一次），則經(jīng)單片機(jī)U1處理后控制脫水機(jī)停止工作，并發(fā)出聲音提示，否則，將延時(shí)一段時(shí)間后再停止脫水機(jī)并發(fā)出聲音提示。

3.1.2 電路原理

如圖3-1所示。單片機(jī)U1（STC89C52）是系統(tǒng)控制核心，單片機(jī)通過程序產(chǎn)生38.5kHz(周期為26us)、脈寬為50%的方波，并驅(qū)動紅外管D5發(fā)射出去。接收部分采用一體化紅外接收頭U4（HRM3800），它體積小、性能優(yōu)良。但是，該紅外接收頭暴露在太陽光底下會持續(xù)輸出低電平，導(dǎo)致傳感器電路無法正常工作，我們在后面會介紹程序抗干擾法。當(dāng)U4接收到38kHz的紅外線時(shí)，③腳將輸出低電平，并送到U1⑿腳，U1進(jìn)入外部中斷程序，最后通過光耦U3來控制繼電器，進(jìn)而控制電機(jī)的通斷。這里之所以用光藕，是為了+5V電壓和+12V電壓的隔離。當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，紅色發(fā)光二極管D2長亮，用于指示工作狀態(tài)。當(dāng)定時(shí)器開始延時(shí)工作，綠色LED管D3將點(diǎn)亮。

電源部分采用三端穩(wěn)壓塊7805給單片機(jī)供電。R9和C8用于濾除紅外接收頭U4供電線路中的干擾。

3.2 電路調(diào)試

只要按照圖3-1將電路焊好并將編寫好的源程序燒到單片機(jī)中，便可工作。如果發(fā)現(xiàn)系敏度太高或不穩(wěn)定，可適當(dāng)增大R8的值，直到滿足要求為止。

4.結(jié)束語

本文主要研究了單片機(jī)在洗衣機(jī)中的應(yīng)用，使用單片機(jī)制作一個(gè)簡易定時(shí)器，實(shí)現(xiàn)了該定時(shí)器具有非接觸式停止或啟動脫水機(jī)，以免觸電并且具有延時(shí)功能，提高了其性能，為生活帶來了更多的方便。

參考文獻(xiàn)

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[4]余永權(quán).模糊控制技術(shù)與模糊家用電器[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2005.

第4篇：單片機(jī)應(yīng)用范文

【關(guān)鍵詞】單片機(jī)，技術(shù)應(yīng)用，特點(diǎn)，趨勢，挑戰(zhàn)

一、單片機(jī)的應(yīng)用場合

1.1智能儀器儀表。單片機(jī)用于各種儀器儀表，一方面提高了儀器儀表的使用功能和精度，使儀器儀表智能化，同時(shí)還簡化了儀器儀表的硬件結(jié)構(gòu)，從而可以方便地完成儀器儀表產(chǎn)品的升級換代。如各種智能電氣測量儀表、智能傳感器等。

1.2機(jī)電一體化產(chǎn)品。機(jī)電一體化產(chǎn)品是集機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動化技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體，具有智能化特征的各種機(jī)電產(chǎn)品。單片機(jī)在機(jī)電一體化產(chǎn)品的開發(fā)中可以發(fā)揮巨大的作用。典型產(chǎn)品如機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、自動包裝機(jī)、點(diǎn)鈔機(jī)、醫(yī)療設(shè)備、打印機(jī)、傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)等。

1.3實(shí)時(shí)工業(yè)控制。單片機(jī)還可以用于各種物理量的采集與控制。電流、電壓、溫度、液位、流量等物理參數(shù)的采集和控制均可以利用單片機(jī)方便地實(shí)現(xiàn)。在這類系統(tǒng)中，利用單片機(jī)作為系統(tǒng)控制器，可以根據(jù)被控對象的不同特征采用不同的智能算法，實(shí)現(xiàn)期望的控制指標(biāo)，從而提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。典型應(yīng)用如電機(jī)轉(zhuǎn)速控制、溫度控制、自動生產(chǎn)線等。

1.4家用電器。家用電器是單片機(jī)的又一重要應(yīng)用領(lǐng)域，前景十分廣闊。如空調(diào)器、電冰箱、洗衣機(jī)、電飯煲、高檔洗浴設(shè)備、高檔玩具等。另外，在交通領(lǐng)域中，汽車、火車、飛機(jī)、航天器等均有單片機(jī)的廣泛應(yīng)用。如汽車自動駕駛系統(tǒng)、航天測控系統(tǒng)、黑匣子還有分布式系統(tǒng)的前端模塊等等。

二、單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展特點(diǎn)

2.1單片機(jī)長壽命。8位、16位、32位單片機(jī)共同發(fā)展？這是當(dāng)前單片機(jī)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)動向。長期以來，單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展是以8位機(jī)為主的。隨著移動通訊、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)等高科技產(chǎn)品進(jìn)入家庭，32位單片機(jī)應(yīng)用得到了長足發(fā)展。以Motorola？68K為CPU的32位單片機(jī)97年的銷售量達(dá)8千萬枚。過去認(rèn)為由于8位單片機(jī)功能越來越強(qiáng)，32位機(jī)越來越便宜，使16位單片機(jī)生存空間有限，而16位單片機(jī)的發(fā)展無論從品種和產(chǎn)量方面，近年來都有較大幅度的增長。

2.2單片機(jī)速度越來越快。MPU發(fā)展中表現(xiàn)出來的速度越來越快是以時(shí)鐘頻率越來越高為標(biāo)志的。而單片機(jī)則有所不同，為提高單片機(jī)抗干擾能力，降低噪聲，降低時(shí)鐘頻率而不犧牲運(yùn)算速度是單片機(jī)技術(shù)發(fā)展之追求。一些8051單片機(jī)兼容廠商改善了單片機(jī)的內(nèi)部時(shí)序，在不提高時(shí)鐘頻率的條件下，使運(yùn)算速度提高了很多，Motorola單片機(jī)則使用了瑣相環(huán)技術(shù)或內(nèi)部倍頻技術(shù)使內(nèi)部總線速度大大高于時(shí)鐘產(chǎn)生器的頻率。68HC08單片機(jī)使用4.9M外部振蕩器而內(nèi)部時(shí)鐘達(dá)32M，而M68K系列32位單片機(jī)使用32K的外部振蕩器頻率內(nèi)部時(shí)鐘可達(dá)16MHz以上。

