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开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇单片机技术，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
在单片机系统的生产过程中，EMC是一个非常重要的组成部分，其中EMC电磁兼容性主要由EMI以及EMS组成，分别是电磁干扰和电磁抗干扰。但是，EMC非常容易受到电磁干扰的侵害，进而直接破坏单片机系统的稳定，因为，一定要对EMC问题引起重视。本文通过分析电磁干扰产生的原因，对单片机系统中的EMC技术进行了详细的分析，充分发挥了其在单片机系统中的作用。
【关键词】单片机系统 EMC技术 电磁干扰
在EMC电磁兼容性中，主要包含了电磁干扰和电磁抗干扰。在科学技术不断发展的同时，单片机的应用也变得越来越广泛，单片机自身虽然具有较强的抗干扰能力，但是在以单片机为关键部分所形成的控制系统中，在应用的过程中仍然会存在着一定的电磁干扰问题。为了避免外界对单片机系统产生电磁干扰，使单片机系统在稳定可靠的环境下运行，一定要充分发挥EMC的作用。本文对单片机系统中EMC技术的应用进行了详细的分析，希望能够防止单片机系统受到电磁干扰。
1 产生电磁干扰的具体原因
单片机系统在运行的过程中，经常会受到一些强电设备的干扰，比如电机启动以及继电器吸合等，如果利用示波器，就能够清除的看见电源电压波形上面干扰。另外，因为某些特殊原因，有些情况下单片机系统中每个部分之间都要保持一定的距离，再加上数据线和控制线使用的都是比较长的导线，没有采取相应的保护措施，在这种情况下单片机系统会更加容易收到电磁干扰。通过研究得知，单片机系统中的电磁干扰大部分都是以辐射以及电源回路的形式侵入的，干扰的途径主要包括以下几方面：首先，对输入途径的干扰，它会导致模拟信号发生失真的情况，数字信号出现错误，如果单片机系统按照错误的信号进行计算，那么得出的结果一定不会正确；其次，对输出途径的干扰，在对输出途径产生干扰时，它会和输出的信号相加，致使输出信号发生混乱，对正确的处理结果不能及时的反馈；最后，对单片系统内部总线的干扰，它会直接打乱控制、数据总线以及地址上面的数字信号，使EMC出现错误，程序受到破坏，甚至出现死机的情况。
2 EMC技术的研究趋势
通过上述对产生电磁干扰的具体原因以及干扰途径的分析，可以得出EMC技术的研究趋势主要包括以下几方面：
2.1 单片机系统中硬件的屏蔽
单片机系统中的屏蔽主要用来切断由感应耦合、交变电磁场耦合以及景点耦合结合在一起形成的电磁噪声传播途径，对它们进行电磁屏蔽、磁场屏蔽以及静电屏蔽。而屏蔽技术的主要研究趋势是对金属、复合材料以及各种材料进行功能屏蔽，或者是对多层、单层以及各种结构的屏蔽等。
2.2 单片机系统中硬件的隔离
单片机系统中的隔离最主要的作用就是切断以传导方式为主的电磁噪声的传播途径，它的研究趋势是利用直流继电器、交流继电器、光电隔离器以及隔离变压器等实现电磁干扰和单片机系统的隔离。它最大的特点就是非常容易的隔离两部分的地线系统，避免在单片机系统中出现耦合的现象。
2.3 单片机系统中硬件的滤波
对于单片机系统中的滤波来说，它主要是设置在频域上，主要的作用是能够切断噪声的传播。它的研究趋势是充分利用电熔电感等滤波器件，把没有利用价值的部分的信号过滤掉，保存需要的信号。比如，在处理电源滤波器时，过滤掉一些高频和低频的电磁噪声，只保存50Hz的电源频率，从而实现单片机系统的良好运行。
2.4 单片机系统中硬件的接地
单片机系统中的接地，它是有效信号和电磁噪声的提供途径，它的研究趋势是信号地、电源中线以及安全地的各种接线，是一种非常有效的接地方法。它在工作的过程中，主要会考虑到怎样设计接地体、如何进行数字地和模拟地的布置等。
2.5 单片机系统中软件的编程
虽然上述的硬件抗干扰措施起到了一定的作用，为单片机系统的\行营造了一定安全稳定的环境，但是并没有在本质上解决电磁干扰的问题，不能确保一点干扰都没有，所以，要充分发挥软件编程的作用。所谓的软件抗干扰技术，就是单片机系统受到干扰之后，改变单片机系统内部的程序，使单片机系统恢复到正常的运行状态。比如，当输入信号受到干扰时，系统中制定的编程就能对其进行筛选，保存下真实的信号。这种编程设计千变万化，可以节省一定的硬件成本，而且操作起来也非常简便。
3 单片机系统中EMC技术的应用
3.1 EMC技术在单片机系统硬件中的应用
3.1.1 接地方式
因为单片机系统的工作频率比较低，基本上1MHz以下的干扰频率就能对其产生影响，因此，可以使用一点独立接地的方式，但是，一定要注意接地线的长度要比波长的 短。在一点接地方式中，主要包括串联一点接地和并联一点接地，串联一点接地是为了避免电磁干扰，而且每个支路中间的地线应该减小到最大限度，使线径保持在足够粗的状态，尤其是电平比较低的，应该将其设置在电源的旁边。与串联一点接地相比，并联一点接地中各个支路上的电流互相都不会产生影响，更不会出现干扰的现象，从而保证了单片机系统的练好运行。
3.1.2 光电隔离
在单片机系统的运行过程中，将光电隔离器件安置在输入和输出的通道上，从而实现信息的传递，而且还能使单片机系统和开关、继电器以及传感器等各个机构分离开来，和PLC相似，能够将大部分外界带来的干扰阻挡在外面。另外，一些数字信号也可以利用光电耦合的方式进行传递，而模拟信号可以利用线性光耦的方式进行传递，从而保障单片机系统的运行质量。
3.1.3 滤波
如果要想在单片机系统中进行低频信号的传输，可以适当的添加一些RC低通滤波器，能够在一定程度上减小外界对单片机系统的干扰。在单片机系统的运行过程中，对电源环境有比较高的要求，这时就可以利用电源滤波器，只需要保存50Hz的电源频率，其他的高频和低频电磁噪声都可以直接过滤掉。
3.1.4 屏蔽
在单片机系统中如果发生电磁干扰，屏蔽能够发挥很好的作用，利用金属壳把单片机系统中的关键部分保护起来，之后将金属外科或者是金属闸直接接地，就能将电磁干扰导入到大地中，防止电磁干扰对单片机系统产生影响。另外，屏蔽外科的接地点要和系统信号中的接地点结合在一起，如果从被金属屏蔽的单片机系统中接出一个信号线，就要使用屏蔽线，这时屏蔽层和外壳要保持在同一点进行系统参考点的连接。需要注意的是，一些特殊的参考接地点的不同系统应该分开屏蔽，不能放在同一个金属屏蔽壳里。
3.2 EMC技术在单片机系统软件中的应用
3.2.1 数字滤波器
在单片机系统的运行过程中，可以将EMC技术应用在单片机的软件中，进而更有效的对叠加在模拟信号中的噪声进行控制，并且获得正确的信息。单片机系统中经常使用的滤波方式有程序判断滤波、中值滤波、算术平均滤波以及加权平均滤波等，这些滤波方式能够很好的避免单片机系统受到外界的电磁干扰，从而更加安全可靠的运行。
3.2.2 软件拦截
如果单片机系统受到电磁干扰，出现程序错乱的现象，必须要及时采取有效措施将程序带回到正常的道路中，其中经常见到的抗干扰技术是软件拦截技术，它会通过NOP指令的使用、未使用的中断区陷阱以及程序区陷阱等来实现单片机系统的抗干扰，从而确保单片机系统的良好运行。
3.2.3 程序监控
如果单片机系统受到电磁干扰，导致程序进入一个死循环，这时不管是指令还是软件拦截都不好用，单片机系统会彻底的瘫痪，处在无法运行的状态。针对这种情况，在单片机系统的程序中应该安装一个监控系统，对整个程序进行监控，其中主要要具有以下几方面的特点：首先，该监控系统能够独立工作，不会时刻依靠单片机系统中的MCU；其次，该监控系统应该在规定的时间和MCU接触一次，确保该系统运行正常；最后，如果MCU陷入了死循环，该系统能够在第一时间发现，并且采取相应的措施使其恢复到原本的运行状态。
3.3 EMC技术在单片机系统中其他部分的应用
EMC技术除了上述的应用之外，在单片机系统中还有其他方面的应用，其中主要包括以下几方面：首先，单片机系统在运行的过程中，会用到长线进行信号的传输，这时可以使用双绞屏蔽线来作为传输线，从而对共模噪场和电磁场的干扰起到控制作用。但是，需要注意的是，一定要确定好传输线的阻抗匹配，防止出现反射现象，导致信号失真；其次，在进行单片机系统的电路设计时，一定要注意进行电平匹配，比如TTL“1”电平是2.5到5伏，“0”电平是0到0.5伏。如果CMOS输入“1”电平，那么就是4.89到5伏，如果输入“0”电平，那么就是0到0.02伏。所以说，一旦CMOS接受TTL的输出，那么就要在输入端添加平转换器或者是上拉电阻，不然的话，CMOS中的器件就会保持在不确定的状态；再次，在单片机扩展时，一定不能超过它自身的驱动能力，不然会导致整个系统工作处在不正常的状态。如果必须要超负载运行，就要添加总线驱动器，比如74LS244以及74LS245等；最后，在CMOS电路中，如果有不使用的输入端一定不要悬空放置，不然会导致电平出现不正常的现象，而且在外界电磁干扰的情况下还会出现错误的动作。因此，在进行CMOS电路的设计时，可以按照实际的情况，将多出来的输入端和正电源或者地面连接在一起，这样就会避免出现上述的情况，还会确保单片机系统的良好运行。
4 结束语
综上所述，EMC技术在单片机系统的运行过程中起着非常重要的作用，能够避免外界产生的电磁干扰影响单片机系统的安全运行，因此，我们一定要对EMC技术引起重视，充分发挥其在单片机系统中的重要作用，实现单片机系统的良好运行。
参考文献
[1]王辰宸.EMC技术在单片机系统中的应用[J].电子制作，2014（06）：49.
