单片机应用论文范文

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二、单片机开发中的几个基本技巧

在单片机应用开发中，代码的使用效率问题、单片机抗干扰性和可靠性等问题仍困扰着。现归纳出单片机开发中应掌握的几个基本技巧。

1、如何减少程序中的bug。对于如何减少程序的bug，应该先考虑系统运行中应考虑的超范围管理参数如下。物理参数：这些参数主要是系统的输入参数，它包括激励参数、采集处理中的运行参数和处理结束的结果参数。资源参数：这些参数主要是系统中的电路、器件、功能单元的资源，如记忆体容量、存储单元长度、堆叠深度。应用参数：这些应用参数常表现为一些单片机、功能单元的应用条件。过程参数：指系统运行中的有序变化的参数。

2、如何提高C语言编程代码的效率。用C语言进行单片机程序设计是单片机开发与应用的必然趋势。如果使用C编程时，要达到最高的效率，最好熟悉所使用的C编译器。先试验一下每条C语言编译以后对应的汇编语言的语句行数，这样就可以很明确的知道效率。在今后编程的时候，使用编译效率最高的语句。各家的C编译器都会有一定的差异，故编译效率也会有所不同，优秀的嵌入式系统C编译器代码长度和执行时间仅比以汇编语言编写的同样功能程度长5-20％。对于复杂而开发时间紧的项目时，可以采用C语言，但前提是要求你对该MCU系统的C语言和C编译器非常熟悉，特别要注意该C编译系统所能支持的数据类型和算法。虽然C语言是最普遍的一种高级语言，但由于不同的MCU厂家其C语言编译系统是有所差别的，特别是在一些特殊功能模块的操作上。所以如果对这些特性不了解，那么调试起来问题就会很多，反而导致执行效率低于汇编语言。

3、如何解决单片机的抗干扰性问题。防止干扰最有效的方法是去除干扰源、隔断干扰路径，但往往很难做到，所以只能看单片机抗干扰能力够不够强了。在提高硬件系统抗干扰能力的同时，软件抗干扰以其设计灵活、节省硬件资源、可靠性好越来越受到重视。单片机干扰最常见的现象就是复位；至于程序跑飞，其实也可以用软件陷阱和看门狗将程序拉回到复位状态；所以单片机软件抗干扰最重要的是处理好复位状态。一般单片机都会有一些标志寄存器，可以用来判断复位原因；另外你也可以自己在RAM中埋一些标志。在每次程序复位时，通过判断这些标志，可以判断出不同的复位原因；还可以根据不同的标志直接跳到相应的程序。这样可以使程序运行有连续性，用户在使用时也不会察觉到程序被重新复位过。

4、如何测试单片机系统的可靠性。当一个单片机系统设计完成，对于不同的单片机系统产品会有不同的测试项目和方法，但是有一些是必须测试的：测试单片机软件功能的完善性；上电、掉电测试；老化测试；ESD和EFT等测试。有时候，我们还可以模拟人为使用中，可能发生的破坏情况。例如用人体或者衣服织物故意摩擦单片机系统的接触端口，由此测试抗静电的能力。用大功率电钻靠近单片机系统工作，由此测试抗电磁干扰能力等。

综上所述，单片机已成为计算机发展和应用的一个重要方面，单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。此外在开发和应用过程中我们更要掌握技巧，提高效率，以便于发挥它更加广阔的用途。

参考文献：

[1]何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术.北京：北京航空航天大学出版社，1990

[2]蔡美琴等.MCS-51单片机系统及其应用.北京：高等教育出版社，1992

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目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，广泛使用的各种智能IC卡等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。

一、单片机的特点应用

单片机的特点主要有：高集成度，体积小，高可靠性；控制功能强；低电压，低功耗，便于生产便携式产品；易扩展；优异的性能价格比。目前，单片机的应用领域主要包括：办公自动化设备；单片机在机电一体化中的应用；在实时过程控制中的应用；单片机在日常生活及家用电器领域的应用；在各类仪器仪表中引入单片机，使仪器仪表智能化，提高测试的自动化程度和精度，简化仪器仪表的硬件结构，提高其性能价格比；在计算机网络和通信领域中的应用；商业营销设备；单片机在医用设备领域中的应用；汽车电子产品；航空航天系统和国防军事、尖端武器等领域，单片机的应用更是不言而喻。

