談單片機控制系統(tǒng)設計調(diào)試

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【摘要】單片機控制技術是現(xiàn)代社會應用廣泛性非常強的一種類型的技術。單片機作為整個運行系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用的結構，需要通過整體的控制系統(tǒng)達到控制效果，發(fā)揮應有的作用。系統(tǒng)的設計與調(diào)試工作需要結合具體的應用背景以及實際應用中的技術要點要求開展，不僅要考慮單片機的實際應用效果，對于這種結構的應用合理性也要進行全面地控制。本文重點從設計工作和調(diào)試工作兩個重點的方面入手探討單片機的實際應用。

【關鍵詞】單片機；控制系統(tǒng)；設計；調(diào)試

單片機控制系統(tǒng)是現(xiàn)代網(wǎng)絡系統(tǒng)運行的一個核心構件，起到一定程度和范圍的控制作用，在按照既定流程完成了單片機的設計安裝后，實際運行中還可能存在一些問題和不足，需要結合具體的運行環(huán)境要求進行調(diào)試。

1單片機控制系統(tǒng)的整體概述

在對控制系統(tǒng)進行設計維度和調(diào)試維度的研究前，需要首先對單片機的結構進行全面掌握。在整個運行控制系統(tǒng)中，最為核心的結構是CPU結構。其本身的運行狀態(tài)和運行效率對于系統(tǒng)控制效果會產(chǎn)生非常直接的影響。當CPU結構的運行狀態(tài)相對穩(wěn)定，意味著系統(tǒng)的運行狀態(tài)在穩(wěn)定性和便捷性上也能夠達到很強的程度，從本文探討的設計角度上來說，整體的系統(tǒng)設計工作具有很強的綜合性，需要全面考慮多方面因素的影響，并且對整個系統(tǒng)中關鍵環(huán)節(jié)的設備和零件進行有效篩選，對于一個單片機控制系統(tǒng)而言，變送器結構和單片機設備本身是發(fā)揮重要作用的設備，需要在系統(tǒng)設計前期進行合理的篩選應用。另外，設計工作的開展還要考慮系統(tǒng)運行的軟件條件問題，盡可能選擇與實際應用需求匹配的軟件系統(tǒng)和運行設備作為設計工作開展的基礎。在具體的軟硬件設備篩選環(huán)節(jié)，不僅要同步考慮軟件和硬件系統(tǒng)本身的質(zhì)量水平，更需要結合單片機運行系統(tǒng)的實際應用需求，通過合理的設計將適當?shù)能浖陀布O備全面應用在系統(tǒng)的設計環(huán)節(jié)中。避免由于既定設備的選擇和應用不當給整個運行系統(tǒng)的運行狀態(tài)和質(zhì)量造成不良的影響。從實際出發(fā)觀察，部分軟硬件選擇不當?shù)那闆r不僅會導致整個系統(tǒng)的設計成本有所提高，實際的應用效果也反而會出現(xiàn)問題。下圖1為一個單片機控制系統(tǒng)的運行結構圖。

2常規(guī)設計方案闡述

整體的設計工作開展是一個系統(tǒng)而復雜的過程，其中不僅包含有很高的技術要求，對于整個系統(tǒng)在設計后運行的協(xié)調(diào)性也提出了較高的要求。因此，在開展整體的設計工作前，需要制定相對完善的設計方案，具體的設計工作步驟如下。

2.1設計前期的整體規(guī)劃

對于單片機控制系統(tǒng)來說，不同的應用需求在具體的設計方式和設計效果的要求上都會存在差異。因此，需要在設計工作開展前結合具體的設計環(huán)境和設計要求進行全面的分析和把握，主要的方式是針對被控制的對象進行分析和研究，被控制對象是控制工作開展的主體，針對控制對象的具體要求和系統(tǒng)運行的狀態(tài)要求進行調(diào)查分析，是為了保證設計效果與實際運行需求相匹配。從宏觀上來講，針對單片機運行系統(tǒng)的控制方案具有一定的多樣性特征，也就是說，設計工作的開展在切入點和切入方式上可以有多種不同類型的選擇，需要設計人員在前期通過充分的調(diào)查研究對整個系統(tǒng)的設計方式和設計要求進行全面的掌握，從而為科學合理地設計提供重要的基礎。