[2]陈晓辉，董邦天，黄晋豪.浅谈单片机系统设计的误区和对策[J].通讯世界，2016（09）：264.
[3]薛建方.浅谈单片机系统设计的误区与对策[J].电子制作，2013（18）：20.
1 概述
随着单片机技术的发展和广泛应用，许多使用单片机的高新技术产品诸如智能化仪器、仪表、小型工业控制系统等都面临着一个令人头痛的问题，那就是新产品刚一推出就被仿制和剽窃。这种现象会使产品开发商蒙受很大损失，同时也极大地挫伤了开发商的积极性。创新开发是一个公司竞争力的关键，如何保护好自己的劳动成果，除用法律手段外，在产品面市前作好加密是一个必不可少的环节。
单片机系统一般都采用MCU+EPROM模式。通常EPROM都是透明的，而采用的MCU一般有Intel公司的MCS51、52系列，Zilog公司的Z80、Z84系列、Motorola公司的MC68HC系列以及Microchip公司的PIC16C系列等。虽然有许多的MCU都带有加密位，但现在已大多能破解。因此，单靠MCU本身加密位来进行加密已极不可靠的。
2 常用加密技术分析
常用的单片机加密技术无非是硬件加密和软件加密两种。软件加密不能防止别人复制，只能增加别人解剖分析的难度，但对高手而言，这不足为虑。所以，这里讨论的加密主要是硬件加密。总结起来，主要是以下三大类。
2.1 总线乱置法
总线乱置法通常是将MCU和EPROM之间的数据线和地址线的顺序乱置。总线乱置法通常包括下面几种：
(1)将数据或地址总线的某些线位交换或求反；
(2)将数据或地址总线中的某些线进行异或。例如，D5'=D5，D6'=D5+6等；
(3)把(1)(2)结合起来以构成较复杂的电路；
(4)采用EPROM时，把地址总线（或数据总线）与系统程序的存储器地址（或数据）的对应关系按密钥交换。例如，用一片2764芯片存储密钥，把地址的高8位重新按密钥编码，也就是说，把原程序的页号顺序打乱；
(5)采用GAL器件，利用GAL的加密片来对硬件电路进行加密。
2.2 RAM替代法
用电池对RAM进行掉电数据保护。即先将一系列数据写入RAM并接上电池，然后将其余的芯片插上。这样，当单片微机系统运行后，CPU首先从RAM读出数据，这些数据可以是CPU执行程序的条件判别依据，也可以是CPU将要执行的程序。如果数据正确，整个系统正常运行。反之，系统不能运行。
2.3 利用MCU本身的加密位进行加密
现在很多的MCU都带有加密位，其中最成功的加密方法是总线烧毁法，此法在AT89C51中运行用得最成功。即把单片机数据总线的特定I/O永久性地破坏，解密者即使擦除了加密位，也无法读出片内程序的正确代码。此外还有破坏EA引脚的方法。
一般来说，上述的加密方法各有优点，但都存在致命的缺点：第一种方法有两个主要缺点：一是密钥放在哪里才能不被破译；二是用仿真器很容易就能把源程序截取出来。第二种方法同样可以用仿真器把数据区调出来，另外还可以把RAM接上电池，取下来放在仿真器上读出来。第三种方法用来加密小程序是成功的，但由于总线已被破坏，因而不能再使用总线来扩展接口芯片和存储器。同时，片内存储器也不再具有重复编程特性。
3 常用解密方法分析
加密和解密长期以来就是一对矛盾。要做好加密，必须先了解现在的解密水平及手段。目前的解密手段大致可分为下面四种。
3.1 恢复加密位法
该方法能破解常规用E2COMS工艺的存储加密位芯片。它包括两个系列：
第一是MCU系列，例如MCS51系列（包括89C、97C、W78E/77E系列等）、Z84E系列、PIC16C/12C系列、MC68HC系列等。
第二是PLD，如CPLD的GAL，PALCE的16V8、20V8、22V10，Altera的EPM7032、EMP7064、EMP7128，Lattice的LSP1016、LSP1024和Atmel的ATV750/2500等。
3.2 逻辑分析法
该方法主要采用示波器、逻辑分析仪和MDU解密仪等分析工具分配一些逻辑较简单的可编程器件的逻辑功能。
3.3 仿真器软件跟踪分析法
此方法适用于破解一些未带加密功能的单片机系统（如8031，Z80等系统），而对于有加密功能的单片机系统，则可先破解其单片机的源程序，然后进行仿真分析。
3.4 芯片揭盖分析法
现在市场上十万门以下的芯片多功能通过揭盖来进行逆向分析，但此破解法费用甚高。此法适用于破解专门的ASIC芯片。
综上所述，一般芯片及常规加密手段很难实现有效加密。严格来说，要做到绝对的加密是不可能的。选好适当的芯片，采用合适的加密技术，使仿制者面对需付高昂的解密费而却步，那就意味着加密工作的成功。
4 动态加密技术原理
动态加密技术的主要思路是：在程序看到的是虚地址，而虚地址对应的存储器的实地址由CPU程序运行时通过FPGA赋予。其原理如图1所示。
举例说明，若调用子程序CALL Function时，对应于同一个子程序调用，第一次调用的是真正的Function，绝对地址可能在1000H。而在第二次调用Function时，实地址可能是2000H，功能可能根本与Function不相同，这样，只要在调用前把实地址通过软件置进去就可以了。因此可以通过连续表面调用同一个子程序Function，而实际则是分别调用几个不同的子程序来实现加密。至于虚地址映射到何处的实地址，可由编程者自己安排，故只需在调用前输出实地址的对应关系即可。这种软件与硬件相结合、虚地址与实地址相结合的加密方法使破解者即使获得源程序也极难分析出对应关系。
但这种动态加密技术也有漏动，如很难对付仿真器单步跟踪分析，因此，须做进一步个性。改进的方法之一是在FPGA内设计一个计数器，并由CPU定时清零，否则一旦超过时限，FPGA将停止一切操作而使CPU无法运行，就更不用说仿真了。改进方法之二是在FPGA内做一密，并由CPU运行足够长的时间后去访问FPGA，以读取密码并比较，若出错则由CPU破坏主内存RAM的内容，从而导致所有结果出错。用这种方法足可以对付逻辑分析仪的跟踪分析。
对于数据加密，可采用与密钥逻辑异或的方法。对于这种方法密钥以及动态加密技术的逻辑函数都必须放在一个较难破译的芯片上。鉴于对芯片解密技术的了解，笔者推荐使用Actel公司生产的42MX系列的FPGA来进行一次性编程，该芯片不可读出码点文件，市场上无法破解。同时，其资源也极为丰富，设计工具完整，且用VHDL语言极易实现各种功能。
关键词：单片机 电子技术 应用研究
中图分类号：TP36 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）02（c）-0011-02
20个世纪70年代，单片机得到快速的发展，形成一个品种较为全面，功能更加强大的技术产品，开始在各生产领域中运用。随着近半个世纪的发展，单片机取得更优质的成果，科技水平更加先进，在众多领域中实现高效运用，提升这些领域的发展程度。单片机现在在电子技术领域中得到广泛的使用，如在通信功能、仪表仪器等方面实现高效的运用，促进这些企业实现优质的发展。同时，随着单片机运用程度的增加，应用领域的扩展，其技术呈现创新发展趋势。
1 单片机的科学分析
1.1 概述
单片机是嵌入式系统的一个组成部分，它采用规模较大的电路技术将CPU、RAM、ROM以及定时器等众多功能集成在一个硅片上，继而形成一个具有完善功能的，微型的计算机系统[1]。单片式是1970年左右开始在生产中运用，随着多年技术的革新和使用程度的加深，当前它在汽车电子，医疗器械，工业控制以及仪表仪器中得到运用。单片式发展速度较快，由最开始的4位单片机发展成8位单片机，到目前300 M具有高速运转和处理能力的单片机。
1.2 主要特点
单片机是当前计算机发展的一个重要组成部分，随着计算机水平的增长，单片机也呈现高效革新的态势，且呈现不同用途的，不同型号的单片机产品。以AT89S52型号单片机为例，单片机目前重要的发展特点有6个方面。第一，单片机具有使用方便的特点，单片机整体体积较小，系统构成较为简单，整体呈现模块化；第二，对环境的要求较低，单片机具有较强的环境适应能力，可以在不同的环境得到运用；第三，控制能力较强大，单片机有着较强的科技力量，通过众多功能的集成，其具有很强的控制功能；第四，功能消耗较低，单片机在运行的时候只需要较低的电压，整体对功能的消耗低；第五，速度快，单片机具有极强的处理功能，对各项数据和信息有着极快的处理速度；第六，可靠性高，单片机可以实现长时间的工作，提升整体系统的运转能力。
2 电子技术中单片机的应用情况分析
2.1 手机通信中的运用
单片机在电子通讯中得到运用，主要体现在手机语音功能的建设中，单片机对手机语音信息进行识别，并开展相关操作。在手机的音频入口安置单片机可以使其收集众多的音频信息，系统分辨工作开展之后，向各个部件下具体的指令和信息，实现语音信息中的手机操作[2]。
2.2 单片机提升医疗器械诊断正确性
人们在实现温饱之后，更加关注自身的健康，对医疗水平有着越来越高的需求。但是，在医疗建设的过程中总会出现一些问题，检测手段以及消毒水平存在一定的不足，影响整体医疗建设的质量。单片机在医疗器械中得到运用之后，大大减少了医疗问题的出现，使医疗工作得到一定程度的提升。单片机的使用增加了医疗设备的诊疗准确性，提升了诊断的精准性。同时，随着单片机在医疗器械中的运用，整体医疗设备朝着更加智能化、自动化的发展方向前进，使医疗诊断的结果更加精准，更好地为人们的健康提供医疗保障。
