電熱箱單片機(jī)溫控系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p>　　課 題 名 稱 電熱箱單片機(jī)溫控系統(tǒng) </p><p><b>　　英文</b></p><p>　　Single chip micro computer referred to as SCM, is a typical embedded microcontroller ( Microcontroller Unit ), common E

2、nglish letter abbreviation of MCU MCU, it was originally used in the field of industrial control. Due to the microcomputer in the field of industrial control applications, to make more the personage inside course of stud

3、y, students, hobbyists, product development staff master microcontroller this technology, then MCU development board, the more famous example of electronic DZR-0</p><p>　　Early SCM are 8 or 4 bit. One of the

4、 most successful INTEL 8031, because simple reliable and good performance achieved great acclaim. Thereafter in 8031 on the development of the MCS51 series single chip system. Based on this system of single chip microcom

5、puter system is still widely used. As the field of industrial control requirements increase, began a 16 bit single chip microcomputer, but because the price is not ideal did not have a very wide range of applications. Af

6、ter 90 years with the co</p><p>　　Single chip processor is more suitable than the special application in embedded system, so it got the most applications. The fact that SCM is the world's largest number

7、of computer. Modern human life used in almost every piece of electronic and mechanical products will have a single-chip integration. Mobile phone, telephone, computer, household appliances, electronic toys, handheld comp

8、uters and computer accessories such as a mouse in all with 1-2 single chip microcomputer. While the PC is also </p><p>　　Also known as single-chip microcontroller, it is not the completion of a logic functio

9、n of the chip, but a computer system integrated into a chip. The equivalent of a micro computer, and the computer, single-chip only lack of I / O equipment. Summary: a chip is a computer. It has the advantages of small v

10、olume, light weight, low price, for the study, application and development of facilities provided. At the same time, learn to use single-chip computer principle and structure is the best choice.</p><p>　　MCU

11、 internal use and computer functions like modules, such as CPU, memory, hard disk and a parallel bus, and the same storage device, is it different for these components performance relative to both our home computer a lot

12、 weaker, but the price is low, generally not more than 10 yuan use it to do some control of electrical appliances category is not very complicated work ok. We now use automatic drum washing machine, exhaust hood, VCD and

13、 so on the home appliance inside can see its shadow! It i</p><p>　　It is an on-line real-time control computer, online is the scene control, need to have strong anti-interference ability, low cost, and this

14、is also the off-line computer ( such as a household PC ) the main difference.</p><p>　　Single chip microcomputer</p><p>　　By single-chip program running, and can modify. Through different proced

15、ures to achieve different functions, especially the special unique features, this is the need to charge other devices can do a great effort, some are vigorously is difficult to do. A function is not very complicated with

16、 the United States the development of the 50's or 60's 74 series, the CD4000 series to get these pure hardware, the circuit must be a big PCB board! But if we use the United States in 70 successful series of <

17、/p><p>　　Because of the cost of single-chip is sensitive, so the dominant software or the low-level assembly language, it is the addition of binary machine code above the low-level language, since it is so low

18、why do they use? Many senior language has reached the level of visual programming and why not? The reason is very simple, no home computer chip that CPU did not like hard disks, USB mass storage device. An advanced visua

19、l language prepared by the small procedures inside even if only one button, wil</p><p>　　Can say, twentieth Century across three" electric" era, namely the electrical age, electronic era and has no

20、w entered the computer age. However, this kind of computer, usually refers to a personal computer, or PC machine. It consists of the host, keyboard, display. There is a class of computer, most people are not very familia

21、r with. This kind of computer is to give a variety of mechanical intelligent chip ( also known as micro controller ). As the name implies, this computer systems use only th</p><p>　　Working process</p>

22、<p>　　SCM automatically complete the mission entrusted to it in the process, also is the process of executing a program that SCM, an execution of the instruction process, the so-called instruction is to perform a

23、variety of operations with the chip in the form of a command to write it down, it is in the design gives it the instruction system of the decision, an instruction corresponding a basic operation; single chip computer can

24、 perform all instructions, is the MCU command system, different kinds of </p><p>　　Programs are executed sequentially, so the program of instruction is a sequence of stored, SCM in the execution of a program

25、 to put these instructions a remove and execution, there must be a member can track the instruction location, this part is the program counter ( PC contained in CPU ), at the beginning of the program is executed, to the