2.3低噪聲與高可靠性技術(shù)

為提高單片機(jī)系統(tǒng)的抗電磁干擾能力，使產(chǎn)品能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境，滿足電磁兼容性方面更高標(biāo)準(zhǔn)的要求，各單片機(jī)商家在單片機(jī)內(nèi)部電路中采取了一些新的技術(shù)措施。如美國國家半導(dǎo)體NS的COP8單片機(jī)內(nèi)部增加了抗EMI電路，增強(qiáng)了“看門狗”的性能。Motorola也推出了低噪聲的LN系列單片機(jī)。另外他還有低電壓低能耗等特點(diǎn)。

三、單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展前景及趨勢

由于通用型IC的仿冒現(xiàn)象比較嚴(yán)重，因此定制化IC將是未來單片機(jī)發(fā)展的主要方向。此外，盡管16位、32位單片機(jī)市場有所增加，但8位在未來三五年內(nèi)仍將占主流，只是成長幅度會趨緩。從應(yīng)用角度講，盛揚(yáng)看好消費(fèi)類電子和家電產(chǎn)品，尤其是中小型家電產(chǎn)品，它屬于比較成熟的單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域；其次是高端領(lǐng)域的車用產(chǎn)品。目前，盛揚(yáng)已針對汽車周邊領(lǐng)域推出系列產(chǎn)品，主要用于汽車防盜、車載電子、信息娛樂、胎壓監(jiān)測、里程表的面板等。

單片機(jī)擁有良好的應(yīng)用前景，但廠商之間的競爭愈演愈烈。因此，對本土企業(yè)而言，要想脫穎而出，質(zhì)量一定要好，同時(shí)還要注重產(chǎn)品的環(huán)保和可靠性，因?yàn)榧译姾推嚨犬a(chǎn)品對安全性的要求越來越高；其次，充分發(fā)揮本土廠商在特定應(yīng)用領(lǐng)域的性價(jià)比優(yōu)勢。不過，這種性價(jià)比必須建立在性能過關(guān)、可靠度過關(guān)的基礎(chǔ)上。

制作工藝CMO化。更小的光刻工藝提高了集成度，從而使芯片更小、成本更低、工作電壓更低、功耗更低。CPU的改進(jìn)。同時(shí)，采用雙CPU結(jié)構(gòu)，增加數(shù)據(jù)總線的寬度，提高數(shù)據(jù)處理的速度和能力；采用流水線結(jié)構(gòu)，提高處理和運(yùn)算速度，以適應(yīng)實(shí)時(shí)控制和處理的需要。增大存儲容量，片內(nèi)EPROM的E2PROM化，程序的保密化，提高并行口驅(qū)動能力，以減少驅(qū)動芯片，增加？I/O？口的邏輯功能和控制的靈活性。最后，以串行方式為主的擴(kuò)展；電路的內(nèi)裝化；和互聯(lián)網(wǎng)連接已是一種明顯的走向，可靠性及應(yīng)用水平越來越高。

四、不斷發(fā)展的單片機(jī)技術(shù)給工程師們提出個(gè)新的挑戰(zhàn)

單片機(jī)從開發(fā)到產(chǎn)品端有很多關(guān)鍵階段。首先，開發(fā)新產(chǎn)品需要了解市場需求和應(yīng)用方面的技術(shù)，才能定IC的規(guī)格；IC規(guī)格定下來后才能進(jìn)行IC設(shè)計(jì)；IC設(shè)計(jì)完成后要進(jìn)行驗(yàn)證；驗(yàn)證完成后，要做演示版進(jìn)行市場推廣。這些階段都要求單片機(jī)工程師具備優(yōu)良的素質(zhì)。

首先工程師們要懂技術(shù)，并注意技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的長期積累。比如定IC規(guī)格，這是決定IC成敗的關(guān)鍵，規(guī)格定得好，IC才能做得好。但I(xiàn)C規(guī)格不能關(guān)起門來自己定，一定要與市場和產(chǎn)品端相結(jié)合。所以就要求工程師必須熟悉整機(jī)產(chǎn)品的整個(gè)研發(fā)和生產(chǎn)過程，要懂生產(chǎn)環(huán)節(jié)和產(chǎn)品的專業(yè)知識，懂IC內(nèi)部的相關(guān)工藝和IC設(shè)計(jì)。因此，要完全掌握這項(xiàng)技術(shù)至少需要十年的經(jīng)驗(yàn)積累，并且要一直做到工程主管的職位，才有可能完成。因此這種人才在任何一家公司都非常寶貴，大概只有2%的人能做。

其次要懂市場，對市場要有敏銳的洞察力，才可能做到技術(shù)管理的高層或工程領(lǐng)域的主管。否則，只能永遠(yuǎn)是一名普通的工程師。

第5篇：單片機(jī)應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞：單片機(jī) 應(yīng)用系統(tǒng) 設(shè)計(jì)

一、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程

1、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)組成

硬件和軟件構(gòu)成了單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)兩大基本組成部分。CPU、存儲區(qū)、若干I/O接口及設(shè)備等組成了硬件部分。其中，單片機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的核心部件，能運(yùn)行程序和處理數(shù)據(jù)。存儲器用于存儲單片機(jī)程序及數(shù)據(jù)，I/O接口是單片機(jī)與外部被控對象的信息交換通道。

實(shí)時(shí)軟件和開發(fā)軟件構(gòu)成了單片機(jī)系統(tǒng)的軟件。針對不同單片機(jī)控制系統(tǒng)功能所編寫的軟件為實(shí)時(shí)軟件，在開發(fā)、調(diào)試控制系統(tǒng)時(shí)使用的軟件稱為開發(fā)軟件，如匯編軟件、編譯軟件、仿真和調(diào)試軟件、編程下載軟件等。

2、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求

對單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)侯，首先選用可靠性高的元器件，以免系統(tǒng)的可靠運(yùn)行被損壞，同時(shí)要排除電路中的不穩(wěn)定因素。其次，在設(shè)計(jì)的過程中系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要模塊化、規(guī)范化，控制開關(guān)不能太復(fù)雜，太多，要便于查找故障和排除故障。最后，要優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，簡化硬件電路，使系統(tǒng)的操作順序簡單明了，必要的時(shí)候考慮軟件是否要設(shè)置加密功能，使固化到單片機(jī)內(nèi)的用戶程序不被非法復(fù)制。