二、单片机开发中的几个基本技巧

在单片机应用开发中，代码的使用效率问题、单片机抗干扰性和可靠性等问题仍困扰着。现归纳出单片机开发中应掌握的几个基本技巧。

1、如何减少程序中的bug。对于如何减少程序的bug，应该先考虑系统运行中应考虑的超范围管理参数如下。物理参数：这些参数主要是系统的输入参数，它包括激励参数、采集处理中的运行参数和处理结束的结果参数。资源参数：这些参数主要是系统中的电路、器件、功能单元的资源，如记忆体容量、存储单元长度、堆叠深度。应用参数：这些应用参数常表现为一些单片机、功能单元的应用条件。过程参数：指系统运行中的有序变化的参数。

2、如何提高C语言编程代码的效率。用C语言进行单片机程序设计是单片机开发与应用的必然趋势。如果使用C编程时，要达到最高的效率，最好熟悉所使用的C编译器。先试验一下每条C语言编译以后对应的汇编语言的语句行数，这样就可以很明确的知道效率。在今后编程的时候，使用编译效率最高的语句。各家的C编译器都会有一定的差异，故编译效率也会有所不同，优秀的嵌入式系统C编译器代码长度和执行时间仅比以汇编语言编写的同样功能程度长5-20％。对于复杂而开发时间紧的项目时，可以采用C语言，但前提是要求你对该MCU系统的C语言和C编译器非常熟悉，特别要注意该C编译系统所能支持的数据类型和算法。虽然C语言是最普遍的一种高级语言，但由于不同的MCU厂家其C语言编译系统是有所差别的，特别是在一些特殊功能模块的操作上。所以如果对这些特性不了解，那么调试起来问题就会很多，反而导致执行效率低于汇编语言。

3、如何解决单片机的抗干扰性问题。防止干扰最有效的方法是去除干扰源、隔断干扰路径，但往往很难做到，所以只能看单片机抗干扰能力够不够强了。在提高硬件系统抗干扰能力的同时，软件抗干扰以其设计灵活、节省硬件资源、可靠性好越来越受到重视。单片机干扰最常见的现象就是复位；至于程序跑飞，其实也可以用软件陷阱和看门狗将程序拉回到复位状态；所以单片机软件抗干扰最重要的是处理好复位状态。一般单片机都会有一些标志寄存器，可以用来判断复位原因；另外你也可以自己在RAM中埋一些标志。在每次程序复位时，通过判断这些标志，可以判断出不同的复位原因；还可以根据不同的标志直接跳到相应的程序。这样可以使程序运行有连续性，用户在使用时也不会察觉到程序被重新复位过。4、如何测试单片机系统的可靠性。当一个单片机系统设计完成，对于不同的单片机系统产品会有不同的测试项目和方法，但是有一些是必须测试的：测试单片机软件功能的完善性；上电、掉电测试；老化测试；ESD和EFT等测试。有时候，我们还可以模拟人为使用中，可能发生的破坏情况。例如用人体或者衣服织物故意摩擦单片机系统的接触端口，由此测试抗静电的能力。用大功率电钻靠近单片机系统工作，由此测试抗电磁干扰能力等。

综上所述，单片机已成为计算机发展和应用的一个重要方面，单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。此外在开发和应用过程中我们更要掌握技巧，提高效率，以便于发挥它更加广阔的用途。

参考文献：

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一、设计指标

本系统采用了高精度传感器AD22100。要准确测量动物病患体温，首先应全面了解动物的正常体温。据有关资料报道.美国科学家用口腔电子体温计对几十种动物测试得到了一系列数据，可将这些数据存储于上位机之中。考虑到整个监控系统的成本，A/D转换采用价廉的8位芯片.设计时量程范围确定为36.00-41.10℃。将36.0℃时.输入到A/D芯片的电压处理.调整为0V.温度41.10℃时.输入到A/D芯片的电压处理、调整为5V。温度每升高0.02℃，.电压升高5V/255=0.0196V.保证系统分辨力为0.02c.0.02℃×255—5.10℃.温度上下限为36.0℃-41.10℃。报警温度为36.5℃。