26、PC assigned to program the first instruction location, and then get a command to be executed, the PC content will automatically increase, increase the volum</p><p>　　The application of SCM</p><p&g

27、t;　　Single chip microcomputer is composed of the hardware system and software system. Hardware system which is composed of microcomputer system entity and device, usually by the operator, controller, memory, input interf

28、ace circuit and input devices, output interface circuit and an output device. The arithmetic unit and the controller is generally done in an integrated chip, referred to as the central processing unit ( Central Processin

29、g Unit ), referred to as CPU, is the core part of microcomputer.</p><p>　　Currently microcontroller penetrated into every aspect of our lives, it's almost impossible to find which areas no traces of sing

30、le-chip microcomputer. The missile navigation device, various instruments on the aircraft control, computer network communication and data transmission, industrial automation of the real-time control and data processing,

31、 widely used in all kinds of intelligent IC card, civil limousine security systems, video recorders, cameras, full automatic washing machine control pr</p><p>　　Single chip computer are widely used in instru

32、mentation, household appliances, medical equipment, aerospace, and special equipment intelligent management and process control and other fields, can be divided into the following categories:</p><p>　　1 in t

33、he intelligent instrument application</p><p>　　SCM has the advantages of small volume, low power consumption, strong control function, flexible expansion, miniaturized and is easy to use, widely used in inst

34、rumentation, combines different types of sensors, can be used as voltage, power, frequency, humidity, temperature, flow, speed, thickness, angle, length, hardness, element, pressure the physical quantity measurement. Usi

35、ng single chip microcomputer control makes the instrument digital, intelligent, miniaturized, and the function is compar</p><p>　　2 Application in industry control</p><p>　　MCU can form various

36、forms of control system, data acquisition system. For example the factory assembly line intelligent pipe, intelligent elevator control, all kinds of alarm systems, and computer networking. Two level control system.</p

37、><p>　　3 application in household appliance</p><p>　　It can be said, now the home appliance basically adopts single-chip microcomputer control, from rice cookers, washing machine, freezer, color te

38、levision, air conditioner, other audio and video equipment, and then to the electronic weighing equipment, all kinds of, omnipresent.</p><p>　　4 in the field of computer networks and communication applicatio

39、n</p><p>　　Modern microcontroller in general have a communication interface, can be conveniently and computer data communications, computer networks and communication equipment in the application provides ex

40、cellent material conditions, now the communication equipment basically has realized intelligent control, from the mobile phone, telephone, program-controlled switches, small building automation communication call system,

41、 train wireless communication, and then to the daily work can be seen in the mobile </p><p>　　5 single chip microcomputer in the field of medical equipment application</p><p>　　Single chip micro

42、computer in medical equipment in use is quite extensive, such as medical ventilator, various analyzer, monitor, ultrasonic diagnostic equipment and Sickbed Calling system.</p><p>　　6 in a variety of large-sc

43、ale electrical module in application</p><p>　　Some special MCU design used to achieve a specific function, resulting in all kinds of circuit of modular applications, without requiring the use of personnel to

44、 understand its internal structure. As a music integrated chip, seemingly simple function, the microfilm in pure electronic chip (as distinct from the tape machine principle ), requires complex similar to the principle o

45、f computer. Such as: music signal in digital form stored in memory ( similar to ROM ), the microcontroller readout, is </p><p>　　In large scale circuit, this modular application to greatly reduce the volume,

46、 simplifies the circuit, reduces damage, error rate, is convenient to replace.</p><p>　　7 single chip microcomputer in automobile equipment in the field of application</p><p>　　Single chip micro

47、computer in automotive electronics in a very wide range of applications, such as in an automobile based on CAN bus controller, intelligent electronic controller of the automobile engine, the GPS navigation system, ABS an

48、ti-lock braking system, braking system and so on.</p><p>　　In addition, SCM in industrial and commercial, financial, scientific research, education, defense, aerospace and other fields have a very wide range

49、 of uses.</p><p>　　At present, there are mainly four kinds of attack single-chip technology, respectively:</p><p>　　( 1) software attack</p><p>　　The techniques generally used proce

50、ssor communication interface and protocol, the encryption algorithm or the algorithm of security vulnerability to attack. Software attack success of a typical example of early ATMEL AT89S52 Series MCU attack. The attacke

51、r uses the chip erase operation sequence design problem, using the self-programming erases the encryption lock in position after, to stop the next erase on-chip program memory data operation, so that the encryption chip

