微控制器技術及應用論文參考範文
微控制器技術在我們的生活中的應用非常廣泛，比如各種智慧IC卡、電子寵物等。 小編為大家整理的微控制器技術論文參考範文，歡迎大家閱讀參考。
微控制器技術論文參考範文篇一：《微控制器監控系統探究》
摘 要：微控制器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。文章介紹了微控制器的監控系統方案，並對微控制器監控系統的發展趨勢進行了預測。
關鍵詞：微控制器;監控;資料;通訊技術
隨著半導體技術的飛速發展，當前將超大規模積體電路整合到一個很小矽片上的技術已經得到了實現，由此帶來了微控制器技術的飛速發展。目前的微控制器，已經由最初的4位、8位微控制器，發展到現在的32位300 M高速微控制器。32位微控制器由於內部採用了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資料處理能力，同時由於其使用方便，具有強大的中斷控制系統、定時/事件控制系統，同步/非同步通訊控制系統，因而可以利用微控制器實現對分散測控物件的監控。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 微控制器監控系統方案介紹
監控系統需要有一個主站、若干個機動從站構成。主站的作用在於收集來自感測器的資料資訊，釋出控制命令及實現自動化轉檯。從站位於固定機房、無人值守間及野外作業站等地方，其主要功能是對感測器的指示資料進行檢測驗收、對Karlman濾波後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訊方式採用點與點之間的分碼多重進接通訊。
從站電路功能如圖1所示。
①主站和從站自定義了60芯的專用系統訊號，結構採用雙CPU***80C196、8031***擴充套件STD匯流排結構。為了和資料通訊板的8031之間資料交換的便利，將0C000H-0C3FFH分配給雙口RAM***IDT7130***。為了方便除錯非全地址譯碼I/O空間，晶片型別選擇了線上可程式設計晶片ISP2031。
②付站顯控電路。顯控主晶片採用MC6847，將80C196地址空間的0A000-0C000H分出供視訊記憶體佔用，監視器選擇工業級CRT，螢幕解析度800×600.自建專用12×12非標準漢字型檔。選擇8279型號主晶片進行鍵盤控制。
③使用I/O板，進行資料接收。採用數字濾波技術消除模擬輸入訊號的噪聲，為了使執行混亂的程式重新步入正規，採用在雙位元組指令和三位元組指令後插入兩個位元組以上的NOP，造成指令冗餘的方式，避免後面的指令被當作運算元執行，從而使程式自動納入正軌。
④智慧介面板晶片採用3片MC6821控制晶片，通過對訊號實現定位，達到和模擬器資料通訊的目的。
⑤轉檯方位轉換電路。同步傳輸機的模擬方位訊號經由分立元器件電路獲取後，予以一定的訊號分離處置，轉變成直流電平，經CPU切換後由AD變換電路分析出方位資料。其他感測器轉換電路，採用高效能計數器記錄下同步脈衝訊號，最後由CPU進行處理。
2 有線/無線資料通訊設計
實現微控制器監控的重要環節在於中遠距離通訊方案的選擇，對於微控制器序列口來說，目前尚無法有效適應中遠距離通訊的需要，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，需要採用調製解調技術。
2.1 有線資料通訊
有線資料通訊主要以電話線為主，經過數字調變解調器處理***Modem***，形成FSK調製訊號。我們可以選用TI公司生產的單片CMOS工藝的Modem，這種調變解調器符合CCITTV.23建議和BELL202標準，可以實現對通訊訊號的調製解調、載波檢測，以及群延時均衡等功能。微控制器的序列口RXD、TXD可以實現和RD及TD腳的直接相接。RXB腳的作用在於對接受訊號偏壓調整，門限電平則進行片內調整。為保證良好的收發效能，需要精確調整CDL腳作載波檢測電平的W1、W2引數。RC、TC經過兩級調製解調運放及1∶1變壓線圈隔離後外接電纜外掛。
2.2 無線數、話一體通訊
當前，隨著無線資料傳輸技術的日益成熟，在遇到複雜地形或者無法架設有線傳輸裝置的時候，我們常常選擇無線設施進行通訊資料的傳輸。無線資料模組的選擇在過去經常以MSM6927為主，該模組是日本OKI公司生產的一種單片整合、採用FSK調製的Modem。目前，隨著我國無線通訊模組技術的快速發展，國內一些廠商的裝置也達到了國際先進工藝水平。如東莞博銀KY-903，採用採用溫補頻率基準源，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，在實現無線資料傳輸的時候，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 通訊軟體設計
具體通訊方法，採取先對主機寫入資料，然後向各從機發布通訊資訊，以檢驗各從機是否及時相應，如未及時響應的從機，就將之從通訊序列中清除出去，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訊擁堵現象發生。
3 微控制器監控系統保護措施
微控制器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，務必需要採取一定的保護措施，以時期可靠地進行工作。
①適時優化系統，進行冗餘設計，不斷提高軟硬體的抗干擾能力。
②外接電源、通訊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不斷優化演算法設計。演算法優化能夠有效提高系統的可使用性。如Karlman濾波、AD取樣後的“野值”剔除處理等。通過不斷優化演算法，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。由於野外環境複雜，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資料，如顯示模組的初始化、片外擴充套件的初始化等。然後再對測控系統的系統狀態、執行引數等予以恢復。之後再把復位前的任務、引數、執行時間等恢復，再進入系統執行狀態。
4 結 語
目前，微控制器以其強大的資料處理和通訊、控制能力，已經被廣泛應用到了眾多的監控系統之中了。隨著微控制器系統模組整合度越來越高，利用微控制器監控系統功能，必將會更加的便捷、可靠。
參考文獻：
[1] 王麗娟，陳海濤.微控制器監控系統及其應用研究[J].華北水利水電學報，2005，***4***.