二、方案比较与选择

本课题的核心问题在于模拟量到数字量的转换以及数字量的显示，笔者对两种比较理想的方案进行讨论。

1.硬件实现:在温度传感器AD22100将温度信号转换成电压信号后，通过A/D转换器将电压模拟量转化成八位二进制精度的数字信号，再把该八位二进制精度的数字通过译码转化成十进制数，并最终用数码管显示。

2.基于单片机的软件实现:在温度传感器AD22100将温度信号转换成电压信号后，通过A/D转换器将电压模拟量转化成八位二进制精度的数字信号，改用51单片机，通过编写程序，按照一定的算法来将八位二进制精度的数字转化成十进制数，并通过数码管显示出来。

实践表明:A/D转化器转化出来的是八位二进制精度的数字，这个二进制数的大小并不代表真实的温度，需要一种算法来实现而不是单纯的译码就可以实现的。而单片机软件实现分辨率高，高可靠性且具有一定的智能功能。

所以综合考虑，确立方案:用单片机程序将该八位二进制精度的数字转化成十进制数字，再利用单片机驱动显示器显示，可以从显示器上精确的读出温度的数值。

三、硬件设计

1.传感器、放大模块。测量温度的时候，我们选用具有信号调理的电压输出温度传感器AD22100。其有以下特点:工作温度范围为—50~150度；温度系数22.5mV/℃；输出电压正比于温度与V+的乘积；线性优于满量程的±1%。；反向电压保护；高电压、低阻抗输出。

温度传感器AD22100将温度信号通过温敏电阻R的变化转换成电压信号，从运放输出端输出电压，对应的电压信号传输函数为:

当图中电源电压为+5V，—50~150度对应的输出电压为0.25~4.75V。温度与输出电压呈线性关系，当温度变化有变化，则会对应有一个电压输出，通过温度传感器AD22100将温度转化成电压。

2.A/D转换模块。运用A/D转换器ADC0809将模拟量的电压信号转化成八位二进制精度的数字量ADC0809芯片介绍可参看有关文献。

3.单片机的显示数码转换模块

(1)原理与算法。在很多运用单片机进行测量的系统中，通过传感器或A/D转换后的数据只是测量数据，并非显示数据，将这些测量数据转换为二进制的显示数据，才能通过查表的方式正确显示直观数据。8位二进制有0-255共256个值，但是电压值却只有0-5V，8位二进制的0和电压的0V对应，而8位二进制的255和电压值的5V对应，把0-255分成5分，即255/5=51，，1/51=0.0196V，即一个8位二进制值所代表的电压值近似为0.0196伏。再按照这个关系去除以51，得到十位电压值；再将余数与26比较，小于26直接乘以10再除以51，所得商就是个位电压值；如大于26则先减去26，再乘以10，然后除以51，所得商再加上5，即得个位电压值；将第二次除以51所得余数，按第二次除以51的方法进行计算，所得结果为十分位电压值。(2)单片机与LED数码管动态显示接口电路。具体电路可查阅相关文献。由于动态显示情况下，CPU要定时扫描刷新显示，数码管的信号在不停的通断变化，为了保证显示效果，一般会在数据端口接一个缓冲驱动芯片(如74HC244、74LS244等)，而在位选通端接一个PNP三极管作驱动(如9012、8550等)。

4.超温异常报警模块。利用AD22100传感器取得电压模拟量后，根据其传输函数公式

可算得当温度TA达到36.5时，电压模拟量V0的值为2.196V。所以，在V0后面加一个比较器，当V0大于恒压源设定值时，就会在比较器输出端输出一报警信号，从而引发报警装置。

四、软件设计

1.显示程序的实现。在程序设计时一般将具体的显示部分单独分出来组成一个显示子程序，这样编程方便、思路清晰，也便于检查。显示时，从主程序调用显示子程序，根据显示数据通过查表程序读取显示代码，将显示代码从P0口传给数码管，同时P2选中1个数码管，每个数码管亮1MS，显示完接着显示第二位数据，当所有数码管第一轮全部显示完后返回主程序。

2.程序设计。设计者可按个人习惯及擅长具体设计。

五、问题及展望

此类温度检测器只能有一种报警温度值，理论上只适用于平均温度接近的一类动物的检测，存在局限性，可在此问题上进行深入的研究，制造出集成的有各种温度设定值得模块，设计更加通用型的温度检测仪。

参考文献:

