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單片機(jī)論文_51單片機(jī)畢業(yè)設(shè)計論文

單片機(jī)論文對于很多學(xué)電子的同學(xué)來說并不陌生,主要是單片機(jī)主要就是有電路板組成,其中51單片機(jī)是畢業(yè)生最關(guān)注的,也是最火熱的一個型號了。他是是一種集成電路芯片。單片機(jī)又稱單片微控制器,51單片機(jī)畢業(yè)設(shè)計論文介紹中它不是完成某一個邏輯功能的芯片,而是把一個計算機(jī)系統(tǒng)集成到一個芯片上。其實,單片機(jī)就相當(dāng)于一個微型的計算機(jī)一樣。

單片機(jī)論文

單片機(jī)論文

單片機(jī)論文

單片機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革的核心思想

1、從知識點講授到以系統(tǒng)設(shè)計為主線的單片機(jī)論文教學(xué)改革

我國高校在2世紀(jì)8年代初開始在少數(shù)高校開設(shè)單片機(jī)課程,面向電子和計算機(jī)專業(yè)高年級本科生和研究生,教材內(nèi)容基本是單片機(jī)生產(chǎn)商提供的技術(shù)手冊、匯編程序設(shè)計和計算機(jī)原理與接口技術(shù)的綜合體。目前單片機(jī)教材雖然較多,但基本延續(xù)了這種傳統(tǒng)的教學(xué)思路,即以單片機(jī)的知識點為主線進(jìn)行單元技術(shù)教學(xué)。隨著單片機(jī)教學(xué)在各層次學(xué)校的廣泛普及,這種教學(xué)思路顯現(xiàn)了明顯的不適應(yīng)。系統(tǒng)設(shè)計性內(nèi)容缺失和細(xì)節(jié)內(nèi)容深度不夠,使一般學(xué)生在實際應(yīng)用過程中仍然會遇到許多迷茫的問題。目前單片機(jī)基礎(chǔ)課教材的一個普遍性的問題是教學(xué)集中在分散的各個點,而對單片機(jī)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)性考慮不夠;重在局部和單元模塊,缺乏組織成項目的考慮。這種問題嚴(yán)重地體現(xiàn)在系統(tǒng)軟件設(shè)計中,一般學(xué)生會做例題和作業(yè),不會設(shè)計解決實際任務(wù)的系統(tǒng)軟件。因此,單片機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革的一個重點就是從知識點講授到以系統(tǒng)設(shè)計為主線,基于課程整體性并結(jié)合項目系統(tǒng)整體性考慮實施單元教學(xué),重點提升學(xué)生系統(tǒng)性、綜合性設(shè)計能力。

2、單片機(jī)與其它課程教學(xué)形成良性互動

在目前單片機(jī)論文課程體系中,考慮到知識銜接關(guān)系,單片機(jī)課程在模擬電子技術(shù)、數(shù)字電路、計算機(jī)組成(微機(jī)原理與接口)、匯編程序設(shè)計等課程之后,一般安排在第6學(xué)期。這個安排的問題是學(xué)生實際綜合應(yīng)用及拓展學(xué)習(xí)的時間較短。這在單片機(jī)進(jìn)入我國高校的早期階段僅高端學(xué)生學(xué)習(xí)的情況下是合理的,在目前單片機(jī)普及教學(xué)情況下,作為工具和重要的學(xué)科基礎(chǔ)課,單片機(jī)課程應(yīng)盡早讓學(xué)生掌握,對其熟練和提高系統(tǒng)設(shè)計能力、提高學(xué)習(xí)興趣、結(jié)合和促進(jìn)其它課程學(xué)習(xí)將產(chǎn)生良好作用。單片機(jī)基礎(chǔ)課程涉及到的模擬電子技術(shù)、數(shù)字電路等知識,是相對簡單的,在課程中從應(yīng)用的角度介紹即可,對單片機(jī)課程的教學(xué)沒有影響。實際上,有些同學(xué)從大一就開始自學(xué)單片機(jī)而且都取得了很好的效果,這對我們教學(xué)是一個很好的啟示。

?單片機(jī)理論教學(xué)的改革

單片機(jī)教材最初源于單片機(jī)生產(chǎn)廠家技術(shù)手冊、匯編語言程序設(shè)計和計算機(jī)組成與接口技術(shù)的綜合。單片機(jī)應(yīng)用初期面向?qū)ο笫侵攸c院校電子和控制專業(yè)的學(xué)生和科研人員。傳統(tǒng)的授課方式是以知識為驅(qū)動,知識點之間比較分散,學(xué)生學(xué)完之后沒有系統(tǒng)的概念,缺乏貫穿所有知識的主線,形成不了體系。這種教學(xué)方法亟待改革。