52、into no encryption chip, </p><p>　　( 2) the electronic detection attack</p><p>　　This technique is usually with a high temporal resolution to monitor processor in the normal operation of all pow

53、er and interfacing analog characteristics, and by monitoring its electromagnetic radiation to attack. Because of the single chip computer is a movable electronic device, when it performs different instructions, the corre

54、sponding power consumption also changes accordingly. So by using a special electronic measuring instruments and mathematical statistical method to analysis and detecti</p><p>　　( 3) fault generating techniqu

55、e</p><p>　　The technique uses abnormal working conditions to make the processor error, and then provide additional access to attack. The most widely used fault generating attack means including voltage and c

56、lock shock. Low voltage and high voltage attack can be used to prohibit the protection circuit or compulsory execution error operation processor. Clock transient jump may reset protection circuit and no damage to the pro

57、tection of information. Power and clock transient jump can in some processors in a s</p><p>　　( 4) probe technique</p><p>　　The technique is directly exposed to the chip internal connection, and

58、 then observe, control, in order to achieve targeted interference scm. For convenience, we will be more than four kinds of attack technology is divided into two categories, one category is invasion attack ( physical atta

59、cks ), this kind of attack to destroy package, and then using the semiconductor test equipment, microscopy and micro positioner, in specialized laboratories spend several hours or even a few weeks to complete. </p>

60、<p>　　Most of the non invasion attack the attacker must have a good knowledge of the processor and software knowledge. In contrast, the invasive phenotype of probe attacks do not need too much initial knowledge, a

61、nd usually used a set of similar technology to the Fu Kuan range of products.</p><p><b>　　中文</b></p><p>　　單片微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的縮寫(xiě)MCU表示單片機(jī)，它最早是被用在工業(yè)控制

62、領(lǐng)域。由于單片機(jī)在工業(yè)控制領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，為使更多的業(yè)內(nèi)人士、學(xué)生、愛(ài)好者，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員掌握單片機(jī)這門(mén)技術(shù)，于是產(chǎn)生單片機(jī)開(kāi)發(fā)板，比較有名的例如電子人DZR-01A單片機(jī)開(kāi)發(fā)板。單片機(jī)由芯片內(nèi)僅有CPU的專用處理器發(fā)展而來(lái)。最早的設(shè)計(jì)理念是通過(guò)將大量外圍設(shè)備和CPU集成在一個(gè)芯片中，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更小，更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對(duì)體積要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。INTEL的Z80是最早按照這種思想設(shè)計(jì)出的處理器，從此以后，單片機(jī)和專用處理器的發(fā)展便

63、分道揚(yáng)鑣。 </p><p>　　早期的單片機(jī)都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因?yàn)楹?jiǎn)單可靠而性能不錯(cuò)獲得了很大的好評(píng)。此后在8031上發(fā)展出了MCS51系列單片機(jī)系統(tǒng)?；谶@一系統(tǒng)的單片機(jī)系統(tǒng)直到現(xiàn)在還在廣泛使用。隨著工業(yè)控制領(lǐng)域要求的提高，開(kāi)始出現(xiàn)了16位單片機(jī)，但因?yàn)樾詢r(jià)比不理想并未得到很廣泛的應(yīng)用。90年代后隨著消費(fèi)電子產(chǎn)品大發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)得到了巨大提高。隨著INTEL i960系列

64、特別是后來(lái)的ARM系列的廣泛應(yīng)用，32位單片機(jī)迅速取代16位單片機(jī)的高端地位，并且進(jìn)入主流市場(chǎng)。而傳統(tǒng)的8位單片機(jī)的性能也得到了飛速提高，處理能力比起80年代提高了數(shù)百倍。目前，高端的32位單片機(jī)主頻已經(jīng)超過(guò)300MHz，性能直追90年代中期的專用處理器，而普通的型號(hào)出廠價(jià)格跌落至1美元，最高端的型號(hào)也只有10美元。當(dāng)代單片機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)不再只在裸機(jī)環(huán)境下開(kāi)發(fā)和使用，大量專用的嵌入式操作系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在全系列的單片機(jī)上。而在作為掌上電腦和手