[2] 薛萬鈞.基於微控制器監控系統的研究[J].科技風，2009，***6***.
[3] 淡海英.一種微控制器監控系統的分析與研究[J].成功，2009，***10***.
[4]李少銀.一種新穎的微控制器監控電路[J].電子與自動化，2006，***6***.
微控制器技術論文參考範文篇二：《淺談微控制器技術的發展與應用》
[摘 要]隨著工業市場的不斷完善，從上世紀80年代至今，微控制器因為小而完善的系統，在工業控制領域廣泛的應用;本著自身的優點在時代不斷進步的同時不被時代淘汰，體現在我們生活的方方面面;為人們作出卓越的貢獻;本文就將結合微控制器的廣泛應用，以及技術的發展，作出如下的分析以及見解，可以對單機片日後的發展有一定的推動的意義。
[關鍵詞]微控制器 技術 發展 應用
微控制器是一種體積小，系統完善，又被人們稱為微型的計算機;顧名思義。它是採用超大規模的電路整合的技術，將各種處理器和儲存器等集合在一起的控制器;本著節約成本、功能全、體積小的優勢;微控制器的發展非常迅速;隨著人們生活水平的提高，對於有關生活的一切事物的質量有了一定的追求，微控制器的技術隨之也有了一定的提高。
一、微控制器技術的發展
微控制器是一種晶片，主要用於積體電路;由運算器、控制器、儲存器、輸入輸出裝置構成的;最早的設計理念是通過將大量外圍裝置和CPU整合在一個晶片中，使計算機系統、體積更小，對體積要求嚴格的控制裝置當中。之前的技術使得微控制器不能滿足人們的要求，加上微控制器儲存量小，介面簡單，功能不全等方面;隨著市場的需求不斷的發展，也做出了相應調整和改進。
1.微控制器用電量的改變;隨著超大規模積體電路技術的成熟度，全靜態的設計使時鐘的頻率從直流到數十兆，都使得功耗不斷地下降。幾乎所有的微控制器都擁有省電的模式，一般的微控制器都能做到在3到6伏的範圍內工作，對電池供電的微控制器不再需要對電源採取穩壓的措施。
2.噪聲及可靠性的改變;為了提升微控制器更好抗干擾的能力，適應各樣的工作環境，相關的工作人員，對微控制器的內部進行電路的整合，完善了相對於不穩定因素的干擾。
3.速度的改變;微程式控制器發展中表現出來的速度越來越快，是以時鐘頻率越來越高為標誌的。而微控制器則有所不同，為提高微控制器抗干擾能力，降低噪聲，降低時鐘頻率，而不犧牲運算速度，是微控制器技術發展之追求。
4.壽命的改變;壽命長指得是微控制器開發的產品可以穩定可靠地工作十年、二十年，另一方面是指與微處理器相比的長壽命。隨著半導體技術的飛速發展，微程式控制器更新換代的速度越來越快，傳統的微控制器已被取代，使人們有了更多的選擇。
二、微控制器的技術的應用
微控制器憑藉自身的技術的飛速的發展，以及自身的優勢，已經進入到我們生活的各個領域;隨處可見他們的蹤影。
1.用於教育;單機片的不僅體積小巧、擴充套件靈活、功率消耗低等特點，被人們應用於多媒體教學、投影儀、飯卡等裝置。
2.用於生活用品;單機片因為低電壓、低消耗、壽命長等優點，應用於各種家電中;像洗衣機、電冰箱、空調、電視等。根據其可便於生產行動式產品、與計算機進行資料通訊等優勢，如手機、電話機各種IC卡等隨處可見的行動電話，無限電領域等。