3、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)

單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的一般可分為五個(gè)階段，第一階段的任務(wù)是確定總體設(shè)計(jì)方案，需要完成用戶需求分析與方案的調(diào)研，目的是通過對市場及用的了解明確應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)機(jī)技術(shù)指標(biāo)。根據(jù)需求分析與方案調(diào)研進(jìn)行可行性分析。第二階段的主要任務(wù)是系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)與制作，主要包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)總體設(shè)計(jì)需求，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的硬件電路原理圖，并初步設(shè)計(jì)印制電路板等。第三階段是仿真調(diào)試，分為硬件調(diào)試、軟件調(diào)試和系統(tǒng)聯(lián)調(diào)三個(gè)過程。硬件調(diào)試是利用開發(fā)系統(tǒng)基本測試儀器（萬用表、示波器等），通過執(zhí)行開發(fā)系統(tǒng)有關(guān)命令或測試程序，檢查用戶系統(tǒng)硬件中存在的故障。軟件調(diào)試時(shí)通過對用戶程序的匯編、連接、執(zhí)行來發(fā)現(xiàn)程序中存在的語法錯誤與邏輯錯誤并加以排除糾正的過程。系統(tǒng)聯(lián)調(diào)是指讓用戶系統(tǒng)的軟件在其硬件上實(shí)際運(yùn)行，并進(jìn)行軟、硬聯(lián)合調(diào)試。第四階段的任務(wù)是程序固化及獨(dú)立運(yùn)行。第五階段的任務(wù)是文件編制階段，文件應(yīng)包括任務(wù)描述；設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想及設(shè)計(jì)方案論證；性能測定及現(xiàn)場試用報(bào)告與說明。

二、單片機(jī)的選型

1、單片機(jī)的性能指標(biāo)

目前的單片機(jī)有4位機(jī)、8位機(jī)、16位機(jī)及32位機(jī)等幾種。單片機(jī)的位數(shù)是由其內(nèi)核CPU的位數(shù)決定的。位數(shù)越多，單片機(jī)處理數(shù)據(jù)的能力就越強(qiáng)。單片機(jī)的運(yùn)行速度取決于外部晶振或外部時(shí)鐘信號的頻率。如89C51的外部時(shí)鐘頻率可達(dá)24MHz。單片機(jī)運(yùn)行速度高則執(zhí)行速度塊，但功耗也會相應(yīng)地增加。單片機(jī)的程序存儲器結(jié)構(gòu)類型主要有ROM和RAM。在一些自動監(jiān)測儀表及電池供電的產(chǎn)品中，低功耗是主要的技術(shù)指標(biāo)，通常采用HCMOS工藝的單片機(jī)在低電壓下工作單片機(jī)的封裝一般有DIP、QFP、PLCC等類型，應(yīng)從印制板的尺寸、加工手段、購買途徑及成本等方面綜合考慮。

2、單片機(jī)的選型原則

單片機(jī)的選型一般有三個(gè)原則，一是單片機(jī)的系統(tǒng)適應(yīng)性，它是指能否用這個(gè)單片機(jī)完成應(yīng)用系統(tǒng)的控制任務(wù)。主要考慮的因素有：是否有合適的計(jì)算處理能力？是否有所需的端口部件？是否有所需的中斷源及定時(shí)器？是否有所需的I/O端口數(shù)？二是單片機(jī)的可開發(fā)性，開發(fā)工具的使用時(shí)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的必須手段，是選擇單片機(jī)的一個(gè)重要依據(jù)。主要考慮的因素有：開發(fā)環(huán)境、調(diào)試工具、在線BBS服務(wù)及應(yīng)用支持。三是制造商歷史及可購買性，要考慮產(chǎn)品的性價(jià)比是否可靠？所以，依據(jù)這三個(gè)原則，應(yīng)該可以選擇出最適用于具體應(yīng)用系統(tǒng)的單片機(jī)。

三、單片機(jī)的抗干擾技術(shù)

1、干擾的來源

用信號外的噪聲或造成惡劣影響的變化部分的總稱為干擾。在進(jìn)行單片機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品的開發(fā)過程中，我們經(jīng)常碰到一個(gè)很棘手的問題，即在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下系統(tǒng)運(yùn)行的正常，但小批量生產(chǎn)并安裝在工作現(xiàn)場后，卻出現(xiàn)一些不太規(guī)律、不太正常的現(xiàn)象。究其原因主要是系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)不全面，導(dǎo)致應(yīng)用系統(tǒng)的工作不可靠。引起單片機(jī)控制系統(tǒng)干擾的主要原因有三類，分別是供電系統(tǒng)的干擾、過程通道的干擾和空間電磁波的干擾。電源開關(guān)的通斷、電機(jī)和大的用電設(shè)備的啟停都會使供電電網(wǎng)發(fā)生波動，受這些因素的影響，電網(wǎng)上常常出現(xiàn)幾百伏甚至幾千伏的尖峰脈沖干擾。

2、硬件抗干擾技術(shù)

常用的硬件抗干擾技術(shù)主要有隔離技術(shù)、接地技術(shù)、去耦技術(shù)、濾波技術(shù)及屏蔽技術(shù)。在單片機(jī)系統(tǒng)中，為了提高供電系統(tǒng)的質(zhì)量，防止竄入干擾，建議采用單片機(jī)輸入電源與強(qiáng)電設(shè)備動力電源分開，采用具有靜電屏蔽和抗電磁干擾的隔離電源變壓器，采用獨(dú)立功能塊單獨(dú)供電，并用集成穩(wěn)壓塊實(shí)現(xiàn)兩級穩(wěn)壓。盡量提高接口器件的電源電壓，提高接口的抗干擾能力。過程通道時(shí)系統(tǒng)輸入、輸出以及單片機(jī)之間進(jìn)行信息傳輸?shù)穆窂?。由于輸入輸出對象與單片機(jī)之間連接線長，容易竄入干擾，必須抑制。

3、軟件抗干擾技術(shù)