65、機(jī)核心處理的高端單片機(jī)甚至可以直接使用專用的Windows和Linux操作系統(tǒng)。 </p><p>　　單片機(jī)比專用處理器更適合應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)，因此它得到了最多的應(yīng)用。事實(shí)上單片機(jī)是世界上數(shù)量最多的計(jì)算機(jī)。現(xiàn)代人類生活中所用的幾乎每件電子和機(jī)械產(chǎn)品中都會(huì)集成有單片機(jī)。手機(jī)、電話、計(jì)算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及鼠標(biāo)等電腦配件中都配有1-2部單片機(jī)。而個(gè)人電腦中也會(huì)有為數(shù)不少的單片機(jī)在工作。汽車上一般配備

66、40多部單片機(jī)，復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)上甚至可能有數(shù)百臺(tái)單片機(jī)在同時(shí)工作！單片機(jī)的數(shù)量不僅遠(yuǎn)超過(guò)PC機(jī)和其他計(jì)算的總和，甚至比人類的數(shù)量還要多。 </p><p>　　單片機(jī)又稱單片微控制器，它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片，而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。相當(dāng)于一個(gè)微型的計(jì)算機(jī)，和計(jì)算機(jī)相比，單片機(jī)只缺少了I/O設(shè)備。概括的講：一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開(kāi)發(fā)提供了便利

67、條件。同時(shí)，學(xué)習(xí)使用單片機(jī)是了解計(jì)算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。 </p><p>　　單片機(jī)內(nèi)部也用和電腦功能類似的模塊，比如CPU，內(nèi)存，并行總線，還有和硬盤(pán)作用相同的存儲(chǔ)器件，不同的是它的這些部件性能都相對(duì)我們的家用電腦弱很多，不過(guò)價(jià)錢(qián)也是低的，一般不超過(guò)10元即可用它來(lái)做一些控制電器一類不是很復(fù)雜的工作足矣了。我們現(xiàn)在用的全自動(dòng)滾筒洗衣機(jī)、排煙罩、VCD等等的家電里面都可以看到它的身影！它主要是作為控制部分的

68、核心部件。 </p><p>　　它是一種在線式實(shí)時(shí)控制計(jì)算機(jī)，在線式就是現(xiàn)場(chǎng)控制，需要的是有較強(qiáng)的抗干擾能力，較低的成本，這也是和離線式計(jì)算機(jī)的（比如家用PC）的主要區(qū)別。 </p><p><b>　　單片機(jī)芯片</b></p><p>　　單片機(jī)是靠程序運(yùn)行的，并且可以修改。通過(guò)不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，尤其是特殊的獨(dú)特的一些功能，這是別

69、的器件需要費(fèi)很大力氣才能做到的，有些則是花大力氣也很難做到的。一個(gè)不是很復(fù)雜的功能要是用美國(guó)50年代開(kāi)發(fā)的74系列，或者60年代的CD4000系列這些純硬件來(lái)搞定的話，電路一定是一塊大PCB板！但是如果要是用美國(guó)70年代成功投放市場(chǎng)的系列單片機(jī)，結(jié)果就會(huì)有天壤之別！只因?yàn)閱纹瑱C(jī)的通過(guò)你編寫(xiě)的程序可以實(shí)現(xiàn)高智能，高效率，以及高可靠性！ </p><p>　　由于單片機(jī)對(duì)成本是敏感的，所以目前占統(tǒng)治地位的軟件還是最低

70、級(jí)匯編語(yǔ)言，它是除了二進(jìn)制機(jī)器碼以上最低級(jí)的語(yǔ)言了，既然這么低級(jí)為什么還要用呢？很多高級(jí)的語(yǔ)言已經(jīng)達(dá)到了可視化編程的水平為什么不用呢？原因很簡(jiǎn)單，就是單片機(jī)沒(méi)有家用計(jì)算機(jī)那樣的CPU，也沒(méi)有像硬盤(pán)那樣的海量存儲(chǔ)設(shè)備。一個(gè)可視化高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)的小程序里面即使只有一個(gè)按鈕，也會(huì)達(dá)到幾十K的尺寸！對(duì)于家用PC的硬盤(pán)來(lái)講沒(méi)什么，可是對(duì)于單片機(jī)來(lái)講是不能接受的。單片機(jī)在硬件資源方面的利用率必須很高才行，所以匯編雖然原始卻還是在大量使用。一樣的道理，