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本文主要的工作将从以下几个方面展开：

1）当前单片机在环境监测中的应用概况。

2）单片机在一般环境监测系统中的功能实现。

3）对于特殊的监测目标或任务单片机的选择。

4）根据当前应用情况，分析单片机在环境监测系统中未来的应用趋势。

5）探索适用于各种不同环境的监测系统的单片机研究。

研究的基本方法是以单片机在具体环境监测系统中的应用实例，如单片机在温度监测系统中的应用、单片机在海洋环境监测中的应用等，以及以单片机为基础的处理系统网络来阐述单片机在环境监测系统中的应用情况。对比各种环境监测系统中的单片机的使用优缺点和作用效果，探索未来在环境监测中使用的单片机的发展方向和趋势。

二、当前单片机在环境监测中的应用概况

随着单片机的广泛应用和通信技术的日趋发展，超远程的实时监控越来越倍受关注。尤其在国防和工业生产中更是起着无可代替的作用。同时，随着人们生活水平的不断提高，人们对环境质量也提出了很高的要求。可现实生活中有些人由于知识的缺乏，在使用煤取暖的过程中煤气中毒的事情是经常发生的，这给国家和人民造成了很大的损失。因此就迫切需要有一个完善的监控系统，对煤气的主要成分一氧化碳进行有效的监控。目前，我国已经建立了较为完备的GSM网络，这为我们远距离的传输数据提供了必要媒介；而现有的GSM网主要承载业务就是语音通信，该网络没有得到充分的应用。借助于GSM网建立一个环境监控网络是很有可能的。若干家庭拥有一个发射机，一家一个传感器，将检测到的相关信息及时反馈到监控中心，这样就建立了一个以计算机为中心的监控网络，既解除了人们的担忧，也有利于环境的改善。所以该系统无论是在技术上或是市场上前景都是可观的。

三、单片机在一般环境监测系统中的功能实现

温室环境调控水平是决定设施农业生产水平的重要技术条件之一，设施农业是世界现代农业发展的主要方向，我国农业正处于从传统向高产、优质、高效为目的的现代化农业转化阶段，设施农业是我国今后比较长的时间内农业发展的一个主要方向。在温室环境中，影响温室作物生长的环境因子如温室内温度、湿度、光照度、浓度等，均对作物的生长产生影响，因而实现温室中环境的自动控制尤为重要。在现代大型温室中，室内的所有环境因子的监控都由计算机进行综合管理并实施自动控制。目前国内在温室的自动控制与智能化方面进行了许多有价值的研究，开发出符合国情及当地条件的自动化温室系统是今后一段时间内设施农业的重点工作方向。本课题的研究目标是开发一款基于单片机的温室环境自动监控系统，它能够独立地对温室各个参数进行控制。同时也可以和上位机进行通信，接受上位机指令对各个模块进行控制，并把采集的数据传给上位机。

四、单片机在燃煤电厂环境自动监测系统的应用

4.1基于单片机的燃煤电厂环境自动监测系统的应用平台

1、宿主机和监控中心PC是由装有相关软件的PC机来实现。

2、开发板是由相关公司提供的单片机或嵌入式系统的开发平台。

3、将宿主机、开发板和GPRS无线模块三者结合起来进行GPRS终端的开发。

4、监控中心PC用于监控中心软件的开发和运行。

5、整个系统用于GPRS终端和监控中心之间的互调互通。

4.2基于单片机的燃煤电厂环境自动监测系统的监控中心

监控中心是燃煤电厂环境自动监测系统的中心服务器，是系统的重要组成部分，通常情况下，由燃煤电厂的多个煤矿区域同时使用一个服务器，通过这种方式，使得集中管理与监控更加方便。监控中心采集燃煤电厂的多个煤矿区域的数据，对于多种数据进行集中监测，并且把数据到Web上。监控中心的服务器部分可以是单机或者是局域网，根据规模进行决定，监控中心的后台必须要有一台计算机接入Internet网络，接入服务需要网络服务提供者提供。

在整个燃煤电厂环境自动监测系统中，监控中心服务器起着举足轻重的作用，能够进行数据处理和分析，并提供了WWW服务的Web服务器提供Web服务使得外部用户可以通过Internet访问。监控中心服务器由两台服务器组成。其中一台是具有公网的IP地址、并安装了数据库管理软件和数据分析处理软件的主服务器；另外一台是提供了WWW服务的Web服务器。从数据采集现场得到的所有数据，首先经过Internet网络进入具有公网IP地址的主服务器。

