单片机方案设计有哪些 单片机系统的设计方法

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现阶段，单片机系统在军事、民用、工业产品中的应用越来越广泛.其硬件实现的功能是由软件来完成，体积小巧、功能丰富、智能化程度高，而单片机最为显著的特点是进行数据采集由于各个产业的急速发展，数据采集技术也得到迅猛发展，因此单片机数据采集技术也已成为一种广泛实用的电子技术。随着数字化技术的不断发展，数据采集技术也呈现出速度更快、通道更多、数据量更大的发展趋势。数据采集是工业生产中十分重要的环节，只有对生产现场有关的信号进行检测才能判断生产过程是否正常，是否符合控制要求，才能充分发挥计算机的特点。本文对单片机系统的实际要求做了以下介绍。

1.单片机的硬件系统是由单片机、A/D转换器和显示驱动电路等组成。一般在硬件电路设计完成时，应选择标准化、模块化的典型电路和符合单片机应用系统的常规电路在系统中.相关器件以及相关电路一定要做到性能匹配.当外接电路较多时.还应考虑驱动能力。在硬件设计中.必不可少的是可靠性和干扰性.这与自身的硬件系统有关.因此应认真对待。

2.针对于硬件的电路总体设计和各部分电路的组成.系统软件可分为数据采集、数据显示、数据传输和数据存储这4个基本功能。软件系统包括主程序、系统监控、定时/中断等子程序。

主程序为整个通用数据采集系统的主体部分.它由若干个模块组成：自检与初始化模块、MD转换程序模块、显示驱动模块、监控程序模块、按键程序模块、数据上传通讯模块、数据定时存储模块。其中有些模块还包含有子模块，使用时下一级模块被高一级模块调用，各部分既相互独立.又相互联系主程序首先是系统初始化.当运行正常后.进入数据采集软件的主程序运行.使用默认配置参数来设定系统的采集通道数，完成数据采集、数据显示、数据传输及数据定时存储等基本功能

1.抗十扰特性。通常，在各种工业设计环境中遇至不同形式的干扰.单片机数据采集系统是软硬件的结合.因此设计者应从软硬两方面消除.结合各种抵抗干扰的方法互相补充和完善.才能确保系统可靠、安全、正确地运行。单片机系统被干扰后会集中表现在几个方面：控制状态失效、采集数据误差大、数据发生乱码以及程序的运行失控这些干扰有内、外因素的干扰.所以软硬件都应当采取有效的措施进行解决。

硬件系统的干扰就是防和抗的概念.即消除和抑制干扰源：降低系统对干扰信号的敏感性;切断干扰对系统的耦合。而相应的措施有隔离、屏蔽、接地、提高信噪比、滤波以及电压保护等软件抗于扰主要是通过软件的合理编制降低单片机系统对干扰的灵敏度。解决的技术有指令冗余技术、软件陷阱技术、“看门狗”技术、数字滤波技术等方法。

2.可靠性。系统可靠性的关键在于系统本身对运行过程中出现的各种干扰信号及直接来自于系统外部的干扰信号能否进行有效地抑制.有缺陷的系统往往运行过程中采取的措施不足，对可能出现的潜在问题考虑欠佳.当干扰信号真正来临的时候，系统就可能陷人困境因此.可靠性的设计应从避错、容错、合理性、环境适应性等这几方面进行设计。

单片机硬件系统硬件可靠性设计的途径主要有三种：选用高可靠的元器件.这是从硬件本身设计开始着手.从硬件生产步骤上提高可靠性：提高系统设计的合理性.这则是对各类器件的速度、电平、温度性能和可靠等级进行匹配.并且选用合理的选用系统时钟和合理布局.以此提高系统合理性。针对人一环境特性采取相应的可靠性措施.这一点是从人为因素以及环境因素两方面分别采取不同措施提高系统相应的抗干扰措施软件可靠性设计则也是通过提高系统的合理性和针对人一环境特性采取可靠性措施.它的解决方法与提高系统抗干扰性有一定程度上的类似。

3.加密技术。随着单片机应用领域的不断扩展.产品市场不断扩大.为了确保技术的保密问题.加密技术的开发变成了一项必不可少的工作加密的目的就是为了保护新产品的核心技术.基本原则是采取可行性的办法增加难度.防止原理被测试和软件被修改及仿制.以此来保护产品不被仿制或者减少被仿制的可能。

加密分硬件加密和软件加密两项硬件的加密中心思想是使硬件电路核心部分不能破译因此可以采用总线烧毁法、总线置乱法、RAM替代法、用GAL器件对EPROM中的软件进行加密.以及采用多单片机结构来解决加密的问题软件加密的思想则是通过对程序和数据进行处理.具体的有插入多条跳转指令降低程序可读性、在程序模块之间插入一些加密字节.并且采用模块化的设计方法。

综上所述，单片机系统应满足不同的实用功能.不仅对系统的应用环境要进行细致地了解。而且在系统前端信号的采集和控制输出时不能有丝毫差错只有建立一个可靠的单片机系统，才能为数据采集及处理提供好的应用环境。因此，单片机系统的安全可靠地运行是一项至关重要的工作。

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