2.2設計過程的要點

從設計工作開展本身的角度上來說，單片機系統(tǒng)的控制設計中，針對不同類型的運行元件進行檢測是非常關鍵的環(huán)節(jié)。檢測工作的開展一方面是為了對元件的運行狀態(tài)進行充分準確地了解。另一方面也是為了針對不同元件在設計系統(tǒng)中發(fā)揮的具體作用進行更為準確全面地把握。而且從元件本身的質(zhì)量檢測角度上來說，不同元件在運行過程中或者正常運行狀態(tài)下的參數(shù)指標是存在差異的，針對相應參數(shù)的準確性進行檢驗也是非常重要的一項工作。除了在整體設計過程中把握住關鍵環(huán)節(jié)的設計要點，系統(tǒng)運行的環(huán)境也是影響設計工作效果的關鍵環(huán)節(jié)。因此，設計人員還應當針對系統(tǒng)運行的現(xiàn)實環(huán)境進行全面的控制和把握。了解不同的運行環(huán)境對設計工作開展的實際要求。從而在設計工作中落實不同的要求。從具體操作的角度上來講，單片機的執(zhí)行機構是其作用發(fā)揮得核心機構，在不同環(huán)境的影響下，針對這部分的設計工作要從了解機構運行的基本原理開始，在遵循設計原理，并充分考慮環(huán)境因素影響的情況下，方可對實際的設計效果起到一定的保障性作用。

3軟硬件設計具體分析

從整體運行系統(tǒng)的角度上分析，整個單片機控制系統(tǒng)包括了軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)兩部分。不同的系統(tǒng)運行在具體設計環(huán)節(jié)的要求和設計要點存在差異，下文分別結合軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)的設計進行分析研究。

3.1硬件設計分析

在單片機的系統(tǒng)結構中，硬件系統(tǒng)是具有豐富性特征的，但從設計應用功能的重要性角度上分析，可知接口設計和集成區(qū)域設計是比較重要的兩個組成部分。隨著實際應用需求在復雜性上的提升，單片機的設計中對既有結構的拓展成為現(xiàn)階段研究和更新的一項重點內(nèi)容。具體來說，關于接口和集成區(qū)域的拓展設計可從以下兩方面入手進行。①購買質(zhì)量過硬的成品接口板結構，發(fā)揮接口作用。但采取這種方式需要設計人員對既有的系統(tǒng)運行結構和運行需求進行分析，從而確保直接購買的接口板能夠順利融入系統(tǒng)的整體運行結構中，正常地發(fā)揮作用。②結合控制系統(tǒng)的實際需求針對芯片區(qū)域進行合理設計。芯片結構時整個系統(tǒng)得以正常運行的核心環(huán)節(jié)，只有芯片本身的質(zhì)量和功能達到預期的要求，整體的運行設計效果才能得以實現(xiàn)。在實際應用中，需要設計者根據(jù)具體的系統(tǒng)運行要求和外部環(huán)境條件的特征選擇硬件設計的模式，并且重視不同合計方案背景下相關產(chǎn)品的合理選擇，從而切實達到更好地硬件設計效果。最后，硬件系統(tǒng)的質(zhì)量層次預期價值成本支出具有一定的相關性。系統(tǒng)設計人員在購買和應用硬件系統(tǒng)設備時，也需要在一定程度上考慮成本支出的問題，結合實際的設計工作預算合理選擇相關設備和零件。

3.2軟件設計分析

軟件系統(tǒng)是整個單片機運行系統(tǒng)得以有效運行的關鍵環(huán)節(jié)，很多運行控制功能都需要依靠軟件系統(tǒng)的作用發(fā)揮得以執(zhí)行。從功能上來講，軟件系統(tǒng)在整個單片機控制系統(tǒng)中主要起到宏觀上的管理和控制作用。從基礎的環(huán)節(jié)出發(fā)進行考慮，軟件系統(tǒng)的設計不僅要考慮其自身運行的需求，更要注重與硬件設備的運行匹配程度，為了提高軟件設計的合理性，通常情況下設計階段就會融入自診斷程序作為設計效果的監(jiān)督和支持，在程序正常運行的情況下，可以實現(xiàn)對現(xiàn)階段設計運行狀態(tài)的檢驗，發(fā)現(xiàn)可能存在安全隱患和設計運行效果問題的區(qū)域，且當自診斷程序發(fā)現(xiàn)問題后，還可以實現(xiàn)針對性地預警作用，最終幫助管理人員找到問題的引發(fā)原因，并采取措施及時解決問題。