單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的抗干擾性不可能完全依靠硬件解決，軟件抗干擾設(shè)計(jì)也是防止和消除應(yīng)用系統(tǒng)故障的重要途徑。一旦單片機(jī)因干擾而使得程序計(jì)數(shù)器PC偏離了原定的值，程序便脫離正常運(yùn)行軌道，出現(xiàn)操作數(shù)數(shù)值改變或?qū)⒉僮鲾?shù)當(dāng)作操作碼的“跑飛”現(xiàn)象。此時(shí)，可采用軟件陷阱和“看門狗”技術(shù)使程序恢復(fù)到正常狀態(tài)。所謂軟件陷阱，是指可以使混亂的程序恢復(fù)正常運(yùn)行或使“跑飛”的程序恢復(fù)到初始狀態(tài)的一系列指令。如NOP指令、LJMP指令等。程序運(yùn)行監(jiān)視系統(tǒng)又稱“看門狗”?！翱撮T狗”就是一個(gè)劍士跟蹤定時(shí)器，應(yīng)用“看門狗”技術(shù)可以使單片機(jī)從死循環(huán)中恢復(fù)到正常狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)：

第6篇：單片機(jī)應(yīng)用范文

【關(guān)鍵詞】電子技術(shù) 單片機(jī) 應(yīng)用研究

對于電子技術(shù)來說，未來要滿足嵌入式應(yīng)用不斷發(fā)展的需求，單片的微控制器隨需求提高而出現(xiàn)，并且以高速的發(fā)展態(tài)勢進(jìn)入人們的視線。從上個(gè)世紀(jì)七十年展至今，單片機(jī)的種類已逐漸齊全，大部分的行業(yè)領(lǐng)域都有單片機(jī)的涉及。

1 組成單片機(jī)的零部件

簡單來說，單片機(jī)就是一種集成的電路芯片，通過運(yùn)用超大規(guī)模的集成電路技術(shù)把具有強(qiáng)大處理能力的CPU、存儲器、只讀存儲器、多種接口的中斷系統(tǒng)、斷時(shí)器和計(jì)時(shí)器等設(shè)備鑲嵌到一塊硅片上，并且讓這塊硅片具有完善的計(jì)算處理能力。如今，隨著電子技術(shù)領(lǐng)域不斷的擴(kuò)張，單片機(jī)也隨之融入我們的生活和工作以及各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中，筆者幾乎找不到?jīng)]有單片機(jī)蹤跡的行業(yè)。衛(wèi)星導(dǎo)彈發(fā)射的飛行路線設(shè)置裝置，飛機(jī)上的導(dǎo)航裝置，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)傳輸及通訊，這些都不能離開單片機(jī)的技術(shù)支持。

1.1 運(yùn)算處理器

運(yùn)算器主要是以算術(shù)/邏輯運(yùn)算為主，其核心部件是ALU，再加上一系列的暫存器、累加器、寄存器和布爾處理器。累加器ACC可以說是一個(gè)八位數(shù)據(jù)的寄存器，累加器也是CPU中工作最為平凡的寄存器。當(dāng)CPU在進(jìn)行運(yùn)算時(shí)，累加器ACC通常會在運(yùn)算之前暫存一個(gè)操作數(shù)，在運(yùn)算之后保存其運(yùn)算的結(jié)果。B寄存器主要運(yùn)用于乘法和除法的計(jì)算操作。

1.2 控制器

控制器可以說是CPU的中樞神經(jīng)，其功能包含了具有定時(shí)控制效能的邏輯電路、數(shù)據(jù)指令寄存器、譯碼器和地址指南等。本文所屬的程序計(jì)數(shù)器計(jì)算機(jī)主要是由18位寄存器構(gòu)建而成。8061CPU指定的地址，從相應(yīng)的單元中取出指令字節(jié)并放入專門的指令寄存器當(dāng)中，然后，再由譯碼器翻譯指令寄存器中的指令代碼，并讓其形成不同的控制信號，這些不同類型的控制型號與CUP中的時(shí)鐘振蕩器在特定的實(shí)踐內(nèi)相結(jié)合，最終形成在一定時(shí)間點(diǎn)或段上的電平，這也就是我們常說的控制信息。

1.3 存儲器

存儲器是組成單片機(jī)整體的重要部分，其特點(diǎn)就是一個(gè)單元對一個(gè)地址，若有269個(gè)單元那么就有269個(gè)地址，并且使用兩位十六進(jìn)制的數(shù)字表示，這就是存儲器的地址。存儲器中的每一個(gè)存儲單元都能夠存儲一個(gè)八位數(shù)據(jù)的二進(jìn)制信息，一般情況下都是用兩位十六進(jìn)制數(shù)據(jù)來表示，這就是存儲器的主要內(nèi)容。這里要注意，存儲單元地址和存儲單元是兩個(gè)完全不相同的概念。

2 電子技術(shù)中的單片機(jī)特點(diǎn)

經(jīng)筆者的實(shí)踐分析，電子技術(shù)領(lǐng)域中的單片機(jī)大致有這幾大優(yōu)勢，即：高集成度，體積小便于攜帶；整體的控制性能優(yōu)越；只需使用很低的電壓就可以驅(qū)動，總體能耗相對較低，利于便攜式產(chǎn)品的開發(fā)；兼容度高，能夠與其他硬件產(chǎn)生擴(kuò)展聯(lián)系；高性價(jià)比。據(jù)相關(guān)調(diào)查報(bào)告顯示，單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域主要包括：完全自動化的辦公設(shè)備；機(jī)電一體化發(fā)展中的運(yùn)用；單片機(jī)在我們?nèi)粘Ｉ钪械膽?yīng)用；各類科研檢測儀器中的單片機(jī)，提高檢測儀器的檢測精度，簡化操作方式；汽車本體以及周邊附屬產(chǎn)品；航天科技，尖端武器等領(lǐng)域。

3 單片機(jī)的應(yīng)用

3.1 使用壽命

單片機(jī)的使用壽命可以從兩個(gè)方面來看，一方面是指以單片機(jī)開發(fā)的產(chǎn)品所使用的時(shí)間，另一方面就是指微處理器的壽命。伴隨著半導(dǎo)體技術(shù)不斷的發(fā)展，MPU的換代間隔時(shí)間也越來越短。因此可見，目前一些較為成功的CPU核心，也將伴隨著I/O功能模塊的變化而不斷的豐富。新型CPU的出現(xiàn)，讓單片機(jī)的種類不斷的增長，給我們的用戶帶來了更多的選擇余地。多種不同數(shù)位的單片機(jī)共同發(fā)展是單片機(jī)發(fā)展的另一個(gè)趨勢，但是長時(shí)間以來，單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展還主要是以八位機(jī)為主。隨著眾多高新科技進(jìn)入人們的家庭，三十二位單片機(jī)的出現(xiàn)得到了高速發(fā)展的機(jī)會。