服务器应具有以下多种的功能：

服务器提供的人机交互界面是非常友好的；

多个现场模块的连接请求能同时满足；

不仅能够接收远程模块发送来的数据，而且能够远程设置现场模块；

能够通过文件的形式保存接收到的数据，还能够将接收到的数据自动导入到数据库中，同时能够分析数据。

4.3基于单片机的燃煤电厂环境自动监测系统的GPRS终端

在燃煤电厂环境自动监测系统中，GPRS终端通过环境采集系统的相应接口将相关的环境自动监测数据取出来，同时进行处理，然后通过无线的形式，发送到GPRS基站，或者接收监控中心的环境自动监测数据远程控制信息，并进行环境自动监测数据的处理。

在燃煤电厂环境自动监测系统中，GPRS终端主要通过控制模块控制串行通信模块、TCP/IP模块和GPRS无线发送模块实现。

GPRS终端的各个模块的作用如下。

（1）GPRS终端的控制模块

1) GPRS终端的控制模块通过AT指令，对于GPRS无线模块进行初始化，从而与GPRS网络获得连接，通过动态地址分配的方式得到IP地址，并建立与目的终端或服务器之间的Internet网络连接；

2) 通过RS232串口，控制模块控制的串口通信模块向客户系统进行数据或指令的收发；

3) 通过RS232串口，控制模块向TCP/IP模块收发所采集到的环境数据；

4) 控制模块可以自行操作或者根据远程控制指令采取其他的操作。

（2）GPRS终端的串口通信模块

由于环境自动监测子站系统是在IBM兼容型工控计算机的数据采集系统的基础上开发的，IBM兼容型工控计算机的数据采集系统对外界一般都提供有标准的串行接口。而且，现在大多数的单片机、微处理器也都提供有标准的串行接口。因此，环境自动监测子站系统可以通过串口通信模块，来对客户系统所采集到的环境数据进行提取。

（3）GPRS终端的TCP/IP模块

TCP/IP模块通过RS232串口与GPRS无线模块通信，提供非透明和透明的两路通道。GPRS终端的TCP/IP模块相对应提供两种传输模式：透明模式和非透明模式。通过软件切换，GPRS终端的TCP/IP模块在不同的方式下，就会采用不相同的数据流向。当传送AT指令集时，传输模式是透明模式，能够对GPRS无线模块进行直接访问；当模块进人非透明传输方式时，用户数据从串口进入TCP/IP模块后，首先被打包成为TCP/IP包，再经过串口，TCP/IP包被发送给GPRS模块；GPRS无线模块将TCP/IP包封装成GPRS分组数据包传到GPRS网上。

（4）GPRS终端的GPRS无线模块

GPRS无线模块作为GPRS终端的无线收发模块，对于从TCP/IP模块接收的TCP/IP包和从基站接收的GPRS分组数据分析处理之后，再将这些分组数据进行转发。GPRS终端的GPRS无线模块可以采用一些比较大型的企业生产的好产品，例如，SIEMENS公司的MC35 GPRS模块。

4.4基于单片机的燃煤电厂环境自动监测系统的传输系统

在燃煤电厂环境自动监测系统中，传输系统是利用现有的GPRS网络和Internet网络进行数据传输。由于GPRS网络本身就是一个分组型数据网络，支持TCP/IP、X.25协议，只要用户将GPRS终端打开，就能够使用利用现有的GPRS网络和Internet网络进行数据传输，GPRS通过允许现存的Internet和新的GPRS网络的连接，使移动Internet的功能得到实现。因此，通过GPRS系统的网关，通用分组无线业务网关支持节点，用户就可以与Internet网络进行连接，通用分组无线业务网关支持节点还提供许多相应的互联网功能，例如，动态地址分配、路由、域名解析、网络安全和计费等。目前，任何一种在固定Internet上的业务通过GPRS同样能在移动网络上实现。