2.3 单片机使仪表仪器的使用更加智能化
单片机因其集成度高等特点被用于仪表仪器的生产，随着单片机科研水平的不断革新，仪表仪器的发展更加智能化，更加符合当前人们的使用需求。同时，随着单片机使用程度的增加，仪表仪器设备朝着数字化方向发展，整体测试水平较高，仪表仪器控制和处理的功能建设更加优质。例如，在航天仪器制造的时候，使用单片机这种先进的技术可以使仪器的精准性和集成性更强，提升航天电子系统的数字化程度，大大降低航天事故发生的几率。
2.4 家电中普遍使用单片机
单片机不仅在高科技的领域中实现运用，如医疗器械、仪表仪器等领域，同时也在日常生活中得到运用，例如在家电行业中。随着科研水平的发展，单片机越来越多地在生活中得到运用，提升人们生活的质量和幸福感。前人们家庭生活中使用的洗衣机、微波炉以及电视机等家电都运用了单片机这项技术。在电视机的运用中，通过使用单片机使其系统控制技术更加先进，功能操作更加便捷。例如，人们可以通过遥控器自由切换不同的电视频道，选择自己想看的电视节目。单片机在微波炉建造中，通过系统信息的处理，可以根据食材的不同进行科学的、自动的选择工作，主要是选择加热时所需要的温度和具体时间。单片机在洗衣机的系统控制中，可以根据衣物的材质以及脏污程度进行自动洗涤，对洗衣液的使用量、洗涤的强度控制以及详细的洗涤时间有着科学的控制和选择。
3 单片机在未来电子技术领域中开发趋势分析
随着社会生产实力的增强，科研技术程度更加深入，单片机型号和技能革新的速度会越来越快，其在电子领域的应用开发主要从以下3个方面进行。
3.1 对单片机程序开发
随着单片机自身开发程度的加深，其在嵌入式系统的建设中得到越来越全面的运用，目前已经不在裸机的环境中实现开发和使用。单片机已经实现一定程度的自动执行，可以对数据进行较强的储存，科学处理和传输数据。单片机具有较强的环境使用能力，可以保障计算机在不同的环境中实现正常的运转和数据的处理，对外界的物理参数实现高质量的采集，并对其进行逻辑分析和正确的处理[3]。
3.2 优化C语言系统程序
C语言有着强大的数据处理能力，可以以简易的方式对编程语言开展编译、处理等工作，有着强大的编程能力。为了使单片机在复杂的计算数据和控制数据的环境中实现正常的使用，提升系统的集成和控制能力，一定要加强C语言在单片机中的运用程度[4]。通过对C语言更深度的开发，可以加大单片机的开发程度和力度，进而拓展单片机使用和运用的范围和领域。
3.3 加强对计算机的研发
目前，单片机的制作中使用众多的通信接口，通过接口的连接可以和计算机进行数据的交流和沟通。可以说，单片机通过通信接口可以让通信设备和计算机形成一定的联系，可以使双方进行精准的数据支持，提升设备对数据的使用程度和运用程度[5]。为此，要想对单片机进行深度的开发，应该对计算机进行系统的分析和运用，提升数据连接和传输的质量。
4 结语
单片机是当前计算机发展的一个重要组成部分，随着计算机水平的增长，单片机也呈现高效革新的态势，在电子领域实现高效的运用。突出表现在手机通信中和家庭电器的使用中，提升人们的生活建设质量。同时，单片机使仪表仪器的使用更加智能化，提升医疗器械的诊断正确性。在未来的发展中，可以通过对单片机程序进行开发、优化C语言系统程序以及加强对计算机的研发这3个方面提升单片机在电子领域的运用程度。
参考文献
[1] 郑泽宏.单片机在电子技术中的应用和开发技术研究[J].科技信息，2013（25）：140，221.
[2] 王红纪，徐小亚.单片机在电子技术中的应用和开发[J].电子测试，2014（13）：44-46.
[3] 王德权.研究单片机在电子技术中的应用[J].科技与企业，2013（3）：113.
【关键词】物联网技术；单片机
伴随着物联网技术的逐渐成熟，其应用范围也越来越广泛，同时社会对物联网专业人才的需求量也越来越大。单片机技术作为物联网产业的关键底层技术在电子技术课程体系中的地位愈来愈重要，但是传统的单片机课程应用已经无法满足大众的需求，利用物联网技术改革单片机课程也是大势所趋。
1传统单片机课程中存在的问题
（1）传统的单片机课程主要是理论知识课程为主，并不重视培养学生的综合实践能力。目前大多数的单片机教材跟不上时代的发展，其学习知识存在严重的滞后性。而且单片机理论知识的理解难度较大，学生很难准确把握单片机知识原理，学习积极不高的。（2）由于多数高校的条件有限，无法真正让学生实践单片机知识，比如有的学生主要是以仿真实验平台为主，无法满足学生的学习需求，同时实践课程与社会发展严重脱轨，无法保证学生的学习效率。虽然随着我国物联网技术的发展，单片机技术也在不断更新变化，但是多数工作人员对于物联网等新技术的发展和应用不是很关注。显然，这种课程形式不仅不能满足学生的学习需求，也无法适应社会对高素质、高技能的专业人才的需求。在此大环境下，相关工作人员必须要积极转变理念，彻底摈弃传统的方法才能推动单片机课程的改革，才能进一步提高学生的实践能力。
2物联网技术在单片机课程中的应用
2.1优化单片机课程应用
单片机技术是物联网底层最重要的技术。随着我国物联网技术的兴起，我们在单片机技术课程推广中就应当以物联网系统应用为目标，重点突出互联网络、信息数据采集传送等相关知识。同时，还要在原有模式的基础上对单片机课程进行优化设计，比如选择目前比较流行的无线SOC单片机来缩短课程与实践的距离。在物联网技术背景下，不仅仅要优化课程内容，还要改革课程方法，同时结合创设情境、任务驱动、小组合作等方法，增强单片机课程课堂的学习氛围。在物联网技术发展的背景下改革单片机课程，应当重视以物联网应用为基础，强调出单片机技术对物联网技术发展的作用。比如在SPI接口的课程中，可以从应用原理、接口函数到模块使用都添加应用实例，以提升课堂的生动性和趣味性。在此过程中，还应当适当减少一些理论知识的传授，并加大实践知识的讲解，适当的增加无线通信协议栈实践内容，突出C语言中所描写的ZigGee协议栈程序，并重点突出应用曾开发网络拓扑结构形态等知识。总的来说，将物联网新技术与单片机课程相结合，加强单片机课程应用的改革。
2.2搭建实验平台
作为物联网底层最重要的技术，只有在实践中不断的研究才能进一步促进物联网技术的发展，才能提高学生的实践能力。为了达到学以致用的目的，应当重视搭建实验平台，让学生能够亲身实践课堂上所学到的理论知识，并从中感悟到更多的单片机知识。搭建实验平台主要内容是完善和更新单片机课程实验系统，以便真正提高学生的综合实践能力。比如选择新型的无线SOPC单片机实验箱，同时选择Keil/IAR编译开发平台。另外，还可以多选择SOC单片机基础硬件实验、网路协议实验等。例如在单片机的定时器/计数器的课程中，可以先创设教学情境：在电线测量的实验中，其采用的测量方法将电线绕一个周长是1米的轮子上面，拉动电线带动轮子旋转，这样只要计算下轮子转过了多少圈，就可以知道绕过的电线有多长了。单片机中的计数器的计数功能与此相似，不同的是电线测量例子中计的是轮子转的圈数，而单片机的计数器计的是从单片机P3.4、P3.5引脚进入的脉冲的个数。在课程中，可以引导学生把MCS-51单片机中的两个计数作用看成水滴落，让他们思考如何测量装水的水盆容量。在实践过程中，可以让学生选择不同的定时器和计数器队各种物理量的测量以验证计数器的计数功能。总的来说，应当重视是实验课程实践，并尽量选择较为先进的实验手段和工具，以便于学生学习。
2.3课程理念的改革
随着我国物联网技术的发展，单片机技术的发展也会更加成熟。在新一轮的教育事业改革背景下，应当彻底摒弃传统的课程理念。只有与时俱进，选择最为先进的课程理念才能真正实现单片机课程应用的改革，最终发挥出物联网技术的优势。首先，应当重视突出学生的主体地位，把课堂的主动权交还给学生。这也就意味着应当采用灵活的课程方法，使学生的主观能动性得以发挥。其次，在应用物联网技术时应当结合单片机实际课程应用内容，并选择合理的案例和实践方案，以便于真正促进学生的学习。比如采用项目式的方式，将单片机课程分成若干个小项目，以项目目标为主线，结合相应的知识点进行讲解，激发学生的主动性，课程应用还应从实际问题入手，采取提出任务、分析任务、设计任务、解决任务、归纳规律的方法，让学生在解决项目任务的过程中掌握知识。最后，还应当注意从学生的认知水平和课程实际出发，完善课堂设计。并合理选择实验实践和理论知识的进度，保证能够在充实学生理论知识的基础上，进一步提高学生的综合实践能力。总的来说，在新的教育形势下，应当积极转变课程理念，以此推动单片机课程的改革。
3总结
在单片机课程中，应当充分利用物联网技术，在充实学生理论知识的基础上要进一步提高学生的综合实践能力。只有这样才能真正提高学生的综合学习能力和创新能力，最终培养出专业的物联网专业技术人才。
参考文献
[1]郑一力,赵燕东,葛桃桃,陈善安.物联网技术在单片机教学改革中的应用[J].实验技术与管理,2014(09):22-24.