1、以項目為主線

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性設(shè)計是一個重要的教學(xué)內(nèi)容。從宏觀教學(xué)的角度考慮,我們將整個單片機(jī)論文教學(xué)內(nèi)容設(shè)計成基本涵蓋了本課程全部教學(xué)內(nèi)容的一個項目,基于課程整體性并結(jié)合項目系統(tǒng)整體性考慮實施單元教學(xué)。對結(jié)構(gòu)性的適當(dāng)變化和局部內(nèi)容的取舍,即可衍生和變化為其它的應(yīng)用系統(tǒng)。通過這樣的教學(xué)設(shè)計,學(xué)生加大了對課程的興趣,逐漸地積累成就感,并最終能較快地進(jìn)入系統(tǒng)設(shè)計者的角色,能較好地完成實際應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計。

2、整體與局部關(guān)系

基于項目為主線的教學(xué)設(shè)計,在講述局部技術(shù)的同時進(jìn)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性的教學(xué),使系統(tǒng)整體性的考慮體現(xiàn)在局部中。例如LED數(shù)碼管動態(tài)顯示、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動等技術(shù),在目前教材中基本都是完成單一這類功能的小程序,而在實際應(yīng)用系統(tǒng)中,這些功能要與系統(tǒng)核心任務(wù)并行執(zhí)行,是一個“多任務(wù)”的概念,不能簡單地將教材示例的單一的小程序搬到應(yīng)用系統(tǒng)中。其它如結(jié)合鍵盤掃描和多級LCD菜單形成多任務(wù)下的人機(jī)交互通道這些系統(tǒng)性內(nèi)容的考慮,在單元教學(xué)中都要考慮到。

3、教學(xué)內(nèi)容和體系調(diào)整

調(diào)整應(yīng)用匯編和C語言教學(xué)的比例。匯編指令有助于對單片機(jī)硬件的學(xué)習(xí),程序代碼短、速度快,較多地應(yīng)用在對時序有嚴(yán)格要求的測控系統(tǒng)中。隨著單片機(jī)硬件和軟件編譯技術(shù)的發(fā)展,代碼長度和速度已不是主要問題,重在軟件質(zhì)量、開發(fā)周期和開發(fā)維護(hù)成本,大多數(shù)場合應(yīng)用匯編的必要性已不存在。因此教學(xué)應(yīng)以C語言為主,匯編只講解指令原理、尋址方式、必要的指令和在C語言中嵌入?yún)R編程序的方法和實例。調(diào)整單元模塊教學(xué)順序。現(xiàn)有教材中一般將人機(jī)交互設(shè)計的內(nèi)容放在最后,這不利于學(xué)生自主實踐。由于無法實施對運行過程必要的監(jiān)測,使其在沒有仿真系統(tǒng)情況下調(diào)試有相當(dāng)?shù)碾y度。因此,將人機(jī)交互部分盡可能地提前可達(dá)到很好的效果。單片機(jī)基礎(chǔ)課程傳統(tǒng)教學(xué)對新機(jī)型和新技術(shù)介紹較少,應(yīng)做適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充。增加IIC、SPI、PS/2等相關(guān)技術(shù)和應(yīng)用的介紹、對其它典型單片機(jī)如AVR簡要的介紹,使學(xué)生在掌握基本單片機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上,能更容易地進(jìn)入到高級層次的應(yīng)用。

4、挖掘基本知識內(nèi)容的深度

把MCS-51單片機(jī)基礎(chǔ)知識講透徹,對后續(xù)嵌入式系統(tǒng)深層次學(xué)習(xí)可打下良好的基礎(chǔ)。以外中斷的重復(fù)響應(yīng)和堆棧的溢出問題為例,學(xué)生在實際應(yīng)用中經(jīng)常遇到,但在教材中沒有相應(yīng)的說明。前者是由于外中斷請求信號有毛刺,即使在進(jìn)入中斷立即屏蔽中斷,且中斷請求信號已經(jīng)撤銷的情況下,在退出中斷后還將引起此中斷的重復(fù)響應(yīng)。問題在于對中斷請求信號、請求標(biāo)志和響應(yīng)過程這些基本知識講述不到位;后者是對堆棧空間位置、容量及系統(tǒng)對堆棧使用沒有準(zhǔn)確概念。類似的因基本知識講述深度不夠,導(dǎo)致學(xué)生困惑的問題還有很多。因此要注重研究實際應(yīng)用中典型問題背后的原因,深化和細(xì)化基本知識的講授,這對實際應(yīng)用和提高可起到至關(guān)重要的作用。