3.2 運(yùn)算速度越來越快

從MUP中展現(xiàn)出來的高速運(yùn)算讓時(shí)鐘的頻率越來越高，這也是MUP發(fā)展的主要表現(xiàn)之一。但是單片機(jī)卻又不同，為了提高單片機(jī)的抗干擾能力和降噪效果，通過降低時(shí)鐘頻率而不犧牲運(yùn)算速度是單片機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展所追求的理念之一。通過改變單片機(jī)的內(nèi)部時(shí)序列表，在不影響內(nèi)部時(shí)鐘頻率的前提下，讓運(yùn)算速度得到提升。

3.3 降噪效果和高可靠性

在單片機(jī)的應(yīng)用過程中，可靠性是最為重要的因素，為了進(jìn)一步擴(kuò)大單片機(jī)的運(yùn)用范圍，那么通過運(yùn)用不同技術(shù)手段來提高單片機(jī)的可靠性是非常有必要的。近兩年，單片機(jī)生產(chǎn)廠家為了提高單片機(jī)的可靠性，在單片機(jī)生產(chǎn)過程中融入了幾種新技術(shù)，其新型技術(shù)有以下幾點(diǎn)：

（1）EFT技術(shù)：這是一種抗干擾的新型技術(shù)，主要用于保護(hù)振蕩電路的正弦信號不會受到外在因素的干擾。

（2）降噪布線以及驅(qū)動技術(shù)：這種技術(shù)就是在傳統(tǒng)的單片機(jī)上，讓電源和集成電路處于集成電路外殼的對稱引腳之上，通常情況下是在左上、右下或者是左下、右上這連個(gè)對稱點(diǎn)上。這么做就會讓干擾源穿過整個(gè)芯片，對電路內(nèi)部造成干擾。目前，為了優(yōu)化這一問題，很多單片機(jī)在生產(chǎn)過程中都會把地線和電源的引腳設(shè)置在兩條相鄰的邊上。這就大大降低了干擾源對整個(gè)芯片電流的影響。

4 結(jié)束語

筆者堅(jiān)信，二十一世紀(jì)是單片機(jī)在電子技術(shù)領(lǐng)域中高速發(fā)展的時(shí)期。隨著各項(xiàng)技術(shù)的高速發(fā)展和普及度的增長，世界的經(jīng)濟(jì)形勢逐漸從資本經(jīng)濟(jì)進(jìn)入知識經(jīng)濟(jì)。嵌入式系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)的核心，而單片機(jī)就是最經(jīng)典、最廣泛的嵌入式系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介

馮珊珊（1981-），女，遼寧省人。大學(xué)本科學(xué)歷。現(xiàn)為遼寧建筑職業(yè)學(xué)院講師。研究方向應(yīng)用電子。

楊中興（1982-），男，遼寧省人。現(xiàn)為遼寧建筑職業(yè)學(xué)院講師。研究方向電子、自動化。

第7篇：單片機(jī)應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞：單片機(jī) 電氣設(shè)備 應(yīng)用 探討

中圖分類號：TP368.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）12-0006-01

單片機(jī)被我國吸收運(yùn)用不過是十幾年的事情，但是由于單片機(jī)體積小、功能強(qiáng)、適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，在國內(nèi)發(fā)展很快，逐漸被各種行業(yè)所接受。目前國內(nèi)的單片機(jī)以51系列為主，但是在一些復(fù)雜、性能要求高的系統(tǒng)中51系列已經(jīng)不是用，而16位單片機(jī)則可以滿足要求。

1 單片機(jī)技術(shù)概覽

單片機(jī)就是微控制器，是Intel公司推出的產(chǎn)品，憑借強(qiáng)大的功能、小巧的體積和穩(wěn)定的性能和明顯的價(jià)格優(yōu)勢取得了市場的青睞，目前為止，在各個(gè)領(lǐng)域都已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。單片機(jī)的普及必將帶來科技上的革新，在電氣傳動方面的應(yīng)用更是具有里程碑的意義。電氣設(shè)備在電器傳動控制系統(tǒng)中有著極為重要的意義，傳統(tǒng)的電氣設(shè)備廣泛的應(yīng)用并不代表著傳統(tǒng)技術(shù)的完美，由于控制線路觸點(diǎn)太多，線路的可靠性差，使用壽命也受到一定的影響。而單片機(jī)的應(yīng)用對電氣傳動系統(tǒng)的線路控制可以達(dá)到理想的程度。

2 單片機(jī)技術(shù)原理分析

單片機(jī)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)是通過高度集成電路把處理器、RAM、ROM、輸入輸出電路等計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)件集成在一個(gè)芯片上。這使得單片機(jī)雖然只有一個(gè)芯片，但是卻具備計(jì)算機(jī)的完整功能，可以滿足很多領(lǐng)域的應(yīng)用。單片機(jī)的結(jié)構(gòu)形式分為馮諾依曼結(jié)構(gòu)和Harvard結(jié)構(gòu)兩種，一種是數(shù)據(jù)存儲和程序存儲共用存儲空間，一種是數(shù)據(jù)和程序存儲分開。單片機(jī)自問世以來就憑借巨大的優(yōu)勢為各個(gè)領(lǐng)域所接受。無論是通訊、交通、辦公自動化等領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用，單片機(jī)的抗干擾能力強(qiáng)，對環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，很多巨型機(jī)不能工作的環(huán)境單片機(jī)都能夠勝任，使得單片機(jī)在工業(yè)控制領(lǐng)域發(fā)揮巨大的優(yōu)勢，在電氣傳動系統(tǒng)中的應(yīng)用更是作用明顯。

電氣傳動控制技術(shù)。是指通過對電動機(jī)傳動裝置的控制，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動化的技術(shù)。是工業(yè)生產(chǎn)自動化技術(shù)中的重要基礎(chǔ)性技術(shù)。電氣控制的原理是以為處理器為中心的網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)，把自動化控制、微電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和智能檢測等技術(shù)結(jié)合起來的一種控制技術(shù)。