[2]王忆.物联网技术在单片机教学中的应用[J].计算机光盘软件与应用,2014(18):54-55.
【关键词】单片机，技术应用，特点，趋势，挑战
一、单片机的应用场合
1.1智能仪器仪表。单片机用于各种仪器仪表，一方面提高了仪器仪表的使用功能和精度，使仪器仪表智能化，同时还简化了仪器仪表的硬件结构，从而可以方便地完成仪器仪表产品的升级换代。如各种智能电气测量仪表、智能传感器等。
1.2机电一体化产品。机电一体化产品是集机械技术、微电子技术、自动化技术和计算机技术于一体，具有智能化特征的各种机电产品。单片机在机电一体化产品的开发中可以发挥巨大的作用。典型产品如机器人、数控机床、自动包装机、点钞机、医疗设备、打印机、传真机、复印机等。
1.3实时工业控制。单片机还可以用于各种物理量的采集与控制。电流、电压、温度、液位、流量等物理参数的采集和控制均可以利用单片机方便地实现。在这类系统中，利用单片机作为系统控制器，可以根据被控对象的不同特征采用不同的智能算法，实现期望的控制指标，从而提高生产效率和产品质量。典型应用如电机转速控制、温度控制、自动生产线等。
1.4家用电器。家用电器是单片机的又一重要应用领域，前景十分广阔。如空调器、电冰箱、洗衣机、电饭煲、高档洗浴设备、高档玩具等。另外，在交通领域中，汽车、火车、飞机、航天器等均有单片机的广泛应用。如汽车自动驾驶系统、航天测控系统、黑匣子还有分布式系统的前端模块等等。
二、单片机技术的发展特点
2.1单片机长寿命。8位、16位、32位单片机共同发展？这是当前单片机技术发展的一个动向。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发展。以Motorola？68K为CPU的32位单片机97年的销售量达8千万枚。过去认为由于8位单片机功能越来越强，32位机越来越便宜，使16位单片机生存空间有限，而16位单片机的发展无论从品种和产量方面，近年来都有较大幅度的增长。
2.2单片机速度越来越快。MPU发展中表现出来的速度越来越快是以时钟频率越来越高为标志的。而单片机则有所不同，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4.9M外部振荡器而内部时钟达32M，而M68K系列32位单片机使用32K的外部振荡器频率内部时钟可达16MHz以上。
2.3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。如美国国家半导体NS的COP8单片机内部增加了抗EMI电路，增强了“看门狗”的性能。Motorola也推出了低噪声的LN系列单片机。另外他还有低电压低能耗等特点。
三、单片机技术的发展前景及趋势
由于通用型IC的仿冒现象比较严重，因此定制化IC将是未来单片机发展的主要方向。此外，尽管16位、32位单片机市场有所增加，但8位在未来三五年内仍将占主流，只是成长幅度会趋缓。从应用角度讲，盛扬看好消费类电子和家电产品，尤其是中小型家电产品，它属于比较成熟的单片机应用领域；其次是高端领域的车用产品。目前，盛扬已针对汽车周边领域推出系列产品，主要用于汽车防盗、车载电子、信息娱乐、胎压监测、里程表的面板等。
单片机拥有良好的应用前景，但厂商之间的竞争愈演愈烈。因此，对本土企业而言，要想脱颖而出，质量一定要好，同时还要注重产品的环保和可靠性，因为家电和汽车等产品对安全性的要求越来越高；其次，充分发挥本土厂商在特定应用领域的性价比优势。不过，这种性价比必须建立在性能过关、可靠度过关的基础上。
制作工艺CMO化。更小的光刻工艺提高了集成度，从而使芯片更小、成本更低、工作电压更低、功耗更低。CPU的改进。同时，采用双CPU结构，增加数据总线的宽度，提高数据处理的速度和能力；采用流水线结构，提高处理和运算速度，以适应实时控制和处理的需要。增大存储容量，片内EPROM的E2PROM化，程序的保密化，提高并行口驱动能力，以减少驱动芯片，增加？I/O？口的逻辑功能和控制的灵活性。最后，以串行方式为主的扩展；电路的内装化；和互联网连接已是一种明显的走向，可靠性及应用水平越来越高。
四、不断发展的单片机技术给工程师们提出个新的挑战
单片机从开发到产品端有很多关键阶段。首先，开发新产品需要了解市场需求和应用方面的技术，才能定IC的规格；IC规格定下来后才能进行IC设计；IC设计完成后要进行验证；验证完成后，要做演示版进行市场推广。这些阶段都要求单片机工程师具备优良的素质。
首先工程师们要懂技术，并注意技术经验的长期积累。比如定IC规格，这是决定IC成败的关键，规格定得好，IC才能做得好。但IC规格不能关起门来自己定，一定要与市场和产品端相结合。所以就要求工程师必须熟悉整机产品的整个研发和生产过程，要懂生产环节和产品的专业知识，懂IC内部的相关工艺和IC设计。因此，要完全掌握这项技术至少需要十年的经验积累，并且要一直做到工程主管的职位，才有可能完成。因此这种人才在任何一家公司都非常宝贵，大概只有2%的人能做。
其次要懂市场，对市场要有敏锐的洞察力，才可能做到技术管理的高层或工程领域的主管。否则，只能永远是一名普通的工程师。
关键词：安全生产，煤矿，单片机，瓦斯，防尘
煤矿安全生产一直以来都是安全生产工作中的重点，最突出的就是瓦斯浓度控制［1－3］与尘埃清除［4］问题，本文针对这两个问题，讨论将单片机作为控制器，并设计两个相关系统，分别是基于单片机的煤矿瓦斯检测系统和煤矿防尘喷雾系统，通过利用单片机控制瓦斯浓度与进行喷雾防尘来建设煤矿的安全生产的环境。
1单片机芯片简介
单片机是将中央处理器（CPU）、定时器／计数器、随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、中断系统与输入／输出口（I／O）等经过超大规模集成电路技术集成到一小块硅片上而构成的微型计算机系统芯片。一般来说，根据目前单片机的发展情况，单片机有以下几种分类情况。由单片机的适用范围可分为通用型与专用型，专用型单片机就是针对某一产品为满足特定需要而生产的，通用型则没有这种需要，适用于普通功能需要。由其应用领域情况又可分为工控型与家电型，工控型单片机具有更强的运算处理能力，更大的寻址范围，而家电型的单片机通常是专用型，例如针对冰箱、洗衣机等而设计，具有成本低、集成度高，封装小等特点。由单片机是否具有并行总线可分为总线型与非总线型，总线型单片机一般会有并行的地址总线、控制总线、数据总线，可以用于扩展外部器件，而非总线型单片机省去并行扩展总线，将所需要外部器件与接口集成到单片机内部，不仅减少了芯片体积也降低了封装成本。
2单片机在煤矿安全生产中的应用
在煤矿的安全生产中，瓦斯浓度控制与尘埃清除问题不容忽视。瓦斯气体在煤矿环境中时常存在着，是一种无色、无味的气体，当它的浓度达到一定程度后，容易导致矿井工作人员因缺氧出现窒息的情况，更严重还会燃烧引起爆炸事故，因此，瓦斯的浓度一定要实时控制到位，才能保证一个安全的煤矿环境。此外，煤矿环境中尘埃频繁地出现，若不能及时有效清除，会严重影响工作人员的身体健康与工作效率以及煤矿设备的正常运行，进而影响到整个煤矿的安全生产，只有对煤矿进行科学全面地降尘才能帮助建设安全生产环境。针对以上两方面的问题，建立以单片机为基础的煤矿瓦斯检测系统和煤矿防尘喷雾系统，用单片机的可控性强，可靠性高等优点提高对瓦斯浓度的控制能力与改善防尘效果，更全面、更具时效地完成工作。
2．1基于单片机的煤矿瓦斯检测系统设计