5、理論課中的實踐內(nèi)容

單片機(jī)是一門實踐性極強(qiáng)的課程,該理論課不講授實驗實際是一個誤區(qū)。在理論課應(yīng)用Proteus做部分仿真實驗,實驗效率高、單片機(jī)論文的理論教學(xué)效果好,并可達(dá)到擴(kuò)展學(xué)習(xí)到課外的效果。因此,需協(xié)調(diào)好理論與實驗課關(guān)系,對仿真實驗學(xué)時做一定的硬性要求。另一個問題是系統(tǒng)調(diào)試技術(shù)的教學(xué)。系統(tǒng)調(diào)試是初學(xué)者開發(fā)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一個難點,特別是在無仿真器情況下進(jìn)行軟件調(diào)試。因此,在理論課中講述初等調(diào)試技術(shù)是有必要的,例如用示波器、LED顯示測信號、串行通信監(jiān)測程序流程等。使學(xué)生提高系統(tǒng)設(shè)計和調(diào)試技能的同時,提高了實驗課效率,使實驗課有更多的時間用于綜合性實驗中。

實踐教學(xué)模式的改革

1、基于項目引領(lǐng)的實驗?zāi)J?/strong>

我們許多課程的實驗課教學(xué)模式,基本上都出于傳統(tǒng)的公共基礎(chǔ)課實踐教學(xué)。其特點是對單一某個理論教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行實驗演示和驗證。由于思維的慣性,這種傳統(tǒng)自然也延續(xù)到單片機(jī)實驗課中,致使學(xué)生綜合性實驗?zāi)芰^弱,完成課程設(shè)計和實際應(yīng)用設(shè)計的難度較大。作為嵌入式基礎(chǔ)和初級應(yīng)用的單片機(jī)基礎(chǔ)課程,其最大特點是工程性。單片機(jī)本身是一個強(qiáng)大的系統(tǒng)集成工具,學(xué)生在專業(yè)知識基礎(chǔ)上用單片機(jī)及相關(guān)器件進(jìn)行綜合分析和設(shè)計,最終要制作出滿足用戶要求的產(chǎn)品。因此,單片機(jī)實驗課的主體思路是綜合性、工程性。基于這一點,我們對實驗課在宏觀上調(diào)整為基于項目引領(lǐng)的實驗?zāi)J健J紫仁菍⒒A(chǔ)性實驗以Proteus軟件仿真形式在理論課上實驗和演示;其次是配合理論課將整個學(xué)期的實驗課安排成一個應(yīng)用項目,將整個項目按照內(nèi)部資源、擴(kuò)展資源、前向通道、后向通道和人機(jī)通道等部分分解成各個模塊作為每次試驗課的內(nèi)容。學(xué)生在完成單次試驗的基礎(chǔ)上,從軟硬件的角度對項目整體架構(gòu)不斷地加深認(rèn)識和理解,最后完成一個項目的全過程實驗。在這個過程中,學(xué)生不斷地積累系統(tǒng)級分析設(shè)計的能力,不斷地積累著成就感。學(xué)生增強(qiáng)了對實驗課的興趣,大幅提高了單片機(jī)實驗課的效率和效果。

2、多種實驗手段的綜合運用

現(xiàn)在高校學(xué)生基本上都基于實驗箱做實驗。相對于傳統(tǒng)實驗手段(手工焊接或用面包板),實驗箱在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟件實驗方面具有優(yōu)越性,但在硬件實驗方面,則現(xiàn)出其明顯的弊端。學(xué)生按照實驗指導(dǎo)書的指示在實驗箱上連接各端子,學(xué)生大多不去了解這種連接后形成的電路;沒有從設(shè)計、元器件連接、調(diào)試到完成全過程的鍛煉;實驗箱資源有限;不能進(jìn)行多種硬件方案的試驗、硬件電路的優(yōu)化設(shè)計和創(chuàng)新。我們根據(jù)實驗不同分別采用不同的實驗手段。應(yīng)用面包板的實驗,側(cè)重于自己設(shè)計電路實驗方案、創(chuàng)新潛能的開發(fā)和硬件系統(tǒng)級調(diào)試技術(shù)的學(xué)習(xí);手工焊接的實驗側(cè)重于實際動手技能和模塊及硬件調(diào)試方法的學(xué)習(xí)和鍛煉;應(yīng)用試驗箱的實驗則重點側(cè)重于復(fù)雜系統(tǒng)的編程和軟件調(diào)試。同時,這些實驗手段的綜合應(yīng)用,給學(xué)生創(chuàng)造了一個寬松的軟硬件實驗環(huán)境和發(fā)揮創(chuàng)造性的空間,增大了實驗課的吸引力,促進(jìn)了對理論教學(xué)的理解,達(dá)到了很好的效果。

