扬州大学学报计算机专业论文范文

　　本文是一篇计算机应用论文范文，论述了基于多单片机的数据测控硬件系统的设计，选自期刊《扬州大学学报》。计算机应用国家级期刊推荐《信息与电脑》国家新闻出版总署批准，国内外公开发行的计算机类优秀期刊。1989年创刊，国内统一刊号：CN11-2697/TP，国际标准刊号：ISSN1003-9767，邮发代号：82-454。
　　【摘要】本文主要从单片机的基本特征出发，结合数据测控的需求，采用多个单片机的联合工作的方式，进行数据测控的硬件系统设计，力图进一步提高测控系统的稳定性和适用性。阐述其基本工作原理和设计思路以及实现方法最终得出基于多单片机的数据测控硬件系统的雏形。

　　【关键词】多单片机,数据测控,硬件系统设计

　　伴随着软件系统开发以及芯片技术的日渐成熟，单片机的应用更加广泛，并且在长期的实践中日趋完善。市场上也涌现出了越来越多基于单片机的模块化产品，功能强大的个中国单片机也在各自的领域发挥着重要作用，这些单片机的确减轻了设计人员的工作负担，但是这其中也不可避免的存在着一些问题，比如在设计中只考虑了与单片机相适应的硬件条件，而没有考虑与之对应的软件条件，所以在设计中硬件系统和软件系统的分割较大，其次是在硬件选择的过程中没有将系统开发的周期和成本纳入考虑范围，从而大大降低了单片机的实效性。笔者将在下文中结合软硬件综合设计的思想，综合多单片机进行数据测控硬件系统的设计。

　　1.单片机的硬件特征

　　单片机是微型计算机的简称，概括来说单片机具有体积小，质量轻应用方便的优势，具体来说单片机具有如下硬件特征：（1）系统结构简单，在使用中更加便捷并且能够实现产品的模块化，是目前较为先进的硬件设备；（2）可靠性和安全性高，从而为整体系统的稳定提供了保障；（3）功能广泛并且处理速度快，能够较快对系统的工作和命令做出反应，灵敏性较高；（4）能耗较低并且小巧，更加方便携带；（5）可控性高；（6）具有较强的环境适应能力，因此其应用范围更加广泛。

　　具体到数据测控当中，单片机的应用需要改变以往传统醒目的孤立格局，应该从具体的实施环境以及具体的操作要求出发，综合多单片机进行测控，达到更好的系统整合效果，形成一个基本的数据测控硬件系统平台，主要包括了计算机、显示器、键盘以及工业测控现场，中间的数字量输入输出、模拟量输入输出等环节。

　　在生产过程的控制中，包括了信号的输入和输出两个部分，单片机需要处理的则是包括了三类主要信号，分别是开关量信号以及模拟量信号和数字信号，这三个信号分别对应了生产过程的运行情况以及工况。现场控制装置和纯数字设备的信号。具体来说针对第一类信号，通过单片机的测控能够观察被控设备的启动和使用状态，并且能够测控报警信号等。针对第二类的模拟量信号，主要是根据不同的转速、流量、压力等反应设备的使用情况。第三类的纯数字设备的数字信号尅直接和单片机的数据线或者接口相连，因为其通用性较强，所以应用比较方便。相比较前两类信号，第三类数字信号更容易监测，并且具有更加广泛的应用特征。

　　2.基于多单片机的数据测控硬件系统

　　2.1功能设计

　　（1）实现多单片机与生产过程之间的信息转换，具体来说包括了AD转换、电平转换以及数字量的转换等，这些信息传递和转换是实现对生产过程的数据测控的基础。

　　（2）信息传输：信息传输是基于多单片机的数据测控硬件系统的基础功能，包括了多路信息的分时采集以及多路控制的分时操作等，对信息进行综合筛选以及传送，最终传输大CPU主板上，最终实现信息显示的功能。

　　（3）参数存储：在实际运用中基于多单片机的数据测控硬件系统还涵盖了数据存储的功能，通过对数据参数和信息进行存储，起到数据测控的参照两和变量分析的作用。

　　2.2软件硬件平台综合设计

　　基于多单片机的数据测控系统的设计需要综合硬件和软件系统，其软件系统主要分为两个部分，一部分是主要用于硬件平台上，其主要功能主要是实现对生产线长度的数据采集和具体的数据运算工作，其通过硬件皮昂太的软件模块有单片机的主程序共同组成一个系统软件平台，在这里实现对数据的整合分析；另一部分是通讯软件平台，主要是起到传递数据以及传达指令的作用。软件系统是基于硬件系统的，在系统中发挥硬件平台的潜力，并且在综合利用现有硬件条件的前提下，让系统测控的准确性进一步提高。

　　3.技术特点分析

　　基于多单片机的数据测控硬件系统是在综合运用了多个单片机的基础上发展而来的，通过对单片机的功能的进一步完善补充，结合系统本身的硬件软件综合设计，笔者认为其自身具有如下技术特点：

　　3.1开发的效率高

　　开发效率高主要是针对多单片机的优势而言的，因为单片机本身具有反应灵敏、适应性强以及可控性强和技术先进的优势，系统的开发必然会大大提高工作效率，其使用的价值也较高，与此同时，用户只需要适当的对软件进行修改基于能够生成相对应的应用系统，因此可以说基于多单片机的数据测控硬件系统开发方便，可开发性高，具有较高的开发效率。

　　3.2具有良好的实时性

　　系统的实时性特征是与测评系统直接关联的，数据测控本身是一个可变性较大的工作项目，对数据的动态把握是系统本身的一大优势。因为单片机反应灵敏的特征，系统杂实际运用中具有良好的实效性，能够及时准确的反映生产过程的数据，通过信号的转换、数据的传输实现对整体工作状况的把握，因此说基于多单片机的数据测控系统具有良好的实时性。

　　3.3提高工作效率

　　基于多单片机的数据测控系统具有较高的工作效率，因为系统本身的数据接收和传输的准确性以及可靠性，保证了系统运行的安全，从而避免了在产品开发过程中的大量低水平的重复工作，一方面保证了平台的可靠性的积累，一方面确保了平台信息的准确性、规范性和科学性。更加有力与对整个生产过程进行系统化的数据测控。

　　3.4安全性高

　　安全性主要是指保护数据的安全性，数据本身具有不可重复性，一旦数据丢失就无法找回，因此基于多单片机的数据测控因为单片机的数据存储功能，能够进一步确保数据的安全性。除此之外，在本次的数据测控系统设计中考虑了软件系统，软硬件系统的综合应用进一步提高了数据的可靠性和安全性。同时采取了一系列的防干扰措施，避免了数据信号遭到破坏，进一步确保了系统的安全性。

　　综上所述，基于多单片机的数据测控技术能够更加充分的发挥系统中的软件和硬件资源，更进一步提高资源的利用效率，为更好地进行数据统计和监测创造条件。相信在未来，随着单片机技术的日渐完善，其应用范围会更加广阔，而数据测控系统的设计不仅需要考虑硬件系统，还需要综合软件系统的功能，进一步提高整个系统的稳定和安全性能。多单片机技术是单片机技术应用的延续和发展，在推动单片机的应用上又向前迈了一大步。

　　【参考文献】

　　［１］石丽杰.单片机控制系统硬件设计[J].商品与质量,2011,(S5).

　　［２］廖春蓝,刘修泉.基于单片机的测控实验系统硬件设计与实现[J].机械与电子,2011,(10).

　　［３］徐志虎.基于多单片机的牙科综合治疗台控制系统开发[J].东华大学，2011.