技术
当今单片机厂商琳琅满目，产品性能各异。针对具体情况，我们应选何种型号呢？首先，我们来弄清两个概念：集中指令集（CISC）和精简指令集（RISC）。采用CISC结构的单片机数据线和指令线分时复用，即所谓冯。诺伊曼结构。它的指令丰富，功能较强，但取指令和取数据不能同时进行，速度受限，价格亦高。采用RISC结构的单片机数据线和指令线分离，即所谓哈佛结构。这使得取指令和取数据可同时进行，且由于一般指令线宽于数据线，使其指令较同类CISC单片机指令包含更多的处理信息，执行效率更高，速度亦更快。同时，这种单片机指令多为单字节，程序存储器的空间利用率大大提高，有利于实现超小型化。
<font color="blue"><strong>8051</strong></font>
1.滤波电容用在电源整流电路中，用来滤除交流成分。使输出的直流更平滑。
2.去耦电容用在放大电路中不需要交流的地方，用来消除自激，使放大器稳定工作。
3.旁路电容用在有电阻连接时，接在电阻两端使交流信号顺利通过。
<strong>一、关于去耦电容蓄能作用的理解</strong>
<strong>电容的选择</strong>
通常，应该如何为我们的电路选择一颗合适的电容呢？笔者认为，应基于以下几点考虑：
1、静电容量；
2、额定耐压；
3、容值误差；
4、直流偏压下的电容变化量；
5、噪声等级；
6、电容的类型；
7、电容的规格。
那么，是否有捷径可寻呢？其实，电容作为器件的外围元件，几乎每个器件的 Datasheet 或者 Solutions，都比较明确地指明了外围元件的选择参数，也就是说，据此可以获得基本的器件选择要求，然后再进一步完善细化之。其实选用电容时不仅仅是只看容量和封装，具体要看产品所使用环境，特殊的电路必须用特殊的电容。
本文对单片机通信性能的分析和评价方法进行研究，指出了物理接口电路分布参数的分析方法和保证通信系统通信接口控制性能固件正确性的组合选择法。对单片机通信性能评价时，可以使用本文提出单片机通信性能分析参数。这些参数是比特吞吐系数ξ、数据传输有效性σ和数据识别率η。利用这些参数，可以定量地对单片机通信性能进行分析，同时也可以利用这些参数进行单片机的选择和应用系统设计。
现代信息网络技术的一个突出特点，就是使工业控制系统6中的所有设备连接成网，从而在一个核心软件管理下工作(这个软件可能是分布式的操作系统，也可能是嵌入式操作系统)，形成一个有机的整体。这种整体网络方式的现代工业控制系统具有传统独立控制系统所无法比拟的先进性，不仅能极大地提高工业设备的生产效率，还可以大大提高系统的安全性和可靠性。
单芯片雷达片上系统（system-on-chip，SoC）正在成为最受欢迎的新型传感器之一。其在汽车中的广泛采用大幅提高了销量，从而促进了价格的下降。这些精密的IC器件对汽车制造商而言至关重要，对其它应用也同样有很大的吸引力。尽管IC器件在汽车应用领域将继续占据主导地位，设计人员也正在探索一系列可以提高安全性和便利性的新用途。
<strong>雷达IC</strong>
对于主电源掉电后需要继续工作一段时间来用于数据保存或者发出报警的产品，我们往往都能够看见产品PCB板上有大电容甚至是超级电容器的身影。大容量的电容虽然能延时系统掉电，使得系统在电源意外关闭时MCU能继续完成相应操作，而如果此时重新上电，却经常遇到系统无法启动的问题。那么这到底是怎么回事呢?遇到这种情况又该如何处理呢?