3 單片機(jī)在電氣傳動控制中的應(yīng)用

單片機(jī)在電氣設(shè)備中的運(yùn)用有效的提高了工作效率和勞動條件，對于產(chǎn)品的質(zhì)量、能耗的降低都有著很明顯的作用。對于加入單片機(jī)的電氣設(shè)備，由于更為復(fù)雜精密，日常維護(hù)和故障排除需要建立科學(xué)合理的數(shù)學(xué)模型，而故障本身又會對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)帶來一些變化影響模型的準(zhǔn)確性，使得對電氣設(shè)備故障的檢查和檢測帶來了更大的困難。對于電器傳動常用的80C19型單片機(jī)，作為一種直流伺服控制系統(tǒng)，主要由單片機(jī)核心電路、鍵盤、顯示器著稱，電路結(jié)構(gòu)包括整流器、濾波器、模塊組成H橋。接口電路控制電路信號，子系統(tǒng)采用16位系統(tǒng)總線增強(qiáng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸寬度，兩個(gè)存儲器可以共用一個(gè)地址。

軟件系統(tǒng)的應(yīng)用。匯編語言依賴的是單精度浮點(diǎn)運(yùn)算，單片機(jī)的開發(fā)越來越復(fù)雜精密，對算法的要求越來越高。在算法上，大量C語言程序可以為單片機(jī)提供支持。當(dāng)單片機(jī)應(yīng)用在對響應(yīng)速度有要求的情景下時(shí)，一般操作人員會考慮用匯編代碼執(zhí)行。實(shí)際項(xiàng)目開發(fā)過程中，匯編項(xiàng)目和C模塊之間經(jīng)?；ハ嗾{(diào)用，在進(jìn)行調(diào)用時(shí)，要在程序中嵌入ASM（…）的命令來實(shí)現(xiàn)二者之間的轉(zhuǎn)換。涉及到參數(shù)傳遞時(shí)要在程序代碼中加入目的匯編程序。程序編譯完成之后進(jìn)行M96和M51文件的核實(shí)，沒有沖突和溢出、數(shù)據(jù)存儲和程序存儲位置正常，就表明目的匯編程序發(fā)揮正確作用。

算法優(yōu)化。并不是所有計(jì)算都需要浮點(diǎn)運(yùn)算的，可以僅考慮轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。轉(zhuǎn)速值必須是整數(shù)，跟蹤精度取決于轉(zhuǎn)速編碼器的精度。采樣周期固定時(shí)，輸出比較寄存器只能在整數(shù)范圍內(nèi)波動，控制器的輸入輸出都是整數(shù)，可以通過參數(shù)的調(diào)整就可以轉(zhuǎn)速控制。這種算法提高了運(yùn)算效率，精簡了運(yùn)算代碼，在實(shí)際編程中已經(jīng)取得了廣發(fā)的使用，取得了較好的效果。

4 80C196十六位總線單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例

鑒于80C196MC單片機(jī)在電氣傳動管理中應(yīng)用的廣泛性，對于這種單片機(jī)的應(yīng)用應(yīng)該著重論述。

CPU改用的寄存器-寄存器結(jié)構(gòu)使得CPU和256字節(jié)寄存器直連，消除了CPU結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的瓶頸累加，提高了運(yùn)算能力。寄存器中通用寄存器的數(shù)量遠(yuǎn)高于CPU，可以為終端服務(wù)程序局部變量提供專用寄存器，節(jié)省了軟件開銷，方便了程序設(shè)計(jì)。80C196MC單片機(jī)自帶波形發(fā)生器，不需要波形發(fā)生器，同時(shí)自帶波形發(fā)生器具有靈活的死區(qū)調(diào)節(jié)功能，可以有效地避免“共態(tài)穿通”。

5 結(jié)語

單片機(jī)應(yīng)用在電氣傳動控制中，實(shí)在巨型機(jī)不適用的情況下產(chǎn)生的方案，單片機(jī)輕便可靠，抗干擾能力強(qiáng)，通過對單片機(jī)程序的更改可以實(shí)現(xiàn)各種各樣豐富的功能，在電氣傳動控制方面的應(yīng)用可以保證電氣傳動精準(zhǔn)穩(wěn)定，在未來技術(shù)的發(fā)展中，單片機(jī)會朝著更加精密復(fù)雜的方向發(fā)展，同時(shí)具備更加強(qiáng)大的功能，滿足電氣傳動的發(fā)展對控制電路的要求，而這，需要我們每一位工作研究人員的努力。

參考文獻(xiàn)

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第8篇：單片機(jī)應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞：單片機(jī)電子技術(shù)應(yīng)用開發(fā)

當(dāng)代社會已進(jìn)入高科技發(fā)展時(shí)代，特別是電子智能生產(chǎn)的需求量和技術(shù)水平在不斷提升，嵌入式的應(yīng)用技術(shù)也得到了深入研發(fā)。作為一種嵌入式的控制器，單片機(jī)是影響計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展過程的重要因素。

單片機(jī)屬于集成芯片，其與電子技術(shù)相結(jié)合，能實(shí)現(xiàn)搜集、處理和儲存數(shù)據(jù)的功能，這也是當(dāng)下微型電子設(shè)備中至關(guān)重要的性能和組成部分。單片機(jī)因?yàn)楹哪艿?、體積小、功能強(qiáng)大的優(yōu)勢，成為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中不可缺少的部分。

一、單片機(jī)概述

單片機(jī)是新型的電路芯片，從自身基礎(chǔ)特點(diǎn)來看，它體積小，不需要占據(jù)較大的空間，控制性能較強(qiáng)，而且耗能非常小，穩(wěn)定安全。特別是在高科技產(chǎn)品中，運(yùn)用單片機(jī)能節(jié)約成本，提高產(chǎn)品的技術(shù)功能。在一般情況下，單片是利用植入程序，依托其內(nèi)部的運(yùn)算器和控制器，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的控制。

單片機(jī)是一種非常小的芯片，可以依靠數(shù)字運(yùn)算管理系統(tǒng)，處理數(shù)字信號，實(shí)現(xiàn)對相關(guān)儀器的控制。單片機(jī)是一種非常微小的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在當(dāng)前各個(gè)領(lǐng)域都發(fā)揮著重要作用。特別是在智能電子產(chǎn)品飛速發(fā)展的過程中，單片機(jī)占據(jù)了不可替代的位置。

在運(yùn)行過程中，單片機(jī)主要是依靠提前編號的程序編碼，相當(dāng)于對其產(chǎn)生的一種指令，在采集了相關(guān)的操作信息之后，與對應(yīng)的指令向接軌，從而做出一系列反應(yīng)，完成指令需要的功能。

