单片机控制系统研究与设计

黄志军

摘 要：当前，单片机在我们的生产、生活中得到了广泛的运用。它功能强大，基本性能稳定，在运行的过程中具有优良的特性。单片机独特的设计使其功能能够很好地得以发挥。本文对单片机控制的系统、系统设计总方案做了简单的介绍，在此基础上分别对硬件和软件系统做了进一步的研究，通过对系统进行调试，以保证单片机在运行的过程中能够保持稳定。

关键词：单片机；控制系统；设计

随着我国科学技术的发展，我国经济也在得到快速的提高。在此基础上，电路系统也不断向着集成化的方向发展，相关技术也在不断成熟和完善，并且能够在实际的运用过程中收到良好的效果。其中，单片机的发展尤为迅速，其不仅向着高度集约化的方向发展，同时在一定程度上也降低了技术成本，使单片机在生产中得到了普遍的运用。

1 单片机控制的系统

在单片机系统中，CPU处于一个非常重要的地位，能够发挥全局指导性作用。随着这一部分系统的升级，单片机系统将会有效地提高工业的运行效率，使整个生产过程变得更加方便。在单片机系统中，设计这一环节非常的重要，不仅要对整体的运行方案进行设计，同时也要充分地对单片机进行选择。在此基础上，对各类检测参数进行建模以及阶段性设计部署非常关键；硬件和软件系统的设计以及整个调试程序也发挥着重要的实际作用。在实际的设计过程中，要能够做到实事求是，注重对综合程序以及利弊进行权衡，在此基础上，不仅要对具体的规格和工艺参数进行了解，同时还要对测量的范围进行研究。在设计过程中，拥有灵活的应变能力是非常必要的，这有利于促进我们根据不同的情况对软件进行设计。通过对对象的性能和相关状态进行了解，可以使我们对模型设计充分进行把握。

2 系统设计总方案

在对系统进行设计前，首先需要对控制对象进行了解。控制对象直接影响到系统的性能，在实际的运行中可能还会导致一些细则出现差异。设计的方案有多种，要根据具体、实际的需求对设计种类进行选择，但总体上要有闭环系统和开环系统。此外，检测原件在整个单片机系统中也具有重要的作用，能够影响到单片机系统的精度和准确度。在整个控制系统中，执行机构处于一个比较关键的部分，因此在实际确定的过程中，需要根据实际的需求对其进行确定，并在很大程度上要对算法进行一定的兼顾，这样才能将系统的基础部位打牢。根据系统的整体规格，对其外围设施进行确定，并根据系统的运行原理将其绘制成图，以实现之后设计部分方案。

3 硬件系统设计

单片机系统向着集成化的方向发展，其系统设计过程包括控制线、存储器和计算器。在这种情况下，扩展接口非常有必要。可以通过购买接口板扩展接口，也可以通过设计相匹配的芯片对接口进行扩展。

3.1 扩展存储器

在单片机的系统中需要一定功能和容量的存储器对相关的数据和程序进行存储，因此对单片机对其实际容量要求更高。在对存储器进行扩展之前，首先需要对单片机的数据和种类进行了解，而且要对单片机的数据和程序进行分别存储，以防数据丢失。

3.2 扩展模拟量输入通道

在对通道进行处理时，首先需要对其做出实际判断，以此来充分确定数据采集结构以及所要运行的形式。一般情况下，人们比较常用的是与S/H形式相结合的A/D形式，这样的选择可使二者彼此实现共享。但是在相关检测时，需要对S/H进行多路选择。在选择转换器的过程中，首先要对其进行考虑，不要首先将其加入设计的过程中，以免后续对其进行转换。一般情况下，转换器的位数越低，与系统的匹配度也就越高。

3.3 扩展模拟量输出通道

模拟量所输出的通道在很大程度上起到关联的作用，能够在执行过程中将执行机构有机地联系到单片机系统中。在设计的过程中，要充分地对执行机构的相关类型进行考虑。此外，还需要对通道的数量，以及收集数据的方式进行相关分析，只要能够保证单片机实现数据输出就可以完全达到目的。在很多情况下，执行机构没有办法直接对数据进行收集，需要将转换器进行处理之后才能实现目的。

4 软件系统设计

软件系统在单片机系统中具有控制作用，在一定程度上能够对执行机构进行控制。在对软件系统进行设计时，首先需要保证软件的稳定性，将其优点明显地表现出来，不仅要达到软件系统整个状态进行显示，还要保证硬件和软件之间相互配合，使两者处于一个统一的標准下，以使其价值得以体现。应用软件开发价值比较大，能够满足人们的实际需要。在开发过程中，首先需要对模块的功能属性进行区分，在此基础上进行良好的规划，制作出设计流程，为软件的编写科学地选择相关的语言，使整个系统完整运作，形成一个共同的、完整的程序。

5 系统调试

系统调试主要包括硬件调试和软件调试。对硬件进行调试主要是将设计过程中一些故障排除，在此基础上设计工艺也需要受到排查。对软件进行调试，主要是为了对软件中的运行数据和代码进行掌握，以保证数据代码的正确输入，使其能够快速地运行起来。在对硬件和软件分别进行调试后，可以根据这两种的具体性能进行综合测试，使其在逐渐完善的过程中完美地契合在一起。

6 结语

随着我国市场经济的不断发展，单片机在市场中的应用逐步扩大。在对单片机进行设计的过程中，需要对系统构成进行准备。在此基础上，要用正确的方式对设计人员进行培养，对硬件和软件进行全方位的调试。只有严格做好这些工作，才有可能真正实现单片机的设计和运行。

参考文献

[1]任俊龙.基于AVR单片机的空气净化器控制系统的硬件设计与实现[D].合肥工业大学，2010.

[2]李志宇.单片机控制系统抗干扰设计[J].电子测量技术，2007，（6）：100-102，117.

（作者单位：湄洲湾职业技术学校）