建立应用单片机的煤矿瓦斯检测系统就是利用单片机、传感器、A／D转换器、LED显示器、扬声器，红外线发送／接收设备等经合理连接组成具有瓦斯浓度实时检测并显示相应数值、超标报警、遥控设置报警标准参数等功能的系统。瓦斯检测系统总共可分为核心控制电路、瓦斯采样电路、显示电路、报警电路、红外遥控电路［1－3］这几个部分。其中，核心控制电路起着枢纽作用，主要由单片机与晶振电路、复位电路组成，晶振电路为单片机提供可靠的振荡频率，即稳定的时钟周期，支撑单片机的正常工作，复位电路使单片机能从初始状态开始工作，一般具有上电自动复位和按键手动复位两种复位方式，相当于可以随时“重启”单片机系统，单片机内部进行相关运算处理，起到对所有外部电路的控制作用。瓦斯采样电路主要包括瓦斯气体传感器、电压放大电路与A／D转换电路，首先由传感器检测出当前瓦斯浓度，然后输出与浓度对应的电信号，经由放大电路后最后得到放大的电信号，准备输出给控制电路单片机的接口。显示电路由一些LED数码管组成，用于接收来自单片机端口的信号，显示出当前瓦斯浓度和红外遥控的报警标准参数。报警电路由扬声器与LED灯组成，由来自单片机的控制信号决定是否报警，当浓度合适时，不发声且绿灯亮，浓度已经轻微超标时，单片机提供一定频率给扬声器发声，并且黄灯亮，提醒做出相应防护措施，浓度严重超标时，扬声器发声报警并红灯闪亮，此时应立即切断总电源，防止发生瓦斯爆炸事故。红外遥控电路由遥控器与红外接收器组成，可以实现对报警标准参数的调整。
2．2基于单片机的煤矿防尘喷雾系统设计
液压支架喷雾系统常出现自动化程度不高、水资源浪费、线路复杂、维修困难等问题，为了较好地解决这些问题，采用单片机作为控制中心实现自动喷雾，具有方便灵活、易于维护、自动化程度高、喷雾范围更大等优点。当检测到一架液压支架的抬高或移动等动作时，单片机接收这一信息，控制开启电动出水阀门，并且将控制信号发送到相邻的两组液压支架的单片机处，同样开启电动出水阀门，这样就同时开启了三组液压支架的喷雾系统，实现了自动控制且喷射面广的喷雾防尘功能。此外，每台喷雾系统具有超时自动保护的功能，就是当开启电动阀门实现喷雾后自动检测时间经过一定的时延后自动关闭［4］，这样有效地防止了水资源的浪费。
3结束语
从煤矿环境安全的角度出发，本文将体积小但功能强大的单片机结合到煤矿安全控制中来，探讨了基于单片机的煤矿瓦斯检测系统设计与煤矿防尘喷雾系统设计，使煤矿瓦斯浓度得到有效控制，也实现了良好的降尘效果，建设了更安全、干净的煤矿环境，减少了潜在的安全隐患，保障了所有矿工们的安全作业与作业效率。单片机的作用不仅是这些方面，它还可以在煤矿的各种电气自动化控制方面［5－7］得到很好的利用，未来单片机的发展趋势将是集成度更高、功能更强大、稳定性更强、适用范围更广，为煤矿的安全生产做出更多的贡献。
参考文献
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［6］王继红，潘有成．单片机在煤矿中应用的全过程研究［J］．煤炭技术，2012，31（8）：175－177
关键词：Proteus仿真技术 单片机 应用
中图分类号：TP393.03 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）12-0101-01
现如今，社会多个领域中广泛的应用单片机，因此，越来越重视单片机的开发。初学者在开发单片机时，完成原理设计工作后，电路的搭建，或PCB板的制作需要反复多次进行，这不仅导致开发成本的增加，而且会增加开发的难度，成为初学者的障碍。但初学者在开发单片机时，应用Proteus仿真技术后，上述问题可有效解决，节省开发费用的同时，降低开发难度，保证开发的顺利进行。
1 Proteus仿真软件介绍
Proteus仿真软件是一种EDA工具，在全球范围内，其应用都比较广泛。在Proteus软件电子设计系统中，主要包含四个组成部分，一为高级原理布图，二为混合模式SPICE电路仿真，三维PCB设计，四为自动布线。ISIS软件及ARES软件共同组成了Proteus软件，其中，ISIS软件属于电子系统仿真，具有非常强的便捷性，ARES软件属于布线编辑软件[1]。
目前，单片机器件模拟时，最好的工具即为Proteus软件，常用的51系列、PIC等MCU的仿真以及MCU电路的仿真均可以利用此软件进行。当然，软件仿真时，精度有限，而且并非全部的器件都能存在与其相应的仿真模型，最佳的选择即为应用开发板及仿真器。对于单片机初学者来说，较好的选择即为应用Proteus软件。与其他单片机仿真软件相比，Proteus软件的独特特点在于可对CPU工作状况、电路等进行仿真。因此，利用Proteus软件进行单片机仿真时，程序运行、电路工作过程及结果为直接观看对象，实现了实验与应用相连接。
2 Proteus仿真技术在单片机中的应用
单片机实际开发过程中，多种常用微处理器仿真均可利用Proteus软件，本文以电子闹钟为例，具体分析Proteus仿真技术在单片机中的应用。
2.1 系统设计
电子闹钟显示时间时采用七段数码管，时间、闹铃时间的设置通过按键实现，设定的闹铃时间达到之后，蜂鸣器发生声响，持续一阵时间。程序执行后，亮起工作指示灯，表明开始执行程序。电子闹钟的操作键包含5个，按下K1键后，表示对现在时间进行设置，按下K2键后，表示进入到闹铃小时的设置，按下K3键后，表示进入到闹铃分钟的设置，按下K4键后，表示进入到闹铃时间的设置，按下K5键后，进行设置闹铃的开或关，处于“开”的状态时，蜂鸣器声响连续发出3次，为“关”时发出1次。
2.2 硬件系统仿真
首先进行Proteus软件的运行工作，新建文件完成后，将电路需求的元件在软件的pick devices窗口中选择出来。仿真电子闹钟硬件系统时，主要使用的元器件型共包含6个，分别为AT89C51单片机（1个）、译码显示器（1个，四位七段）、LED指示灯（3个）、按键（2个）、开关（3个）、蜂鸣器（1个）。AT89C51单片机所在的元件库为Microprocessor ICs，在该元件库中，管脚标识基本一致于芯片的Datasheet，但不同的是GND、VCC管脚被隐去，绘制原理图过程中，其连接可以省略，按照系统默认设置即可[2]。Proteus软件几乎可以仿真单片机所有的硬件资源，比如I/O操作、定时器模拟、穿行UART接口等。同时，在库中也可以找到其他的元件，连线时，方法基本等同于Protel。此外，译码显示器、LED指示灯所在的元件库均为Optoelectronics，按键及开关所在的元件库为Switching Devices，蜂鸣器所在的元件库为Speakers&sounders。
利用Proteus软件仿真时，在WAVE编译环境下，将源文件生成为*.hex格式的可执行文件，原理图中的芯片为路径指定的位置，随后即可对程序运行状况进行观察。此外，实时仿真期间，小正方形指示会出现在每个管脚旁边，当为红色时，表示电平处于高的状态中，当为蓝色时，表示电平处于低的状态中，通过小正方形的颜色，可对管脚电平情况直观的观察，并不需要采用虚拟工具，可以基本的判断程序的运行状况，节省了大量的简单分析时间[3]。
2.3 实验结果
在仿真的基础上，绘制原理图时，采用Protel，制成PCB板，对电子闹钟的性能进行测试，由测试结果可知，与仿真结果基本相同。但在实际应用Proteus仿真原理图时，部分差别依然存在，比如电阻选取、单片机时钟等，还需要进行进一步的应用研究。
3 结语
单片机开发设计过程中，应用Proteus仿真技术后，可有效的提升仿真结果，缩短仿真时间，从而减少单片机的开发周期，降低单片机开发成本。随着人们对Proteus仿真技术认识程度及掌握程度的提升，单片机开发工作中，会越来越深入的应用该项技术，发挥其优势及作用。
参考文献
[1]王超，宋莉莉.Proteus仿真图表在单片机时序分析中的应用[J].实验室研究与探索，2014，09：93-97.