二、單片機(jī)在電子技術(shù)中的應(yīng)用

1.在工業(yè)控制行業(yè)的應(yīng)用

由于工業(yè)生產(chǎn)過程中有許多比較危險(xiǎn)的作業(yè)和生產(chǎn)類型，如電力檢修、高空作業(yè)等，所以保障工人的人身安全，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)是非常必要的。因此，在電子技術(shù)的推動下，人們應(yīng)利用單片機(jī)數(shù)據(jù)控制和搜集功能，提高對工業(yè)生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)的細(xì)節(jié)控制，加強(qiáng)對安全隱患的監(jiān)管和檢測，降低危險(xiǎn)系數(shù)。如在電力、煤炭生產(chǎn)等行業(yè)中使用的報(bào)警裝置，可以對單片機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)設(shè)置臨界值，再利用智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦超過正常臨界值，就會自動報(bào)警。

2.在通信領(lǐng)域的發(fā)展

網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展使得人們的通信技術(shù)也在飛速進(jìn)步，而單片機(jī)則在通信領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用。如智能手機(jī)中的電話錄音和語音等功能，實(shí)際上就是利用單片機(jī)完成了聲音、文字的轉(zhuǎn)換。電話錄音的過程就是單片機(jī)收集信號，然后處理信息，再將處理結(jié)果傳送給收集的內(nèi)部儲存中心的過程，以達(dá)到保存音頻的效果。

3.家用電器和儀器儀表方面的應(yīng)用

單片機(jī)在電子技術(shù)上的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)工程的智能化和多樣化，以提高智能家用電器設(shè)備的功能。如現(xiàn)代化的冰箱已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動調(diào)節(jié)溫度的效果，能夠?qū)崿F(xiàn)保鮮，也能夠進(jìn)行冷凍，這都是因?yàn)閱纹瑱C(jī)的功能。精密儀表中單片機(jī)的使用能夠提升儀器的精密程度，使其工作時(shí)更加穩(wěn)定。如在航空儀表中，單片機(jī)可以保證相關(guān)儀器不受惡劣環(huán)境和條件的影響。

三、單片機(jī)的技術(shù)開發(fā)

單片機(jī)的技術(shù)開發(fā)可以從單片機(jī)程序、計(jì)算機(jī)等方面進(jìn)行。作為嵌入式的系統(tǒng)，單片機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)自動執(zhí)行程序的開發(fā)，它可以被嵌入某些系統(tǒng)或者設(shè)備。在此之前，程序員可以設(shè)置單片機(jī)的程序，按照其需要完成的任務(wù)、指令等，設(shè)置相對應(yīng)的操作，就像智能電子產(chǎn)品中的核心系統(tǒng)和處理器。同時(shí)，開發(fā)單片機(jī)的程序可以提高數(shù)據(jù)處理和傳輸?shù)男?，擴(kuò)大系統(tǒng)的容量，推動計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行保駕護(hù)航。另外，單片機(jī)的語言也在不斷發(fā)展，特別是在工業(yè)生產(chǎn)的行業(yè)中，單片機(jī)開始不斷優(yōu)化自身內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而提升操作流程的有效性，減少其占用的資源。

第9篇：單片機(jī)應(yīng)用范文

單片機(jī)自從1971年誕生以來，現(xiàn)今已經(jīng)獲得了極大的發(fā)展，其種類之齊全，應(yīng)用領(lǐng)域之廣泛，社會影響之深刻，在數(shù)字技術(shù)領(lǐng)域中都是獨(dú)一無二的。其中最為成功的51系列單片機(jī)至今還在被廣泛的使用著。而隨著技術(shù)的迅速發(fā)展，對于某些要求處理速度快，精確度較高的設(shè)計(jì)任務(wù)，僅僅使用單片機(jī)和相關(guān)電路模塊已經(jīng)很難完成了。本文主要研究FPGA模塊在單片機(jī)上的擴(kuò)展應(yīng)用問題。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī) FPGA 擴(kuò)展應(yīng)用

1 單片機(jī)與FPGA的端口連接

FPGA（Field-programmable Gate Array），也即是現(xiàn)場可編程門陣列，它是在PAL、CPLD等可編程邏輯器件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn)和發(fā)展的產(chǎn)物。FPGA的端口資源比較豐富，可外接各類高速ADC/DAC器件、存儲器、傳感器、驅(qū)動電機(jī)和顯示器等，也正因此，其和單片機(jī)在應(yīng)用上能互相結(jié)合，取長補(bǔ)短。FPGA作為單片機(jī)的一個(gè)擴(kuò)展模塊，其不但可以彌補(bǔ)單片機(jī)I/O 端口少的問題，而且可以解決單片機(jī)不能直接和各種高速ADC/DAC等器件相連的問題。在擴(kuò)展方案中，我們可以讓高速ADC/DAC等器件直接連接FPGA，然后把FPGA再連接單片機(jī)進(jìn)行控制。單片機(jī)擴(kuò)展FPGA系統(tǒng)中，單片機(jī)除了顯示模塊和鍵盤模塊，不再和其它控制模塊直接接觸，單片機(jī)對其它控制模塊的控制都通過FPGA間接完成。需要特別指出的是，單片機(jī)的P3.0和P3.1口與FPGA相連的目的是通過串并轉(zhuǎn)換模塊以求能擴(kuò)展更多的數(shù)據(jù)端口，但是如果P3.0和P3.1口要用于和PC機(jī)的串行通信，此時(shí)就不能連接FPGA進(jìn)行端口擴(kuò)展了。

2 FPGA連接模塊的接口安排

由于FPGA的功能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其可以較為方便地處理各種并行任務(wù)。

（1）數(shù)據(jù)采集控制。在FPGA模塊中，我們一般使用狀態(tài)機(jī)的形式去控制ADC的采樣，并實(shí)時(shí)地將采樣數(shù)據(jù)存入FPGA模塊內(nèi)部的RAM之中，之后單片機(jī)在在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候再去讀取并處理數(shù)據(jù)?？紤]到FPGA接口數(shù)據(jù)通道的高速性，我們?yōu)榱烁玫貙ψ杩惯M(jìn)行匹配，同時(shí)也為了減少相應(yīng)的高頻干擾，一般應(yīng)在每一通道線上都串聯(lián)連接一個(gè)小電阻。信號的頻率與阻值大小成反比，信號頻率越高，阻值就越小，在100MHZ和50MHZ的工作頻段內(nèi)，其對應(yīng)的串聯(lián)電阻值一般在20歐-50歐之間。