在燃煤电厂环境自动监测系统中，数据传输系统具有以下的具体的数据的传输流程：

(1) 通过相关的接口，GPRS终端能够从客户系统中取出用户数据；

(2) 用户数据经过处理之后，能够通过GPRS分组数据的形式，发送到GSM基站(BSS)；

(3) GSM基站(BSS)的分组数据经过GPRS业务支持节点的封装后，向GPRS IP骨干网发送；

(4)如果是发送分组数据到其它的GPRS终端，则先发送分组数据到目的GPRS业务支持节点，再经过GSM基站发送分组数据到GPRS终端；若分组数据是发送到如Internet等外部网络，则将分组数据包经过GPRS业务支持节点进行协议转换后，发送到如Internet等外部网络。

五、单片机在环境监测系统中未来的应用趋势

5.1基于单片机的分布式禽舍环境监控

随着我国经济的快速发展和人民生活水平的逐步提高，人们对生活质量提出了更高的要求，特别是国际市场对肉食品需求多元化的发展趋势，促进了我国畜禽养殖业的快速发展。现在，畜禽养殖业已经成为一种不可忽视的产业。然而，我国畜牧业生产面临着严峻的形势和巨大的挑战，除优质产品比重低、市场竞争能力弱、兽医保护薄弱等主要问题外，还存在畜禽死亡率高、饲养成本高的问题。

据有关方面统计，我国每年因畜禽死亡造成的直接经济损失达260多亿元，造成畜禽死亡的一个最主要的原因是畜禽生长的环境没有满足畜禽生长的需要，并且畜禽生长环境的恶化导致病菌的滋生，引起传染病的迅速传播，造成畜禽的大量死亡。尤其近几年禽流感带来的巨大经济损失，使人们越来越重视畜禽生长的环境，因为畜禽生长环境内的各个因素和环节都成为影响畜禽生长发育的重要因素，各种不良因素的发生都会直接影响到畜禽的生产性能以及是否导致畜禽群疾病的传播，并且畜禽舍环境的污染直接影响到周围环境的空气质量。因此，调控好畜禽舍内的每个环节，是畜禽饲养管理的最根本问题。

近年来，随着我国人民生活质量的不断提高，加速了市场对肉类食品的需求，促使我国畜禽养殖业呈现出由以前的千家万户小规模、分散饲养为主向规模化、科学化养殖转型。目前国内已有许多大中型养殖场，而大中型养殖场家禽种类繁多，每种家禽又在不同的生长周期对生长环境的要求不同，管理复杂、混乱，需要投入大量的人力物力资源，从而增加了生产成本，这也是我国畜禽养殖存在的另一重要问题。

所以，越来越多的畜牧业研究与生产人员把目光关注到畜禽场的环境质量及管理问题上，希望通过对环境监控等技术的应用，改善禽舍区环境质量，进而提高畜禽生产力水平和产品质量，借助改善管理方法提高经济效益。而计算机监控技术具有配置灵活、结构开放和可靠性高等特点，已被各行业广泛应用。因此，可以将自动控制和电子计算机技术运用于畜禽养殖业，并针对禽场特有的分散舍区环境开发一种新的系统，实现对禽舍环境的监测与控制，科学合理地控制影响畜禽生长的各种环境因子，优化禽舍内环境，保证畜禽群生活在优良的环境下，从而有效地预防畜禽疾病，提高禽业的科技水平和综合能力，促进畜禽养殖业的增产、增收和增效，实现畜禽养殖自动化管理，还可减少现场管理人员的劳动强度，提高企业的劳动生产率。

然而，我国经济基础薄弱，许多国外的畜禽养殖环境监控系统由于成本过高，对我国的经济条件差的这种国情并不适用，因此，开发一种成本低、性能完善的家禽养殖领域的智能环境控制和生产管理系统，实现畜禽舍环境多因素综合的优化控制，达到提高设施生产效率和经济效益目的的控制系统是我国畜禽养殖业的当前需要。

5.2高温恶劣环境下基于单片机的直流电机控制系统

电机控制系统是自动化应用中必不可少的环节，在很多领域得到广泛应用。然而在高温恶劣环境下，当遇到突发事件的时候，很多传统电器控制系统都无法可靠的运行，带来巨大的安全隐患和经济损失。电机控制系统的可靠反应成为安全生产活动的重要保障。

直流电机控制系统可以根据突发事件，进行智能控制，同时记录相关的事件和状态。单片机在完成数据处理和储存后，有时需要与PC 机（或其他智能设备）相连接，进行数据交换；而另些时候需要通过PC机（或其他智能设备）对控制系统的参数进行修改，通讯电路模块不可缺少。