关键词： 单片机原理及接口技术课程 存在问题 改革措施
单片机原理及接口技术课程是电子信息科学与技术、机电一体化和机械设计制造及其自动化专业学生的必修课，但从多年来学生平时上课的表现和考试的结果，以及从学生走向工作岗位后反馈的问题来看，我校单片机原理及接口技术课程教学中存在着一些不足之处，如教学内容过于陈旧，汇编语言的教学方式过于死板，实践的方法跟不上当今工作岗位的要求等。为响应学校升本及创建省级精品课的要求，全面提高我校的办学质量和办学水平，从2007年开始，我们对单片机原理及接口技术课程的教学进行了探索性的改革实践，具体做法如下。
1.提出问题
多年来，我校的单片机原理及接口技术课程教学都是以汇编语言为主，从每届学生考试的结果来看，学生对汇编语言部分知识的掌握比较差。对于单片机这样的以培养学生的产品设计应用能力为主要教学目标之一的课程来说，编程语言掌握不好，学生对单片机原理的掌握可想而知。究其原因，主要是汇编语言是低级语言，仅是机器指令的简单符号化，寄存器使用相对高级的语言，操作繁杂，并且要求学生具有一定的硬件基础知识，显然学生在短时间内难以完全掌握。
目前大多数高校的理论教学过程都是采用先基础后应用的模式，即单片机硬件结构、指令系统、汇编语言设计、外部系统扩展、接口技术和应用系统设计，这种方法虽然思路清晰，但是存在着过于机械性的弊端，缺乏生动、直观的实物等辅助教学手段，这样便使学生觉得学习单片机枯燥乏味，没有现实意义，缺乏兴趣，严重影响了教学效果。同时，学生在实践教学时对验证性实验重视不够。当前的实践课教学大多以单片机实验箱为实验平台，而开设的也多为验证性实验。学生在做这类实验时大都是用实验指导书上已经写好的程序资料，几乎没有多少同学去分析程序的流程，更不用说去研究读懂那些代码了。另外，对于用到电路硬件的实验，也只是按实验指导书要求在实验箱上做简单的连线，没有一个整个系统电气原理图的概念，再加上实验条件的有限，不可能每个同学都得到老师的辅导，导致学生过度追求实验结果，而忽略了硬件连线、软件调试等过程。
另外，我校的单片机原理及接口技术课程教学都是以MCS-51系列单片机为主来进行的，多年来基本没有太大变化，实际在市场上单片机已经发展出了很多品种，即使是51系列单片机也是非常丰富的，比如：有内置看门狗的，有内置PWM的，有内置SPI的和内置A/D，/D/A，等等。但是学生们却知道的很少。
2.教学改革措施
2.1课堂教学方法的改革
2.1.1多媒体教学和传统教学模式相结合
随着大学教育教学改革的深入，多媒体教学已更加广泛地应用于各种教育教学领域。传统教学方法是以课堂教学为主，以教师为中心进行的教学，而对单片机原理及接口技术课程这种实践性较强的课堂教学，显然传统的教学方法不能充分调动学生学习的积极性，而多媒体教学方法是通过计算机技术、网络技术、多媒体技术和现代教学方法进行的教学活动，集文字、图像、声音、视频影像、动画等各种信息于一体，教学更加形象、直观和生动。例如通过使用丰富的网络资源，同学们能够了解当前有关单片机的新书讯、新技术、新信息和相关领域的内容，了解单片机应用和发展的现状。同时在每章节的最后把网络上具有代表性的和应用性的问题搬到课堂上，组织大家一起进行讨论和分析等，能使课堂学习的基础知识和实际应用联系在一起。这样就可以引导同学们学会搜集和消化网络上的有关资源，学会查阅单片机厂家提供的芯片技术资料，为将来自己进行软硬件设计打下基础。
2.1.2在汇编语言教学中引入标准C语言
鉴于汇编语言不容易掌握的问题，教师在讲授完单片机原理硬件结构、指令系统和汇编语言程序设计章节之后，可引入单片机标准C语言的教学内容。其内容主要包括C的基本语法、C的数据结构、C的存储结构和C的流程控制等知识要点，并且在讲解的过程中跟汇编语言作对比，理解两者在端口和中断等定义上的不同，使同学们在了解单片机硬件结构的基础上，理解C的数据结构、存储结构与单片机硬件结构的相互对应关系。另外，在学习的过程中，要让同学们认识到C语言相对汇编语言的优点：如C语言的可读性、可维护性好，便于维护和调试，以及代码重用和移植，等等。采用汇编语言和C语言进行对照的教学模式，学生可以很快地在短期内掌握单片机原理应用的编程，无疑会对后期的学习有相当大的益处。
2.1.3引入单片机最常用的开发工具Keil C51
集成电路的发展使得单片机的性能不断提高，应用领域日益广阔，单片机编译调试工具也在不断完善。最常用的开发工具Keil C51是由美国KeilSoftware公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，Keil C51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面，同时该软件系统随着Windows版本的更新不断地完善，另外，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到Keil C51生成的目标代码效率非常高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。
在引入标准C语言的基础上，为了使学生们走向社会后能够更快适应工厂企业的单片机相关产品的开发，我们又引导同学们掌握此开发平台的使用方法，为以后打下了一个很好的工作基础。
2.2实践性教学的改革
2.2.1变革传统的实验模式
我们尝试改变传统实验过程中以验证性为主的实验模式，指导老师仅提供实验的方向，学生根据实验目的和要求，提前预习，自己到图书馆或者网上查阅相关资料，设计实验方案，编写相关的实验程序。在实验中遇到问题可与小组成员讨论解决，最后得到实验结果。学生应根据自己的实验过程撰写实验报告，包括学生实验中遇到的问题，以及提出的解决方案。同时教师也可以组织学生间进行交流，对各组实验结果与报告展开分析和讨论，从而提高学生的研究能力和科学实验能力。
2.2.2充分利用好课外时间
单片机原理及接口技术课程的课外教学也是实践教学中很重要的一个组成部分，它不仅仅是实验教学的一个补充。事实上，大学生可以通过组织兴趣小组、参与教师的科研等各种方式进行课外学习，这在很大程度上能够激发学生的创新精神，强化他们的实践能力，从而增强他们独立解决实际问题的能力。另外，单片机课程任课老师也应适当地对学生课外学习予以指导，针对他们感兴趣的研究方向，提供参考书目，引导学生了解最新动态，把握研究方向，与学生之间展开讨论，鼓励学生走出学校，参加各种嵌入式系统讲座，参与校内外组织的各种跟单片机相关的竞赛活动，开阔学生们的视野，增长他们的才干，逐步培养自己的研究能力和创新能力。
3.结语
在单片机原理及接口技术课程教学环节和实践环节中引入新的内容和教学方法，是否提高了学生们对这门课的学习兴趣、热情和效果呢？我们设计了单片机原理课程评价调查表，来检验学生们对课程改革教学的认可度，分别对05级和06级共计220名学生进行了问卷调查，统计得出的结果是05级112名学生评出的分数平均得分是88.36分，06级108名学生给出的平均分是90.02分。可见通过同学们对改革后的单片机原理及接口技术课程教学的评价，该课程并非那么难学，只要采用合理的教学方法，通过多种手段，提高学生的学习兴趣，就一定能够达到好的教学效果。
参考文献：
［1］刘光斌，刘冬.单片机系数实用抗干扰技术［M］.北京：人民邮电出版社，2008.