（2）DAC/ADC信號輸出控制。FPGA控制高速DAC/ADC的優(yōu)勢是一般單片機(jī)所無法比擬的，因?yàn)镕PGA能提供高速的數(shù)據(jù)采集信號。

（3）存儲器接口。常用的與FPGA相接的存儲器一般有兩類，第一類是串行接口存儲器，第二類是規(guī)模較大的SDRAM或SRAM等動態(tài)存儲器，我們在FPGA擴(kuò)展模塊中可以利用動態(tài)RAM去控制相關(guān)模塊，其一般可用于作彩色液晶顯示器、VGA顯示器的緩存或作為軟核處理器的內(nèi)存。

（4）直流電機(jī)控制。FPGA可以控制直流電機(jī)，但前提是必須通過一個(gè)相關(guān)的驅(qū)動電路。其對于直流電機(jī)轉(zhuǎn)速的測定方法有多種，比如光電法、光柵法、模數(shù)轉(zhuǎn)換法等。FPGA的功能模塊主要包括PWM轉(zhuǎn)速控制模塊、電機(jī)轉(zhuǎn)速測定模塊、轉(zhuǎn)速信號毛刺排除模塊、閉環(huán)控制模塊等。

（5）步進(jìn)電機(jī)控制。FPGA控制步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)勢是可以并行產(chǎn)生多通道的SPWM，F(xiàn)PGA通過對它們之間不同相位的控制，從而實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分驅(qū)動控制。

（6）顯示控制。電路能很容易的實(shí)現(xiàn)彩色液晶顯示器、VGA顯示器和LED顯示屏的顯示控制。因?yàn)檫@些控制都涉及高速掃描、高速數(shù)據(jù)傳輸和高速大容量顯示緩存的應(yīng)用。顯然，這些工作如果離開了FPGA，普通單片機(jī)是達(dá)不到此種效果的。

3 單片機(jī)擴(kuò)展FPGA系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟和流程

傳統(tǒng)的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)，包括一些擴(kuò)展模塊的應(yīng)用，從本質(zhì)上來說都不屬于硬件設(shè)計(jì)概念。因?yàn)榘▎纹瑱C(jī)在內(nèi)的擴(kuò)展電路，都是現(xiàn)成的集成電路，其引腳、功能和時(shí)序性能都是預(yù)先確定或本身包含的。從而整個(gè)單片機(jī)的硬件系統(tǒng)只是各電路器件根據(jù)所需要的性能按照各自的接口方式連接起來而已，而真正說得上設(shè)計(jì)的內(nèi)容是單片機(jī)軟件的設(shè)計(jì)與調(diào)試。也正因此，傳統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)的核心任務(wù)就主要集中在軟件開發(fā)上，即使用一些仿真軟件調(diào)試也僅是圍繞基于軟件對CPU和接口硬件模塊工作行為控制的測試。

然而以FPGA作為單片機(jī)主要擴(kuò)展模塊的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案與傳統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)有很大的不同。這是因?yàn)檫@個(gè)系統(tǒng)的開發(fā)包括基于FPGA的硬件設(shè)計(jì)與時(shí)序功能的測試、基于單片機(jī)的軟件設(shè)計(jì)和仿真調(diào)試以及軟硬件綜合構(gòu)建和調(diào)試。其主要步驟如下：

（1）硬件模塊設(shè)計(jì)。我們可以根據(jù)設(shè)計(jì)對象的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)和設(shè)計(jì)方案，首先完成擴(kuò)展器件FPGA中的功能模塊的設(shè)計(jì)，并對其進(jìn)行相應(yīng)的時(shí)序仿真和硬件測試。即首先完成硬件設(shè)計(jì)任務(wù)，利用時(shí)序仿真工具和其他測試工具確保此硬件功能模塊工作性能的可靠無誤。

（2）控制功能檢測。

（3）單片機(jī)軟件設(shè)計(jì)。對于直接和單片機(jī)相連的鍵盤接口或簡便顯示接口，我們可以變寫相應(yīng)的程序，充分發(fā)揮單片機(jī)控制能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。

（4）軟硬件聯(lián)調(diào)。當(dāng)單片機(jī)的軟硬件仿真各自通過后，多項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)已經(jīng)通過考核鎖定，我們就可以將單片機(jī)與FPGA擴(kuò)展中的功能模塊進(jìn)行聯(lián)調(diào)，聯(lián)調(diào)時(shí)，ADC器件、步進(jìn)電機(jī)、傳感器等模塊的控制也應(yīng)綜合考慮，必要的時(shí)候可以逐個(gè)隔離調(diào)試，隔離調(diào)試成功之后再進(jìn)行關(guān)聯(lián)工作。

（5）優(yōu)化系統(tǒng)軟硬件功能結(jié)構(gòu)。很多情況下，軟硬件工作是可以相互替代的。因此最后的設(shè)計(jì)方案應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)項(xiàng)目的性能指標(biāo)、成本、功耗、速度、可靠性等要求，綜合權(quán)衡后確定軟件和硬件承擔(dān)的工作和功能，使設(shè)計(jì)項(xiàng)目中的軟硬件工作得更協(xié)調(diào)完美。

4 結(jié)束語

對于FPGA模塊的應(yīng)用擴(kuò)展，和單片機(jī)來比優(yōu)點(diǎn)有很多，二者一旦有機(jī)的結(jié)合起來，形成一個(gè)具體的應(yīng)用電子系統(tǒng)，功能就相當(dāng)強(qiáng)大，因此，單片機(jī)擴(kuò)展FPGA模塊的應(yīng)用也就比較重要且發(fā)展非常迅速。

參考文獻(xiàn)

[1]譚浩強(qiáng).C程序設(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2003（07）.

[2]潘明.黃繼業(yè).潘松.單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2011（01）.

作者簡介

勞勝領(lǐng)（1982-），男，河南省周口市人。學(xué)士學(xué)位?，F(xiàn)為周口職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系助教。研究方向?yàn)榭刂乒こ獭?/p>

董會錦（1983-），女，河南省周口市人。學(xué)士學(xué)位?，F(xiàn)為周口職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系助教。研究方向?yàn)榍度胧较到y(tǒng)開發(fā)。