请简述单片机系统的设计过程是怎样的

首先要清楚你要做一个什么样的产品，这个产品包含哪些功能，要采集哪些信号？要控制哪些设备？要走哪些通讯协议？通讯协议走什么接口？是不是要显示界面？是不是要声光提示？是不是要低功耗？清楚了这些需求以后就可以选型了。

比如说我要做一个单片机密码锁，要求：

1. 有4位数码管显示

2. 控制一个继电器

3. 控制一个蜂鸣器

4. 控制五个LED灯

5. 两个按键输入

2 芯片选型

根据你的需求来确定所选芯片型号。如第一部分的功能需求，这5个需求都只需要用到单片机的IO口，没有用到片上资源，所以只要IO口够用就可以了。

1. 4位数码管：为了方便大家学习，这里选用74HC595来驱动，该芯片与单片机相连只需要3个IO口

2. 控制一个继电器这个地方主要考虑线圈电压，单片机是5V供电，所以选用5V的继电器，占用1个IO口

3. 控制蜂鸣器：选用有源蜂鸣器，即只要给电蜂鸣器就发声，占用1个IO口

4. 控制5个LED灯：采用灌电流的方式，占用5个IO口

5. 两个按键输入：采用上拉电阻，按下低电平实现，占用2个IO口

总共用了3+1+1+5+2=12个IO口为了方便初学者，那我们就选用STC的51单片机来完成这个设计吧，所选型号为STC89C51，封装形式为DIP40，相信大家在大学里学单片机的时候老师都是用这一款教的吧。

3 硬件原理设计

芯片选型完毕之后，又有了设计思路，那就赶快把电路图画出来吧。画电路图用什么软件呢？这样的EDA工具很多，像Protel99se、DXP、Altium Designer 等，这些都是软件都是一家出的，还有Cadence、PowerPcb等。本人用的是AD09。原理图设计的内容是什么呢？设计的内容包括单片机的最小系统、还有扩展出来的功能。

4 硬件PCB设计

当原理图画完，并且检查没有错误后，就开始画PCB吧，什么是PCB？PCB就是电路板，什么是电路板，就像下图这样的：

50171510883016

这是焊接之前的电路板，PCB文件设计好后，发给厂家去打样制版，做回来的就是这样的电路板。上图中的电路板用的都是直插元件。什么是直插元件，什么是贴片元件？这就设计到元器件的封装问题了。

如果大家感兴趣，我明后天把画pcb板的过程推送给大家。

5 样板焊接

什么是样板焊接？就是把电子元器件焊接在pcb板上。如果封装简单、样板数量少那完全可以自己动手焊接了，顺便也锻炼一下自己的焊接水平，对于一个搞电的人而言，一般都是从焊电路板过来的。如果搞电但不会焊接，别人会笑话你的。

6 调试程序

程序该怎么写？用什么工具写？不同的单片机有不同的编程环境，比如PIC单片机使用MPLAB编程环境，MSP430单片机使用IAR Embedded Workbench编程环境，DSP使用CCS编程环境。这里重点介绍的编程环境是Keil，Keil是目前所有编程环境中最好用的，也是支持芯片最多的，可以说Keil是目前最主流的编程环境，本人使用的是Keil的编程环境，Keil的C51版本和MDK版本都在用。

7 程序烧录

程序烧录的意思就是把写好的程序下载到单片机里，这样单片机才会按照用户编写的程序来执行命名、实现功能。程序要怎么样才能烧写到单片机中去呢？每种单片机都有各自的程序烧录接口。

单片机的毕业设计题目推荐：一个简单的指纹识别或者刷脸程序。

要完成单片机系统的开发，用户不仅需要掌握编程技术，还需要针对实际应用选择合理的单片机芯片和外围器件，以此为基础，设计硬件电路。

单片机注意：

单片机系统的开发融合了硬件和软件的相关技术。要完成单片机系统的开发，用户不仅需要掌握编程技术，还需要针对实际应用选择合理的单片机芯片和外围器件，以此为基础，设计硬件电路。

正确估计单片机的能力，知道单片机能做什么，最大程度的挖掘单片机的潜力对一个单片机系统设计者来说是至关重要的。

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。

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。

在心中建立一个基本模型，知道应该需要些什么知识，而自己又掌握了多少，并根据一定的灵感开始搜索资料，上面的资料基本上能满足初学者的需求了。

选择完成单片机论文后，基于这个方向进行相关资料查找，一般来写作是有自己的基本方法的。先写序论序列部分的话，主要是阐述一下，你的单片机领域之前人干了什么情况，然后存在什么缺点。

基于这些缺点你要做什么改进，然后把你目前这个行业内要改进的东西进行写一下，分别通过下述4个章节进行阐述，一般来说主要是把你的硬件选型和为什么这么选型的部分给讲清楚。第3章就是基本的硬件设计这块的话需要画电路图。

(2)I/O接口的扩展：单片机应用系统在扩展I/O接口时应从体积、价格、负载能力、功能等几个方面考虑。应根据外部需要扩展电路的数量和所选单片机的内部资源(空闲地址线的数量)选择合适的地址译码方法。

(3)输入通道的设计：输入通道设计包括开关量和模拟输入通道的设计。开关量要考虑接口形式、电压等级、隔离方式、扩展接口等。模拟量通道的设计要与信号检测环节(传感器、信号处理电路等)结合起来，应根据系统对速度、精度和价格等要求来选择.