<strong>一、上电失败问题分析</strong>
1. 上电缓慢引起的启动失败
<font color="#33b1c8"><strong>1、ARM处理器解析</strong></font>
ARM9、ARM11是哈佛结构，5级流水线结构，所以性能要高一点。ARM9和ARM11大多带内存管理器，跑操作系统好一点，ARM7适合裸奔。我们惯称的 ARM9系列中又存在ARM9与ARM9E两个系列，其中ARM9 属于ARM v4T架构，典型处理器如ARM9TDMI和ARM922T;而ARM9E属于ARM v5TE架构，典型处理器如ARM926EJ和ARM946E。因为后者的芯片数量和应用更为广泛，所以我们提到ARM9的时候更多地是特指ARM9E系列处理器(主要就是ARM926EJ和ARM946E这两款处理器)。下面关于ARM9的介绍也是更多地集中于ARM9E。
作为无源元件之一的电容，其作用不外乎以下几种：
1、应用于电源电路，实现旁路、去藕、滤波和储能的作用。
下面分类详述之：
（1）旁路
旁路电容是为本地器件提供能量的储能器件，它能使稳压器的输出均匀化，降低负载需求。 就像小型可充电电池一样，旁路电容能够被充电，并向器件进行放电。 为尽量减少阻抗，旁路电容要尽量靠近负载器件的供电电源管脚和地管脚。 这能够很好地防止输入值过大而导致的地电位抬高和噪声。地弹是地连接处在通过大电流毛刺时的电压降。
8051是MCS-51系列单片机的典型产品，其特性与我们实验的STC89C52RC完全相同，这里以8051为例简介一下单片机的基本知识。
8051单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线，现在我们分别加以说明：
中央处理器：
中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件，是8位数据宽度的处理器，能处理8位二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。
<font size="3"><strong>基本功能</strong></font>
在本设计中，数据的处理可以使用PC机的MATLAB等功能强大的软件，但是这类现有的数据处理软件并不能对特有的数据采集系统的下位机采集模块进行直接控制，因此需要针对特定的数据采集系统编写对应的上位机软件，上位机软件是针对上述目的而设计与编写的，是整个采集系统的控制前端和数据存储及处理中心。控制功能主要包括控制下位机采集的开始与终止，采集的频率等，数据处理功能主要包括绘制波形图，将数据显示于列表，将数据存储于文件，其中将数据存储于文件将便于使用现有的数据处理软件对数据进行一些数值算法处理，以达到科学研究，结论验证等目的。
电源模块发展至今，工程师们都着眼于如何将模块做得更为小型化，轻量化，其实大家都明白可以通过提升开关频率来提高产品的功率密度。但为什么迄今为止模块的体积没有变化太大？是什么限制了开关频率的提升呢？
开关电源产品在市场的应用主导下，日趋要求小型、轻量、高效率、低辐射、低成本等特点满足各种电子终端设备，为了满足现在电子终端设备的便携式，必须使开关电源体积小、重量轻的特点，因此，提高开关电源的工作频率，成为设计者越来越关注的问题，然而制约开关电源频率提升的因素是什么呢？其实主要包括三方面，开关管、变压器和EMI及PCB设计。
<font color="blue"><strong>一、开关管与开关频率</strong></font>
除了正确进行接地设计、安装,还要正确进行各种不同信号的接地处理。控制系统中，大致有以下几种地线：
（1）数字地：也叫逻辑地，是各种开关量（数字量）信号的零电位。
（2）模拟地：是各种模拟量信号的零电位。
（3）信号地：通常为传感器的地。
（4）交流地：交流供电电源的地线，这种地通常是产生噪声的地。
（5）直流地：直流供电电源的地。
（6）屏蔽地：也叫机壳地，为防止静电感应和磁场感应而设。
以上这些地线处理是系统设计、安装、调试中的一个重要问题。下面就接地问题提出一些看法：