六、适用于各种不同环境的监测系统的单片机研究

6.1基于单片机的多功能静电衰减测试仪

静电衰减时间常数是定量描述材料静电性能的重要物理量，能够通过测量静电衰减时间达到测量静电的目的，并依此来评价材料的静电起电规律及其静电防护的性能。虽然市面上的静电电荷衰减试验仪器种类比较繁多ll，但是一般使被测试样带电的方式只有一种，只能用于评价某一类结构材料或者某一种带电方式下的静电性能，功能普遍单一。为了全面评价不同种类材料的防静电性能，需要利用不同的方法使被测试样带电，所以急需研制出具有通用性与精密性的多功能静电电荷衰减时间测试仪器。

静电衰减时间测量是通过某种方法使被测试样带电至稳定初始电位值后，撤除作用于被测试样的静电发生装置，然后将被测试样接地，使其开始放电，同时利用监测系统实时测量被测试样表面静电电位随时间变化的衰减信号，计算出电荷减少至设定终止电位的衰减时间，并以此为依据来评价被测材料的防静电性能。

采用温度补偿的方法，测量温度为24℃时的CO气体体积分数的误差为2．65％ ，如果不采用温度补偿，测量误差为4．53％。CO气体测量的误差为原来的58．50％。通过CO测量系统的温度自补偿，可以提高测量系统的温度稳定性，减小温度变化带来的温度附加误差。

6.2基于C8051F005 单片机的小电阻测试仪

在电路测试过程中常常会碰到由于忽略某些小电阻的影响引起实验数据与理论值之间存在较大误差，从而影响测试效果。例如电感器、变压器中往往存在铜电阻，地铁铁轨的电阻；由于其数值较小，一般的指针万用表无法测量出来；通常实验室里会用电桥进行测量，但电桥操作手续较烦，又不能直接读出被测电阻阻值。鉴于此，我们采用了单片机，利用单片机的优势设计了该测量仪。该测量仪可直接从LCD 显示屏上读出所测得的电阻值，测量范围为10μΩ～2.9999kΩ，同时可以把测试的数据进行储存，然后经串行口送入上位机，通过上位机的强大功能，可以对所测得的数据进行分析、处理。该测试仪的测量精度高达±0.1%，并采用四端测量法，电阻值不受引线长短及接触电阻的影响。不仅测量简便，读数直观，且测量精度、分辨率也高于一般电桥。可用于实验室、研究所，尤其适用于工作现场。

系统的主程序主要完成 C8051F005 单片机系统的初始化、设置系统时钟和中断字，调用键盘处理程序，根据不同的按键转入相应的服务程序，完成不同的功能，如数据的采集与处理、串行通信以及历史记录的查询。其中串行通讯子程序不仅可以将单片机存储的数据传送到PC 机进行处理分析，用户也可以根据情况从PC 机上设置待测数据多少以及测试时间的长短等。

6.3基于单片机的视觉检测系统运动平台的研究

计算机视觉技术是精密测试技术领域内最具有发展潜力的新技术之一，它综合运用了电子学、光学探测、图像处理和计算机技术。传统的检测手段已经不能满足现代工业生产对运动机构位移的检测要求，将机器视觉引入到工业检测中，实现了对物体的平丽或三维位置尺寸的快速测量，具有非接触性、速度快和柔性好等突出优点，在现代制造业中有着重要的应用前景。本系统的设计不仅需要实现单幅面的图像信息检测和测量，而且还要对大幅面的图像进行处理，而考虑到CCD的视野范围有限，如果调整视野范围，则处理的图像精度不高；若用高精度的CCD替代，则成本太高，故本系统拟采用大幅度检测和测量的X-Y运动平台。

触摸屏具有坚固耐用、反应速度快、节省空间、防尘防水、易于操作等特点，从而成为高性能仪器仪表理想的输入设备。工业控制中经常需要观察系统的运行状态或者修改运行参数，触摸屏能够直观、生动地显示运行参数和运行状态，而且通过触摸屏画面可以直接修改系统运行参数，人机交互性好。单片机广泛应用于工控领域中，与触摸屏配合，可组成良好的人机交互环境。