(4)输出通道的设计：输出通道设计包括开关量和模拟量输出通道的设计。

(5)人机界面的设计：人机界面的设计包括输入键盘、开关、拨码盘、启/停操作、复位、显示器、打印、指示、报警等

(6)通信电路的设计：单片机应用系统往往作为现场测控设备，常与上位机或同位机构成测控网络。

(7)印刷电路板的设计与制作：电路原理图和印刷电路板的设计常采用专业设计软件进行设计，如Protel，OrCAD等。

(8)负载容限的考虑：单片机总线的负载能力是有限的。如MCS-51的P0口的负载能力为4mA，最多驱动8个TTL电路，P1～P3口的负载能力为2mA，最多驱动4个TTL电路。

(9)信号逻辑电平兼容性的考虑：在所设计的电路中，可能兼有TTL和CMOS器件

(10)电源系统的配置：单片机应用系统一定需要电源，要考虑电源的组数、输出功率、抗干扰。

(11)抗干扰的实施：采取必要的抗干扰措施是保证单片机系统正常工作的重要环节

第1部分：单片机复位电路。硬件组成：电容+电阻构成复位电路。

第2部分：单片机时钟电路。电阻组成：12MHz晶振+11pF陶瓷电容，提供单片机的工作周期。

完成单片机最小系统后再完成LED灯的控制，LED灯与单片机的IO端口连接时，需要将LED灯串联220Ω的电阻限流。然后单片机的一组IO口最多串联2个LED灯，如果要多个LED灯，那最多可以在单片机的IO口并联4组2个串接在一起的LED灯。单片机有32个IO口，如此算下来，你一个IO口做多可以控制8个LED灯，那么32个IO口，单片机可以控制256个LED灯。

关于LED的一闪一闪的问题，这个采用单片机的内部定时器即可，51单片机内部有T0、T1供给2个定时器，可以根据需要自行设定。

生活不止有眼前的苟且，还有诗和远方

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你的课题是温度测量与语音播报系统。这个课题的设计思路：

（1）温度测量与语音播报系统的电路设计———— 主要需要完成单片机最小系统电路+LCD液晶显示电路+温度传感器采集电路+语音播报电路+报警电路

（2）温度测量与语音播报系统的软件程序：———— 主要需要完成LCD液晶显示电路的驱动程序+温度传感器采集电路的驱动程序+语音播报电路的驱动程序+报警电路的驱动程序

（3）温度测量与语音播报系统的实物调试———— 购买有关温度测量与语音播报系统的电路设计所需要的电子器件，结合软件程序来调试有关的功能。

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#define TimerH0 ((65536 - 50000) /256)

#define TimerL0 ((65536 - 50000) %256)

main()

{

EA = 1

ET0 = 1

TR0 = 1

TH0 = TimerH0

TL0 = TimerL0

for()

{}

}

void timer_int(void) interrupt 1

{

TH0 = TimerH0

TL0 = TimerL0

P1 ^= 0x01

}

单片机最小系统介绍

单片机最小系统是由芯片外部接上时钟电路、复位电路和电源构成的一个基本应用系统。

单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。

单片机最小系统组成

单片机最小系统主要由电源、复位、振荡电路以及扩展部分等部分组成。

电源：对于一个完整的电子设计来讲，首要问题就是为整个系统提供电源供电模块，电源模块的稳定可靠是系统平稳运行的前提和基础。

复位：单片机的置位和复位，都是为了把电路初始化到一个确定的状态。单片机复位电路原理是在单片机的复位引脚RST上外接电阻和电容，实现上电复位。当复位电平持续两个机器周期以上时复位有效。复位电平的持续时间必须大于单片机的两个机器周期。

振荡电路：单片机系统里都有晶振，在单片机系统里晶振作用非常大，全程叫晶体振荡器，他结合单片机内部电路产生单片机所需的时钟频率，单片机晶振提供的时钟频率越高，那么单片机运行速度就越快，单片接的一切指令的执行都是建立在单片机晶振提供的时钟频率。

单片机最小系统特点

系统资源完全开放，配合其它模块板或自行搭建用户电路可实现任意实验功能。接口设计灵活，使用方便（适合创新实践活动）。

板上电路简洁实用，除最小系统和在线下载电路外，还有1个LED、1个按键、1个蜂鸣器、1片EEPROM存储器AT24C04（使用时只需设置相关调线），单片机引脚全部可引出使用，并留有专用LED显示接口方便与串行静态LED显示板连接。

单片机介绍

单片机（Microcontrollers）又称微控制器，由中央处理器、存储器、输入输出端口(包括并行I/O、串行I/O、模数转换器)、计时器和计数器等组成，具有完整数字处理功能的大规模集成电路。

微控制器是一种面向控制领域嵌入式应用的集成化计算机芯片，主要用于工业控制、数据处理、信号处理、智能仪器、通信产品及民用消费产品等自动控制产品与器件中。通常也把它简称为MCU或μC，MCU配以适当的外围设备和软件就可构成一个计算机应用系统，所以也称之为单片微型计算机，简称为单片机。