4控制系統(tǒng)的調(diào)試分析

調(diào)試工作是在單片機控制系統(tǒng)的運行設計環(huán)節(jié)完成后，基于提高其實際應用的順暢性開展的一項輔助性工作，其對于單片機的整體運行狀態(tài)都會產(chǎn)生重要的影響。在調(diào)試環(huán)節(jié)的工作開展中，掌握科學的方法開展調(diào)試工作是非常關鍵的。

4.1硬件調(diào)試方法

針對硬件設備的調(diào)試工作，重點在于針對不同的硬件設備的參數(shù)指標進行合理的調(diào)試，在因古劍設備的調(diào)試中，比較常見的問題是參數(shù)指標缺乏合理性，設備本身的運行狀態(tài)異常等。這種現(xiàn)象對于整個系統(tǒng)的正常運行會產(chǎn)生非常直接的影響。在進行硬件調(diào)式時，需要注意的關鍵性問題在于，通過調(diào)試維持不同硬件設備作用的最大化發(fā)揮，為了全面做好硬件調(diào)試工作，通常情況下都是通過設置一臺專門的實驗樣機的方式，針對實驗樣機進行全面調(diào)試和控制，并且對調(diào)試后的效果進行反復檢驗。從而確保在實際的真機調(diào)試環(huán)節(jié)中快速找到合理的調(diào)試方案和有效地調(diào)試方法完成調(diào)試工作的要求。在樣機背景下，即使調(diào)試工作中出現(xiàn)實際問題，也比較容易及時進行控制。

4.2仿真調(diào)試方法

仿真的模式，是最大化的接近實際運行狀態(tài)的模式，在這種模式下開展調(diào)試工作對于優(yōu)化調(diào)試效果，發(fā)現(xiàn)實際問題有重要的作用。所謂的仿真調(diào)試，是從實際運行的角度設置的一種更接近于實際運行狀態(tài)的調(diào)試方法。在仿真調(diào)試的背景下，整個設備的運行都有電力系統(tǒng)的支持，這意味著電路的工作情況也可以在調(diào)試過程中進行把控，而且當遇到一些具體情況時，也便于設計人員將既定的設計方案與設備的實際運行狀態(tài)進行對比分析，提高整體運行控制工作的有效性。但實際參與工作的技術人員來講，對這部分工作人員提出了較高的技術性要求，并且還需要其具備一定的工作經(jīng)驗。最大化地將可能出現(xiàn)的問題都在仿真調(diào)試的環(huán)節(jié)進行提出，并提出相應的解決措施。最后，針對仿真調(diào)試的背景下，針對軟件系統(tǒng)的調(diào)試也可以完成先對軟件的編制環(huán)節(jié)進行調(diào)試，隨后再進行實體中的調(diào)試運行操作。在整體調(diào)試工作中開展完成后，需要進行專業(yè)的檢驗。

5結束語

綜合來講，單片機控制系統(tǒng)的設計和調(diào)試工作需要充分考慮設計控制對象和外部環(huán)境等多方面因素的影響。尤其是在單片機運行控制系統(tǒng)的功能要求越來越復雜的情況下，設計工作的開展更需要重視合理性和匹配性，整體的設計工作不僅對工作人員的技術水平提出了較高的要求，部分工作人員在調(diào)試工作的開展中還需要具備豐富的工作經(jīng)驗。這意味著整體的設計和調(diào)試工作在難度和復雜性上都是非常高的，應當結合實際應用需求做好科學地調(diào)試和設計，充分發(fā)揮單片機控制系統(tǒng)的作用。

參考文獻

[1]張家田,董秀蓮.單片機控制系統(tǒng)的設計與調(diào)試方法[J].現(xiàn)代電子技術,2002(9):4-7.

[2]趙昊淳.單片機技術在電氣傳動控制系統(tǒng)中的應用與現(xiàn)代研究[J].科學與信息化,2017(35):65,68.

作者：陳漢文 單位：長江大學文理學院