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1数字电路的特点及分类
和模拟电路比较，其数字电路特点比较突出，从以下几个方面来说：第一、结构简单，能够进行集成化、系列化生产，比较方便，而且成本低，使用方便。第二、具有抗干扰性强、可靠性高、精确度高、稳定性好等优点。第三、在处理功能方面较强，除了能实现数值的运算，还实现逻辑运算和判断。第四、能够进行编程数字电路，很好地实现在各种运算方面的灵活性。第五、通过数字信号的应用，更方便进行存储、加密、压缩、传输。
2单片机技术
2.1单片机的定义对于单片机的定义，往往是指把计算机的一个个部件都汇集到一块芯片之中，这就组成的一个微型的系统。而单片机的设计，是为了控制其应用而设计的、以及制造其固有的构造，在国际上，也叫微控制器。
2.2基本结构及特点在单片机芯片内，往往包括以下几部分：CPU部分、ROM部分、RAM并行I/O部分、串行I/O部分、定时器计数器部分、中断控制系统时钟部分、A/D即模数转换器部分和D/A即数模转换器部分、以及WDT监视定时器等部分。对于单片机，其特点为：1、功能多。2、品种多。3、占用空间少。4、系统所需器件少。对于单片机的应用，包括4大类：第一类：智能仪器仪表；第二类：在工业方面进行测控的；第三类：在民用方面的是一个具有智能型的电子品；第四类：在设备方面是属于计算机的一个外设及通信的设备。
3结合数字电子技术与单片机的应用实例
3.1数字电子钟20世纪末，随着电子技术的发展，现代电子产品已经出现在社会的各个地方，这样就带动了社会的发展，即社会变得信息化，以及提高了现代电子产品的性能化。目前，随着单片机的发展，使其变得高性能化、多品种化，这就逐渐转化为CMOS，最终实现了“功率比较低、体积比较小，容量特别大，性能特别高，价格特别低的设备，在电路方面，其具有了内装片的设备。这种技术属于微控的一个技术。而在单片机模块中，最普边的是数字钟的使用。对于数字钟，是利用数字电子技术而实现的，即能进行分秒来计时的装置，这与机械式时钟不同，其准确性和直观性较高。对于电子钟，往往按照数字电路来进行的，用时、分、秒的数字来显示，属于一个计时的装置，其应用比较广泛，大部分是出现在每个家庭、车站，码头等地方。对于人们的日常生活来看，也是一个必须的、具备的产品。对于数字钟及其扩大应用的研究，这是具有很重要的意义。
3.2由数字电子钟组成的单片机的选择在电子时钟里，对于单片机的选择，往往是以AT89c52为核心的，即作为一个电子时钟的硬件部分。在AT89C52片内，往往利用的是FLASHROM，在3V的超低压下而运行的。其存储空间具有8KB的ROM，而在线编程中，随时可以进行擦除，也不会对芯片产生伤害。一旦把AT89C51作为核心部件，就会对芯片产生伤害。
总而言之，在数字电子技术和单片机的发展前提下，对于我们的生活来说，是有了许多的方便。随着单片机在智能化方面的应用，使得该系统变得规模小、功能多，操作简单、造价低、应用广泛。在数字电子技术与单片机的结合使用，使得单片机的技术发展很快，即具有几十年的发展过程。所以，我们研究其发展是有着重要的意义。
作者：吴晓明单位：国网内蒙古东部电力有限公司通辽供电公司
关键词:教学;课程;困难
中图分类号:G642文献标识码:A文章编号1003-2851(2009)10-0123-01
《单片机技术》是高职院校机电、电子、电气等专业普遍开设的一门专业课,是高职电子类专业必修的专业技术基础课。但因其课程的特点,导致教与学都存在困难。本文结合我校单片机教程改革进行项目驱动式教学的探索。单片机课程具有涉及学科多、内容多、概念多、逻辑性强、关联性强、抽象等特点,它是一门综合性、实践性很强的课程。对于一个单片机学习者,除要掌握单片机的专业知识外,还要有较扎实的电路硬件技术和动手能力,还要熟悉计算机操作与一般的编程方法。除此之外,单片机系统外部结构因功能不同而技术路线、实现手段、元器件、电路结构等也不同,没有固定的模式,使初学者感到既神秘又摸不着边。据了解,学生普遍都感到难学,难入门,会应用更是一个难以逾越的“门坎”。因此,对该门课程解决教与学都难的问题势在必行。
二、项目驱动式教学法介绍
(一)高职《单片机技术》教学现状。高职教材教材通篇以理论叙述为主,缺乏典型的应用实例,或者采用了一些不合适的例子,教材与实践操作脱节现象比较严重。教学的现状在大多数高职院校教师按照教材的编排顺序进行讲授,教学效果不理想。
(二)《单片机技术》项目驱动式教学探索。 1.项目驱动式教学法介绍:项目驱动式教学法是2003年7月德国联邦职教所制定以行动为导向的一种教学形式,它的特点是把整个学习过程分解为一个个具体的工程或事件,设计出一个个项目教学方案,按行动回路设计教学思路,不仅传授给学生理论知识和操作技能,更重要的是培养他们的职业能力。 项目驱动式教学法的优势主要体现在以下几个方面: 强调实践性;突出自主性;关注成长性;评价多样性。
二、教学内容改革
本课程采用了高等职业教育电子信息类专业规划教材――《项目式驱动式单片机应用教程》, 该教材的特色如下:理论和实践的密切结合;合理分解知识点,要求掌握的技能;实用的工程理念贯穿其中;方便教学与实训综合其他教材。结合其他资料,共选定了10个技能训练项目。通过实际项目,让学生认识单片机,进一步提高单片机系统开发与应用的工程综合运用能力。
表:单片机课程项目及内容
一:点亮一盏LED灯 单片机结构与引脚说明,单片机最小系统应用,掌握位操作和总线操作两种方法。
二:循环彩灯控制循环彩灯控制(顺序控制、个数控制、闪烁时间控制),掌握单片机产品开发的全过程。
三:电脑音乐发生器中断系统、定时器结构与工作方式,
四:数字温度计DS18B20应用,单点温度控制,多点温度控制系统。
五:计数器实训利用外部中断引脚接按键,中断服务程序计数,液晶显示器显示个数,最大计数为65535,实现计数器。
六:串行通信技术串行口单机通信测试,双机串行通信,485网络通信,单片机与微机通信。
七:简易信号发生器设计D/A转换芯片DAC0832介绍、锯齿波设计、三角波设计。
八:60秒定时器动态扫描概念、定时器、中断加深,用单片机的定时器及中断设计一个60秒定时器。
九:LED点阵显示4×4键盘编码显示,按键电路、按键工作原理,行列式键盘扫描方式、编程方法。
十:智能打铃系统实时时钟DS1302芯片电路及功能模块子程序,按键电路及功能模块子程序,响铃电路及功能模块子程序,主程序调用各个功能模块子程序。
三、教学方法改革
根据高职教育人才培养目标要求,我们改革传统的课程组织形式,通过实施一个个完整的项目来组织教学活动,进行项目引导、任务驱动室课程模块化教学:我们直接在实验室进行课堂教学,学中做,做中学,实现教、学、做一体化。每个学生也在计算机上编程,编译,调试程序,然后用Proteus软件进行仿真,然后把程序下载到单片机上,查看实际效果。改变了以往理论授课、实验、综合实习的三部曲模式,而是通过项目驱动方式将其融为一体。
四、评价方式改革
在考核中,既要考核学生对基本知识与技能的掌握程度,同时考核学生的创新能力。如在彩灯设计、音乐编程的学习中,鼓励学生大胆想象,充分发挥自主创新意识。期末考试采用上机加笔试,平时成绩占20%。
总之,《单片机技术》项目式驱动式教学改革,对学校的教育教学改革起到了促进作用,对教师的锻炼和成长起到了推动作用,提高了教学质量。通过项目驱动式的学习,学生的实践能力、创新能力都得到提高,从而全面提升了毕业生的职业综合素质,能更好的适应就业岗位的需要。
参考文献
[1]唐静.单片机应用技术课运用项目驱动式课程改革尝试[J],辽宁教育行政学院学报,2008,(4).
[2]马彪,孙艳霞.单片机精品课建设探索与实践,辽宁高职学报,[J]2005,(12).
【关键字】 单片机 花房控制 传感器 远程通信
一、前言
随着人们的生活水平的日益提高，对花卉欣赏以及花卉使用的需求越来越大，人们想方设法突破温度的限制，以实现在各种地区气候都能培育种类繁多的花卉来，花卉温室控制发展越来越多，但需要的人力、物力是非常巨大的，并且收益并不怎么明显。鉴此，我们设计出基于单片机技术的花房控制系统，让花房发挥更大功效。即使在规模较小，设备不齐全的花房里也可发挥大部分作用，也为部分条件不好的花农提供福音。
二、系统设计
本项目为基于单片机技术的花房控制系统。本设计在主控芯片控制的各个传感器和装置的基础上，满足多方位数据的采集，智能自动调控的基本目的，同时添加GSM远程通信，在自动基础上可以远程对任何环境参数进行设定，满足花农对不同花类在不同生长期对环境的特定需求的。在如此的基础上可以实现多功能，全天候对花房的环境因素的调控，也保证拥有实时抽样检测的特点。由于装置简单，特点明确，可以根据花房的形状与大小进行全系统装置的合理缩放，保证各个规模的花农都可以在相对经济的基础上用到方便的智能化装置。系统框图如图1所示
三、系y设计流程
利用STC15系列单片机建立主控平台，结合花房参数采集的各类传感器和GSM（SIM300）通信模块。传感器实时采集花房内各类环境信息（温度，湿度，二氧化碳浓度，光照强度，氧气浓度等）传递给单片机，单片机根据原设定参数范围进行比较，将范围之外的参数进行分析，得出需要调控的程度并控制效应器进行适度的调控使得该目标参数回归至合适的范围内。本设计支持用户通过手机主动指令，即可在花农远离花房的前提下进行对花房当下数据的采集，并且可以远程重设数据范围，以满足各类花卉在不同生长期对环境的而特殊需求。
四、单片机与GSM模块的通信描述
单片机与GSM模块的通信采用232通信接口，软件的关键是做好单片机对手机AT指令的操作。GSM模块采用SIM300，SIM300带有标准的串行通信接口通过MAX232进行电平转换后与单片机进行接口。设置SIM300模块的工作模式为PDU模式。使用文本模式收发短信代码简单，实现起来容易，但最大的缺点是不能收发中文短信；而PDU模式不仅支持中文短信，也能发送英文短信。PDU相当于一种数据结构，它包含源、目的地址，有效时间，数据格式，协议类型和正文。
五、实现价值
比较人工的控制来说，花房智能控制最大的好处就是能够相对恒定的控制花房内部的环境，对于环境要求比较高的植物来说，更能避免因为人为因素而造成生产损失相对生产来说，将智能化控制系统应用到花卉生产以后，花卉的培育比人工控制的花房都有极大的提高，对于不同的花卉品种而言，保证品相和成活率，对于档次较高的珍贵品种来说，生产效率可以大大提高。花房应用自动控制技术，可达到改善花卉品质、调节生长周期、提高经济效益的目的，尤其是可实现温室管理的高效和精准。对于规模化的大棚设施而言，如果借助人工来调控温大棚内的环境条件，需要大量人手和时间，而且存在难以避免的人工误差。如果应用GSM自动控制技术，用户只需通过手机向GSM发送短息，单片机接收并识别指令信息，进行应对操作。在最短的时间里代替人工操作，完成对花房的智能调控。极大地避免过度依赖网络而使得本分地区过于偏远和规模较小的花房无法进行智能控制装置的安装的缺点。
结论：基于单片机技术的花房控制系统不但能解决设施花房温度和光照的控制问题，为花卉培育的标准化、规模现代化发提供必要的技术支撑。同时以实现GSM对花房实施远程人工控制和实时监测，用户通过发送信息指令控制花房的各项参数，保证各项参数在预设范围之内，减轻劳动者的压力，节省时间，减少开支，增加收入，有着深远的现实意义。
参 考 文 献
[1]沙占友. 智能传感器系统设计与应用[M]. 电子工业出版社， 2004.