3.用於醫療設施;微控制器利用其可靠性高、控制功能強等特點，被廣泛用於分析儀、監護儀、醫用呼吸機、超聲診斷儀器等等。
4.用於科研探究;微控制器相當於小型的計算機，所以可應用在機器人識別系統、智慧儀表、警報體統、制動系統等;微控制器的學習、開發與應用將造就一批計算機應用與智慧化控制的科學家、工程師。
5.用於智慧儀器;根據其擴充套件靈活，微型化的優點，可用於不同型別的感測器方面，也可用於對於電壓、電流、溼度、溫度、等物理量的測量，結合微控制器的控制使得裝置更加先進，安全。還涉及到很多的方面。
三、怎樣促進單機片技術的發展
1.想要完善微控制器技術，就要不斷的加強相關工作人員的自身知識量;閱讀相關的文章，瀏覽有關的微控制器報道，瞭解每一個微控制器的不同型號、類別、性質;進行相關的知識論證;不斷地豐富自身的知識儲備量，豐富自己的閱歷經驗。借鑑其他國家微控制器在高階裝置上的成功使用，結合過去的失敗，得出結論，取長補短。
2.相關的研發人員，對於微控制器的研發，要求技術熟練;有責任心、耐心;也可以請其他國家技術發達的相關專業人員，介入知道培訓。針對微控制器技術提出不同的見解，進行反覆的創新研究，測試、做好每次實踐的對比記錄;並對其效能進行實地勘察。
3.整合國內相關微控制器技術發展的市場，達成共同提升國內微控制器的意識;下大力度進行探究，可以以國外高階微控制器合成的高階產品，進行剖析其優點，對國內的微控制器的效能、壽命、儲存量等方面進一步加強，不斷地探索其發展的應用領域和純在的價值;加強對微控制器技術的保護性;提升自身的責任意識，積極投入到國家發展的事業上來。
四、微控制器技術在飛速發展的同時應注意的
在使用微控制器進行作業的同時要注意微控制器技術協調性;掌握微控制器的使用技巧，根據其特點進行合理實施，避免出現一些不必要的損失。
1.建立完善的作業系統，例如在工業上進行冶金採礦的時候要注意單機片的靈活性及其效能，工作的同時注意工作的穩定環境，是否出現嚴重的溼度、溫度、酸度等不平衡的現象;在危險地情況下，保證微控制器的工作狀態。
2.建立完善的備份系統，微控制器雖然是一個微型的計算器，工作效率時間長，也要考慮其工作之外的意外環境和微控制器的壽命的問題。做好完善備份的準備，對於日後作出合理的打算。
3.建立完善的檢查系統，考慮其工作效率的問題，以及對工作人員安全的考慮，在用微控制器合成的高管裝置時，一定要有超前的檢查工作，裝置工作一段時間後就要及時的進行單機片更換或者維修的工作，保證其在安全的環境下不耽誤工作質量。
總結：
隨著經濟市場的不斷推動，微控制器的質量效能也在不斷地提高;同時，在促進單機片發展的初期，要做好合理的預算;中期，要不斷的進行知識的補充、不斷地實踐，反覆的修改;最後，新的單機片要充分利用其優點，利用到生活的方方面面中，與現在的生活相結合，不會被人遺忘的同時，又不斷地給人類方便。才是微控制器技術發展以及應用做好的解釋。
參考文獻
[1] 古志堅，基於微控制器的步進電機控制系統研究，華南理工大學2013.
[2] 陳黃飛，微控制器技術的發展及應用探析，廣東工業大學華立學院2011.