3、發(fā)掘第二課堂的深度和廣度

單片機(jī)課外教學(xué)活動是可行和必要的。組織成立學(xué)生課外活動小組,為學(xué)生設(shè)計階段性任務(wù)。這些任務(wù)可以是承擔(dān)科研項目的分解部分,也可以是有意義和價值的小題目。學(xué)生的任務(wù)可以指標(biāo)化,小組實行優(yōu)勝劣汰。這對學(xué)生提高課程興趣、加深理解、拓展知識和帶動整體學(xué)習(xí)起到了重要作用。每年一次由教育部和信息產(chǎn)業(yè)部共同舉辦的大學(xué)生電子設(shè)計競賽,是一次極好的單片機(jī)實踐教學(xué)活動。要進(jìn)行規(guī)范整理,優(yōu)化模塊設(shè)計,使之成為標(biāo)準(zhǔn)件,進(jìn)而成為教學(xué)資源,進(jìn)而促進(jìn)教學(xué)教改工作進(jìn)展和良好學(xué)風(fēng)校風(fēng)的建設(shè)。單片計算機(jī)是技術(shù)發(fā)展快速的IT前沿技術(shù)。要改變思路,以特別的眼光研究這門特殊的課程。我們從教學(xué)體系、理論教學(xué)、實踐教學(xué)和自主學(xué)習(xí)等全方位進(jìn)行的研究探討,在教學(xué)實際中呈現(xiàn)了良好的效果。

51單片機(jī)畢業(yè)設(shè)計論文

隨著社會的發(fā)展人們對生活質(zhì)量的要求越來越高,照明在能耗中所占的比例日益增加,照明也早已成為我們生活的不可或缺的一部分。在當(dāng)今社會中,比較普遍使用的有通過聲音、觸摸、光感等來控制的照明燈具。然而這些都有一定的局限性,不能得到最大化的利用。

LED燈壽命比較長、省電、比較環(huán)保,正式由于這些優(yōu)點的存在以及等下對LED燈的大力研究,因而LED燈走上了歷史的舞臺。采用LED燈作為我們社會的首選照明用具,肯定可以節(jié)約很多電能,節(jié)電的意義非凡,不但減少發(fā)電過程中的污染,還能為我們的后代留下財富。因此節(jié)電是件利國、利民、利己的好事。而本設(shè)計能最大限度的節(jié)省日常照明所消耗的電能,有著巨大的經(jīng)濟(jì)環(huán)境效用。

1.硬件介紹

1、控制板,控制板主要由以下幾個部分組成:

MCS-51單片機(jī)、8位的微處理器、片內(nèi)為128個字節(jié),片外最多可外擴(kuò)至64k字節(jié)數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器、5個中斷源,2級中斷優(yōu)先權(quán)的中斷系統(tǒng)、2個16位的定時器/計數(shù)器、1個全雙工的串行口、4個并行8位I/O口、21個特殊功能寄存器。

2、光照檢測

  • 方案一、采用光敏二極管或三極管等光傳感器件把環(huán)境亮度轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字電平,然后直接接入單片機(jī)IO引腳。
  • 方案二、采用光敏電阻把環(huán)境亮度轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓值(模擬值),然后通過運放后給單片機(jī)輸入一個標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字信號。由于光敏電阻屬于純阻性器件,所以采用方案一。

3、人體檢測

人體檢測主要通過菲涅爾透鏡來完成,當(dāng)人進(jìn)入感應(yīng)范圍,人體釋放的紅外光透過鏡片被聚集在某個同心環(huán)上,然后生成一個光信號,再通過探頭將光信號轉(zhuǎn)換成電信號來工作。