[2]刘坦， 冯斌， 丁嘉. GSM远程控制的自动伸缩雨棚电路系统设计[J]. 科技致富向导， 2013（17）：258-258.
[3]柳亚， 阳泳， 江世明. 基于GSM远程控制PLC装置探讨[J]. 数字技术与应用， 2015（7）：7-7.
单片机对于我们来说有些陌生，它其实是计算机系统的一个构成部分，与数字电子技术一起作为信息技术当中的重要技术之一，在各行各业中发挥了信息技术在当今时代无法比拟的重要作用。随着数字电子技术与单片机不断发展，在各领域中都得到了广泛应用，各种具有现代化的电子设备不断衍生，形成了科学高效化的信息产业生产、服务供应链，为社会经济等各个领域都做出了万众瞩目的成就，立下了汗马功劳。文章笔者结合数字电子技术与单片机这两个物质，从数字电子技术与单片机概述、发展、应用，对本文的主题数字电子技术与单片机的发展与应用展开了论述。
1数字电子技术与单片机概述
1.1数字电子技术
数字电子技术属于信息电子学科，集成电路、发光二极管等都是数字电子技术具体的物质体现，它以集成芯片、电路、逻辑门电路为研究对象，伴随信息技术的发展，其电路对于信号处理显示出了明显的优势。以处理信号为例，信号处理过程中，按照一定比例在数字电路上，把模拟信号转换成数字信号，再经数字电路将数字信号进行处理，完成处理之后，根据需要反复转化成模拟信号。
1.2单片机
单片机是计算机系统中一个重要组成部分，它是一种集成电路芯片，在计算机系统中，将零散的部件归结到一块芯片中，构成了微型系统，这个微型系统就是所谓的单片机。单片机从另一个专业角度来讲，它还成为微控制器，设计单片机的目的是为了控制计算机某个性能，以满足计算机系统能够正常稳定运行的需要。
2数字电子技术与单片机的发展
2.1数字电子技术的技术前景
2.1.1数字电路
数字电路在数字电子技术中主要起到传递与处理数字信号的作用，数字电路的出现，使处理的信号数量越来越多，对信号产生、控制、放大整形、传递、存储备份经过计算机的分析处理一次性完成，花费较少的时间能够完成一系列与信号处理相关的流程。选择合适的工具对数字信号进行分析与设计，保证这些工具具有逻辑性与代数性质。
2.1.2数字信号
数字信号是对于电子电路处理来说最为关键的环节，最为基础的环节，处理好数字信号能够保证电子电路的总体质量。数字信号是指在一定时间与数值，在离散状态下产生的信号。在计算机系统中传递的数字化的信号，从另一个相反的角度来讲，模拟信号在时间、数字上，突显出连续变化的特征。
2.1.3数制与代码
对于信号的处理是利用数字电子技术传输信息数据的基础，对于信息数据快速传输，信号在其中起到了关键作用。一个完整的数字电路离不开对于信号的处理，数字电路与数字信号是一种逻辑关系。针对数字设备的认识，以二进制代码为例，它对于电子技术的分析具有很重要的影响，数字电子技术运用了两种数码，采用“”逢二进一”的原则，对于数制代码的分析处理不仅只有二进制这种方法，还有更多的多进制方法，如八进制、十进制等方法，在机器内部中，二进制用于数据的处理，八进制等其他进制用于程序书写。2.2单片机的发展2.2.1单片机中存储器的发展趋势分析存储器在单片机发展中，成为促进其发展的主要选择。存储器在单片机的作用是读写操作，这种借助单片机进行的读写操作能够为存储提供便利的可参考的数据，在运行当中遇到掉电的情况，数据仍然保持完整无缺的状态，节省了大量的时间与资本费用进行补救。单片机还有最重要的一个作用就是对于运行当中的系统进行优化，提高整个系统的结构性能，基于存储器在单片机中发挥的重要作用，为此必须加强存储器在数据存储方面发展的研究，使其发挥出更加优越的作用。
2.2.2单片机微型化的发展趋势分析
单片机以独立化的方式，将各个运作模块应用到一个系统中，其体积会出现明显的扩大，其体积越增大，运作质量越得不到保障，功效消耗也将会增大。针对这种劣势，在数字电子技术的支持下，现阶段单片机在结构、功能等方面发生了重要变化，在体积小而且单一性的芯片当中，它能够将中央处理器等功能模块，集中在这些芯片部件之中，使得具有部分增强性的单片机得到进一步扩展，实现了看门狗程序与脉宽调制电路等功能的综合应用。单元电路成为未来的一种发展趋势，促进了综合功能向着多元化发展，从现阶段乃至日后长期的一段时间内对于体积要求越来越严格，将向着体积小、重量轻的方向发展，以最大限度保证其应用功能。
3数字电子技术与单片机的应用
3.1数字电子技术的应用
3.1.1在USB总线的“微波功率测量计”中的应用
数字电子技术是基于USB总线的“微波功率测量计”的开发基础，在计算机软件中能够针对微波功率进行精确测量。USB接口与微波检测电路是微波功率测量计的两个部分，使用探测仪完成功率信号的收集，信号收集结束后，对信号进行有效处理由微波检测电路完成，按照处理结果，修正信号数据，通过USB接口将修正结束后的数据上传到上位机，然后再经由上位机对收到的数据进行处理。
3.1.2在网络中的应用
网络在今天发挥的作用不言而喻，我们今天越来越便利的生活服务大部分都要归功于网络。数字电子信息技术也促进了计算机网络技术的更新换代，与此同时网络也推动了数字电子技术的快速发展。从目前现状来说，数字电子技术在网络中发挥的作用越加突出，如我们日常生活中运用照相机、手机拍摄的照片，都会以数字化的形式经过网络传输，或者是纸质的文件可以转化成数字化的文件，各种信息之间可以相互转化，从而实现资源的共享。基于数字电子技术在网络中发挥的重要作用，其应用前景越发广阔，网络传输也需要网络信号的传输，数字电子技术在其中承担了网络信号传输的责任，借助其高质量的数字信号有利于提高网络的稳定性，具备很强的抗干扰能力，提高对于网络数据的保存能力，使信息数据传输更加方便快捷，归纳起来来说，网络与数字电子技术二者的结合是设备集成化、综合数字化共同影响作用下而产生的。
3.1.3强化信号进行数字化处理
数字电子技术对不同的信号都能进行处理，在信号处理中尤其注意的一点是需要处理的信号是什么种类的，针对不同种类的信号再进行处理。其处理方式通常采用量化的方式，并采取抽样的方法判断出信号的质量，对同一个种类的信号进行分离，这样有利于保证连续性。保证信号质量的前提下，对设计好的信号编码，按照设计方案要求转换数据信号，经由网络载体传播转换后的信号。
3.1.4在高效运输网络信息中的应用
要想使网络信息达到理想的处理效果，促进其优化发展，通常采用数字电子技术来强化处理效果，它有利于提高传输效率，是网络建设的重要举措。它将网络信息中的信号转化成数字化的信号，达到高效处理的目的。针对网络信号与数字信号的转化，数字电子技术能够在网络信息建设中充分发挥其优势，再转化为模拟信号，利用其技术上的优势，保证通信安全性，网络信号生成电子网络系统，大大提高了网络信息的传输效率，为网络信息传输提供了方便。
3.1.5提升网络展开信号处理能力
数字电子技术很容易与计算机网络技术相混淆，二者是不同的系统，却又是相互协作的关系，是智能化系统中的重要组成部分。两者的结合能够强化网络展开信号处理能力。在强化作用机制的影响下，将二进制代码应用在数字电路处理之中，干扰其他系统，以免受到其他系统的影响，而使网络系统不能正常运转。数字电子技术对信号进行加密处理，保证了信号安全性，避免了其他原因的影响，存储也比较方便。
3.2单片机的应用
3.2.1在工业控制中的应用
既然单片机是计算机系统中一个重要组成部分，计算机被广泛应用到工业生产控制中，那么单片机在工业控制领域中也会有充分的用武之地，这也是在目前技术条件下，单片机所发挥作用的重要体现，它主要对工业生产中的数据进行采集，具有存储功能的存储机能够毫无保留地将收集到的数据进行存储，针对流水线管理，通过计算机联网对其进行管理，然后二级控制系统在联网中形成，对于提高生产质量具有快速高效的效果意义。
3.2.2在智能仪器仪表设备中的应用
单片机作为一种新型高端的信息技术设备，具有体积小、高度集成、控制灵活、可操作性强，可靠性高等优势，基于这些优势又在智能仪器仪表设备中大有作为。它在测量控制方面，对于传统半自动化的仪器仪表的性能、运行质量测量控制彻底发生了改观，向着智能化的方向发展，在电路应用方面远远优于传统仪器仪表，从而实现测量控制一体化，与现代智能仪器仪表设备的发展保持高度的一致性。
3.2.3在家用电器中的应用