微控制器技術論文參考範文篇三：《淺談微控制器抗干擾技術》
摘要：近年來，微控制器在工業自動化、生產過程控制、智慧化儀表等領域的應用越來越深入和廣泛，有效地提高了生產效率，改善了工作條件，大大提高了控制質量與經濟效益。但是，測控系統的工作環境往往是比較惡劣和複雜的，因此微機測控系統必須長期穩定、可靠地執行，否則將導致控制誤差加大，嚴重時會使系統失靈，甚至造成巨大的損失。因此提高微機系統的可靠性、安全性，成為人們日益關心的問題。微控制器抗干擾技術的研究，就是在這種需求下產生的。
關鍵詞：微控制器 抗干擾技術 硬體抗干擾 軟體抗干擾 自恢復程式
引言：隨著積體電路整合度的提高，微處理器的發展除了不斷增強晶片的處理能力，提高產品的效能價格比，發展高效能的通用微型計算機之外，還在一塊晶片上不斷整合更多的功能部件，從而使微型計算機的硬體系統更加簡化，使得微型計算機以微控制器控制系統的形式不斷深入儀器、家用電器、裝置控制等控制領域。
在日常生活中，影響測控系統可靠、安全執行的主要因素是來自系統內部和外部的各種電氣干擾。這些因素對測控系統造成的干擾後果主要表現在下述幾個方面：
①資料採集誤差加大;
②控制狀態失靈：
③資料受干擾發生變化;
④程式執行失常。
一般來說，微控制器微機測控系統的可靠性技術主要包括兩方面：硬體抗干擾技術和軟體抗干擾技術。
1 干擾的分類。干擾的型別通常按噪聲產生的原因、噪聲傳導模式和噪聲波形性質的不同進行劃分。
2 硬體抗干擾技術。它能有效抑制干擾源，阻斷干擾傳輸通道，只要合理地佈置與選擇有關引數，硬體抗干擾措施能很好地抑制系統的干擾。
硬體抗干擾技術措施是經常採用的一種有效方法。通過合理的硬體電路設計，可以消減或抑制大部分干擾。
2.1 選用頻率低的微控制器：
2.2 減小訊號傳輸中的畸變;
2.3 減小訊號線間的交叉干擾;
2.4 減小來自電源的噪聲;
2.5 注意印刷線板與元器件的高頻特性;
2.6 元件佈置要合理分割槽;
2.7 處理好接地線;
2.8 用好去耦電容。
硬體措施如果得當，可將絕大部分干擾拒之門外，但仍然會有少數干擾進入微機系統，故軟體措施作為第二道防線必不可少。因此，一個成功的抗干擾系統是由硬體和軟體相結合構成的。
3 軟體抗干擾技術。軟體抗干擾方法具有簡單、靈活方便、耗費配件資源少的特點，在微機測控系統中獲得了廣泛應用。
在工程實踐中，軟體抗干擾研究的內容主要是：一、消除模擬輸入訊號的噪聲***如數字濾波技術***：二、程式執行混亂時使程式重入正軌的方法。下面針對後者提出了幾種有效的軟體抗干擾方法。
3.1 指令冗餘。CPU取指令過程是先取操作碼，再取運算元。在關鍵地方人為插入一些單位元組指令，或將有效單位元組指令重寫稱為指令冗餘。
3.2 攔截技術。所謂攔截，是指將亂飛的程式引向指定位置，再進行出錯處理。通常用軟體陷阱來攔截亂飛的程式。因此先要合理設計陷阱，其次要將陷阱安排在適當的位置。
3.2.1 軟體陷阱的設計。當亂飛程式進入非程式區，冗餘指令便無法起作用。通過軟體陷阱，攔截亂飛的程式，將其引向指定位置，再進行出錯處理。軟體陷阱是指用來將捕獲的亂飛程式引向復位***地址0000H的指令。通常在EPROM中非程式區填入以下指令作為軟體陷阱：
NOP
NOP
LIMP 0000H
其機器碼為0000020000。
3.2.2 陷阱的安排。通常在程式中未使用的EPROM空間填0000020000。最後一條應填入020000，當亂飛的程式落到此區，即可自動入軌。在使用者程式區各模組之間的空餘單元也可填入陷阱指令。當使用的中斷因干擾而開放時，在對應的中斷服務程式中設定軟體陷阱，能及時捕獲錯誤的中斷。如某應用系統雖未用到外部中斷1，外部中斷1的中斷服務程式可為如下形式：
NOP
NOP
RETI
考慮到程式存貯器的容量，軟體陷阱一般1K空間有2～3個就可以進行有效攔截。
3.3 軟體“看門狗”技術。若失控的程式進入“死迴圈”，通常採用“看門狗”技術使程式脫離“死迴圈”。通過不斷檢測程式迴圈執行時問，若發現程式迴圈時間超過最大迴圈執行時間，則認為系統陷入“死迴圈”，需進行出錯處理。