4、熱釋電傳感器

熱釋電紅外線傳感器用于檢測人體輻射的紅外線,然后通過一定的方式轉(zhuǎn)換成電壓信號,將電壓信號投入到工作中。檢測對象—菲涅爾透鏡—熱釋電紅外傳感器—信號處理電路—Vm

5、照明設(shè)備驅(qū)動

  • 方案一、采用可控硅控制。可控硅又稱晶閘管,是一種具有三個PN結(jié)的四層結(jié)構(gòu)的大功率半導(dǎo)體器件。其具有體積小、結(jié)構(gòu)相對簡單、功能強(qiáng)等特點,是比較常用的半導(dǎo)體器件之一。
  • 方案二、單片機(jī)論文中的單片機(jī)照明采用繼電器控制。繼電器是一種當(dāng)輸入電、磁、聲、光、熱等達(dá)到一定值時,輸出量發(fā)生跳躍式變化的自動控制器件。其動作快、工作穩(wěn)定、使用壽命長、體積小,所以廣泛應(yīng)用于運動、遙控、電力保護(hù)、自動化、測量和通信等裝置中。根據(jù)不同的結(jié)構(gòu),可以將其分為電磁繼電器、熱敏干簧繼電器、固態(tài)繼電器、磁簧繼電器、光繼電器等。由于電磁繼電器簡單易用,開關(guān)狀態(tài)極其容易判斷,所以本設(shè)計采用電磁繼電器來控制。

2、工作過程

首先光照射到LED燈系統(tǒng)上,軟件系統(tǒng)會對光照進(jìn)行檢測以及做出相應(yīng)的反應(yīng)。亮度調(diào)節(jié)分為三個階段,當(dāng)周圍光強(qiáng)信號高于設(shè)定值時所有LED燈關(guān)閉。當(dāng)周圍光強(qiáng)度信號低于設(shè)定值時控制器打開一部分LED燈,光強(qiáng)信號低于更小的設(shè)定值時在打開一部分LED燈,光強(qiáng)信號低于最小的設(shè)定值時全部LED燈打開。進(jìn)入深夜則會自動變暗減少能耗,檢測周圍有人時根據(jù)此時光強(qiáng)情況調(diào)節(jié)亮度,達(dá)到最大限度的節(jié)約電能和卻不影響正常照明的目標(biāo)。

3、創(chuàng)新點

1、工作電壓低,能耗低的LED燈構(gòu)成照明設(shè)備

相對于普通的led燈,我們的led燈有以下優(yōu)點:

  • 1)全自動光敏開關(guān),節(jié)能省電;
  • 2)天亮自動關(guān)閉,天黑會自動開燈,從此,孩子睡覺不再怕黑,同時告別晚上睡醒時強(qiáng)光對眼睛的刺激;
  • 3)智能感應(yīng):當(dāng)有人、車進(jìn)入產(chǎn)品的探測范圍后,智能感應(yīng)器工作打開燈具,離開探測范圍后自動熄滅;
  • 4)智能延時:智能感應(yīng)燈以檢測到的最后一次活動物體的時間為起始點,自動延時熄滅,不會造成中途熄滅的情況;
  • 5)工作方式:感應(yīng)開關(guān)接通后,在延時時間段內(nèi),如有物體活動開關(guān)將持續(xù)接通,直到活動物體離開;
  • 6)亮度調(diào)節(jié):根據(jù)外界的光線強(qiáng)度,自動識別白天黑夜,控制開關(guān)是否工作,并且可通過51單片機(jī)控制led燈的驅(qū)動電路來調(diào)節(jié)其亮度,達(dá)到節(jié)能的效果;
  • 7)發(fā)光效率高,消耗的能量較同光效的白熾燈較少80%,較熒光燈減少50%;

2、利用MCS-51單片機(jī)進(jìn)行控制MCS-51單片機(jī)具有以下幾個優(yōu)點:

  • 1)可靠性高;
  • 2)控制功能強(qiáng)。具有豐富的控制指令;
  • 3)實用性好。體積小,功耗低,價格便宜,易于產(chǎn)品化;

3、多個led燈并聯(lián)集成在一起控制亮度

通過光敏電阻檢測外部光亮,然后通過51單片機(jī)控制led燈的亮滅個數(shù),從而達(dá)到亮度控制。這就是關(guān)于:單片機(jī)論文_51單片機(jī)畢業(yè)設(shè)計論文的所有內(nèi)容。

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  1. 匿名嵌入式單片機(jī)畢業(yè)論文回復(fù)