ICSP（In-Circuit Serial Programming）即在线串行编程，通过保持RB6和RB7引脚为低电平，VDD 为编程电压，并将MCLR(VPP)引脚电压从VIL增加到VIHH，器件便进入编程/校验模式。此时，RB6为编程时钟线，RB7为编程数据线。在该模式下，RB6和RB7都是施密特触发器输入，当RB7驱动数据时，它是CMOS输出驱动。
复位后，为使器件进入编程/校验模式，程序计数器(PC)指向00h地址。然后可向器件发送一个6位的命令，根据这一命令是装入还是读出，14位编程数据将被提供给器件或是从器件中读出。但是在线串行编程模式下，看门狗定时器电路不能产生器件复位。
<strong>硬件电路</strong>
在线串行编程电路应该注意以下问题：
PCB作为各种元器件的载体与电路信号传输的枢纽已经成为电子信息产品的最为重要而关键的部分，其质量的好坏与可靠性水平决定了整机设备的质量与可靠性。
随着电子信息产品的小型化以及无铅无卤化的环保要求，PCB也向高密度高Tg以及环保的方向发展。但是由于成本以及技术的原因，PCB在生产和应用过程中出现了大量的失效问题，并因此引发了许多的质量纠纷。为了弄清楚失效的原因以便找到解决问题的办法和分清责任，必须对所发生的失效案例进行失效分析。
<strong>失效分析的基本流程</strong>
要获得PCB失效或不良的准确原因或者机理，必须遵守基本的原则及分析流程，否则可能会漏掉宝贵的失效信息，造成分析不能继续或可能得到错误的结论。
蜂鸣器是我们在电路设计中使用的最常见的一种预警发声器件，我们常使三极管的工作于开关状态来驱动它。然而越简单的电路，很多人在设计时往往越容易忽略细节，导致实际电路中蜂鸣器不发声、轻微发声和乱发声的情况发生。<!--break-->
在进行应用系统的总体设计时，软件设计和硬件设计应统一考虑，相结合进行。当系统的电路设计定型后，软件的任务也就明确了 ，系统中的软件是根据系统功能要求设计的。
一般地讲，软件的功能可分为两大类。
- 一类是执行软件，它能完成各种实质性的功能，如测量，计算，显示，打印，输出控制等；
- 另一类是监控软件，它是专门用来协调各执行模块和操作者的关系，在系统软件中充当组织调度角色。
由于应用系统种类繁多，程序编制者风格不一，因此应用软件因系统而异。尽管如此，作为优秀的系统软件还是有其共同特点和其规律的。
设计人员在进行程序设计时应从以下几个方面加以考虑：
步进电机是一种运用广泛的控制电机，其特征是不使用位置反馈回路就能进行速度控制及定位控制，即所谓的电机开环控制。相对于伺服电机，步进电机有着成本低廉，控制简单等优点，尤其是两相混合式步进电机，在工业运动控制系统中有着广泛的应用。然而，传统的驱动方式，比如单电压驱动、高低电压驱动、斩波恒流驱动等等，虽然已经应用十分成熟，但是只限于低速运行，并且细分度一般限制在1/2步距，无法很好消除低频振荡，以及定位精度差等缺点。细分驱动的出现很好地弥补了这一缺点。
常见的细分控制器一般由MCU、专用逻辑驱动芯片以及功率驱动模块组成，这样的驱动器虽然能满足多细分驱动，但由于细分数量和效果会受到逻辑驱动芯片的影响，并且无法调整细分数和限流值、从而造成系统调试困难、矩频特性差等缺点。
我们把所设计的数据采集系统功能分解为三大部分：数据采集部分、数据通信部分、数据处理部分。
数据采集部分应包含：A/D转换器，时序、模式控制，数据缓冲功能。它应能接受来自主机的命令，按不同模式控制A/D转换器采集数据，暂存于数据缓冲区，再根据主机命令发给主机。这部分功能由一个单片机及接口来实现是最优方式。
数据通信部分应包含：简单、高效、通用的数据通信模式和软硬件支持。它应能在数据采集和数据处理两部分之间实现目前最好的连接和沟通。因为USB作为一种外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯,并具有传输速度快，使用方便，支持热插拔，连接灵活，独立供电等优点，所以这部分功能采用USB接口连接最好。
用C语言进行MCS51系列单片机程序设计是单片机开发和应用的必然趋势。Keil公司的C51编译器支持经典8051和8051派生产品的版本，通称为Cx51。应该说，Cx51是C语言在MCS51单片机上的扩展，既有C语言的共性，又有它自己的特点。本文介绍的是Cx51程序设计时堆栈的计算方法。