“看門狗”技術可由硬體實現，也可由軟體實現。在工業應用中，嚴重的干擾有時會破壞中斷方式控制字，關閉中斷。則系統無法定時“喂狗”，硬體看門狗電路失效。而軟體看門狗可以有效地解決這類問題。
除上述外，有部分的干擾也來自系統設計時的失誤，這些錯誤完全能在系統開始被發現與改正。
3.3.1 注意IO複用引起的噪音。儘管現在微控制器的資源有所提升，但普遍微控制器的資源十分有限，其中一個就是IO。利用10擴充套件，還有就是10複用。例如：對移位寄存的外設的設定，時鐘與資料線複用，鎖存線獨立。這看似沒有什麼問題，但對於某些10最好能獨立。
3.3.2 注意在程式和外設IO操作的頻率過高引起的噪音。在很小的空間進行佈線更要注意。現在的處理器的工作頻率越來越高，IO的速度也越來越高。新型的ARM核心的處理器STM32的IO能有幾十兆的工作頻率。微控制器中高檔的如：AVR、增強型5l、飛思卡爾等都能工作在納秒級別的指令和10操作。
舉例說：一般人機交流用LCD或數碼管。有些多個數字的數碼管有的是資料線共用的，這就需要進行掃描。而一些程式設計師在LCD顯示設計時會定時更新，在麥克風這樣緊湊的空間裡，很容易引起噪音。解決方法是數碼管儘量能靜態顯示，LCD不必要就減少更新。
3.3.3 不必要的裝置或功能關閉。部分裝置不關閉可能會引起噪音。如：HTl621有音訊輸出，如果不關閉加上步線不好，很容易引起噪音。
4 系統故障處理、自動恢復程式的設計。微控制器系統因干擾復位或掉電後復位均屬非正常復位，應進行故障診斷並能自動恢復非正常復位前的狀態。
程式的執行總是從0000H開始，導致程式從0000H開始執行有四種可能：系統開機上電覆位;軟體故障復位;看門狗超時未喂狗硬體復位;任務正在執行中掉電後來電覆位。四種情況中除第一種情況外均屬非正常復位，需加以識別。
4.1 硬體復位與軟體復位的識別。此處硬體復位是指開機復位與看門狗復位，硬體復位對暫存器有影響，如復位後PC=0000H，SP=07H，PSW=00H等。而軟體復位則對sP、SPW無影響。故對於微機測控系統，當程式正常執行時，將sP設定地址大於07H，或者將PSW的第5位使用者標誌位在系統正常執行時設為1。那麼系統復位時只需檢測PSW.5標誌位或sP值便可判定是否硬體復位。
4.2 開機復位與看門狗故障復位的識別。開機復位與看門狗故障復位因同屬硬體復位，所以要想予以正確識別，一般要藉助非易失性RAM或者EEROM。當系統正常執行時，設定一個可掉電保護的觀測單元。當系統正常執行時，在定時喂狗的中斷服務程式中使該觀測單元保持正常值***設為AAH***，而在主程中將該單元清零。因觀測單元掉電可保護，則開機時通過檢測該單元是否為正常值可判斷看門狗是否復位。
4.3 正常開機復位與非正常開機復位的識別。識別測控系統中因意外情況如系統掉電等情況引起的開機復位與正常開機復位，對於過程控制系統尤為重要。因此可通過監測單元對當前系統的執行狀態、系統時間予以監控，將控制過程分解為若干步或若干時間段，每執行完一步或每執行一個時間段則對監測單元置為關機允許值，不同的任務或任務的不同階段有不同的值，若系統正在進行測控任務或正在執行某時間段，則將監測單元置為非正常關機值。系統復位後可據此單元判斷系統原來的執行狀態，並跳到出錯處理程式中恢復系統原始狀態。
結語：在工程實踐中通常都是幾種抗干擾方法並用，互相補充完善，才能取得較好的抗干擾效果。現在，微控制器在各個領域中的應用越來越廣泛，而且多在各種惡劣環境中應用，對其可靠性要求也越來越高，因此必須採取抗干擾措施，否則難以穩定、可靠執行。合理地使用軟體和硬體抗干擾技術，可使系統最大限度的避免干擾的產生和受干擾後能使系統恢復正常執行，保證系統長期穩定可靠地工作，避免在設計完成後再去進行抗干擾的補救措施。
參考文獻
1 劉守義、楊巨集麗、王靜霞，《微控制器應用技術》，西安：西安電子科技大學出版社，2002.8
2 耿德根，《微控制器抗干擾措施》，2004.12
3 田裕康，《微控制器抗干擾設計技術》，2005.2