單片微型計算機簡稱單片機,它具有結構簡單,重量輕,價格低等優點。以下是小編準備的單片機畢業設計範文，快一起來看看吧!
單片機監控系統探究
摘 要：單片機因爲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。文章介紹了單片機的監控系統方案，並對單片機監控系統的發展趨勢進行了預測。
關鍵詞：單片機;監控;數據;通信技術
隨着半導體技術的飛速發展，當前將超大規模集成電路集成到一個很小硅片上的技術已經得到了實現，由此帶來了單片機技術的飛速發展。目前的單片機，已經由最初的4位、8位單片機，發展到現在的32位300 M高速單片機。32位單片機由於內部採用了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數據處理能力，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/異步通信控制系統，因而可以利用單片機實現對分散測控對象的監控。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 單片機監控系統方案介紹
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傳感器的數據資訊，發佈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，其主要功能是對傳感器的指示數據進行檢測驗收、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信方式採用點與點之間的碼分多址通信。
從站電路功能如圖1所示。
①主站和從站自訂了60芯的專用系統信號，結構採用雙CPU(80C196、8031)擴展STD總線結構。爲了和數據通信板的8031之間數據交換的便利，將0C000H-0C3FFH分配給雙口RAM(IDT7130)。爲了方便調試非全地址譯碼I/O空間，芯片類型選擇了在線可編程芯片ISP2031。
②付站顯控電路。顯控主芯片採用MC6847，將80C196地址空間的0A000-0C000H分出供顯存佔用，監視器選擇工業級CRT，屏幕分辨率800×600.自建專用12×12非標準漢字庫。選擇8279型號主芯片進行鍵盤控制。
③使用I/O板，進行數據接收。採用數字濾波技術消除模擬輸入信號的噪聲，爲了使執行混亂的程序重新步入正規，採用在雙字節指令和三字節指令後插入兩個字節以上的NOP，造成指令冗餘的方式，避免後面的指令被當作操作數執行，從而使程序自動納入正軌。
④智能接口板芯片採用3片MC6821控制芯片，透過對信號實現定位，達到和模擬器數據通信的目的。
⑤轉檯方位轉換電路。同步傳輸機的`模擬方位信號經由分立元器件電路獲取後，予以一定的信號分離處置，轉變成直流電平，經CPU切換後由AD變換電路分析出方位數據。其他傳感器轉換電路，採用高性能計數器記錄下同步脈衝信號，最後由CPU進行處理。
2 有線/無線數據通信設計
實現單片機監控的重要環節在於中遠距離通信方案的選擇，對於單片機串行口來說，目前尚無法有效適應中遠距離通信的需要，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 有線數據通信
有線數據通信主要以電話線爲主，經過數字調制解調器處理(Modem)，形成FSK調製信號。我們可以選用TI公司生產的單片CMOS工藝的Modem，這種調制解調器符合CCITTV.23建議和BELL202標準，可以實現對通信信號的調製解調、載波檢測，以及羣延時均衡等功能。單片機的串行口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信號偏壓調整，門限電平則進行片內調整。爲保證良好的收發性能，需要精確調整CDL腳作載波檢測電平的W1、W2參數。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插件。
2.2 無線數、話一體通信
當前，隨着無線數據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設備的時候，我們常常選擇無線設施進行通信數據的傳輸。無線數據模組的選擇在過去經常以MSM6927爲主，該模組是日本OKI公司生產的一種單片集成、採用FSK調製的Modem。目前，隨着我國無線通信模組技術的快速發展，國內一些廠商的設備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，在實現無線數據傳輸的時候，也可以實現話音的傳送，從而爲系統監控提供了更大的便利。
2.3 通信軟件設計
具體通信方法，採取先對主機寫入數據，然後向各從機發布通信資訊，以檢驗各從機是否及時相應，如未及時響應的從機，就將之從通信序列中清除出去，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信擁堵現象發生。
3 單片機監控系統保護措施
單片機監控系統常作爲外部嵌入式系統而發揮監控作用，因而，爲保證其正常工作，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，不斷提高軟硬件的抗干擾能力。
②外接電源、通信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不斷優化算法設計。算法優化能夠有效提高系統的可使用性。如Karlman濾波、AD採樣後的“野值”剔除處理等。透過不斷優化算法，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數據，如顯示模組的初始化、片外擴展的初始化等。然後再對測控系統的系統狀態、執行參數等予以恢復。之後再把復位前的任務、參數、執行時間等恢復，再進入系統執行狀態。
4 結 語
目前，單片機以其強大的數據處理和通信、控制能力，已經被廣泛應用到了衆多的監控系統之中了。隨着單片機系統模組集成度越來越高，利用單片機監控系統功能，必將會更加的便捷、可靠。
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