71、如果把巨型計(jì)算機(jī)上的操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件拿到家用PC上來(lái)運(yùn)行，家用PC的也是承受不了的。 </p><p>　　可以說(shuō)，二十世紀(jì)跨越了三個(gè)“電”的時(shí)代，即電氣時(shí)代、電子時(shí)代和現(xiàn)已進(jìn)入的電腦時(shí)代。不過(guò)，這種電腦，通常是指?jìng)€(gè)人計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱PC機(jī)。它由主機(jī)、鍵盤(pán)、顯示器等組成。還有一類計(jì)算機(jī)，大多數(shù)人卻不怎么熟悉。這種計(jì)算機(jī)就是把智能賦予各種機(jī)械的單片機(jī)（亦稱微控制器）。顧名思義，這種計(jì)算機(jī)的最小系統(tǒng)只用了一片集成電路，

72、即可進(jìn)行簡(jiǎn)單運(yùn)算和控制。因?yàn)樗w積小，通常都藏在被控機(jī)械的“肚子”里。它在整個(gè)裝置中，起著有如人類頭腦的作用，它出了毛病，整個(gè)裝置就癱瘓了?，F(xiàn)在，這種單片機(jī)的使用領(lǐng)域已十分廣泛，如智能儀表、實(shí)時(shí)工控、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機(jī)，就能起到使產(chǎn)品升級(jí)換代的功效，常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞——“智能型”，如智能型洗衣機(jī)等?，F(xiàn)在有些工廠的技術(shù)人員或其它業(yè)余電子開(kāi)發(fā)者搞出來(lái)的某些產(chǎn)品，不是電路太復(fù)雜，就是功能太簡(jiǎn)單且極

73、易被仿制。究其原因，可能就卡在產(chǎn)品未使用單片機(jī)或其它可編程邏輯器件上。 </p><p><b>　　工作過(guò)程</b></p><p>　　單片機(jī)自動(dòng)完成賦予它的任務(wù)的過(guò)程，也就是單片機(jī)執(zhí)行程序的過(guò)程，即一條條執(zhí)行的指令的過(guò)程，所謂指令就是把要求單片機(jī)執(zhí)行的各種操作用的命令的形式寫(xiě)下來(lái)，這是在設(shè)計(jì)人員賦予它的指令系統(tǒng)所決定的，一條指令對(duì)應(yīng)著一種基本操作；單片機(jī)所能執(zhí)行

74、的全部指令，就是該單片機(jī)的指令系統(tǒng)，不同種類的單片機(jī)，其指令系統(tǒng)亦不同。為使單片機(jī)能自動(dòng)完成某一特定任務(wù)，必須把要解決的問(wèn)題編成一系列指令（這些指令必須是選定單片機(jī)能識(shí)別和執(zhí)行的指令），這一系列指令的集合就成為程序，程序需要預(yù)先存放在具有存儲(chǔ)功能的部件——存儲(chǔ)器中。存儲(chǔ)器由許多存儲(chǔ)單元（最小的存儲(chǔ)單位）組成，就像大樓房有許多房間組成一樣，指令就存放在這些單元里，單元里的指令取出并執(zhí)行就像大樓房的每個(gè)房間的被分配到了唯一一個(gè)房間號(hào)一樣，每

75、一個(gè)存儲(chǔ)單元也必須被分配到唯一的地址號(hào)，該地址號(hào)稱為存儲(chǔ)單元的地址，這樣只要知道了存儲(chǔ)單元的地址，就可以找到這個(gè)存儲(chǔ)單元，其中存儲(chǔ)的指令就可以被取出，然后再被執(zhí)行。 </p><p>　　程序通常是順序執(zhí)行的，所以程序中的指令也是一條條順序存放的，單片機(jī)在執(zhí)行程序時(shí)要能把這些指令一條條取出并加以執(zhí)行，必須有一個(gè)部件能追蹤指令所在的地址，這一部件就是程序計(jì)數(shù)器PC（包含在CPU中），在開(kāi)始執(zhí)行程序時(shí)，給PC賦以程序

76、中第一條指令所在的地址，然后取得每一條要執(zhí)行的命令，PC之中的內(nèi)容就會(huì)自動(dòng)增加，增加量由本條指令長(zhǎng)度決定，可能是1、2或3，以指向下一條指令的起始地址，保證指令順序執(zhí)行。 </p><p><b>　　單片機(jī)的應(yīng)用 </b></p><p>　　單片機(jī)由硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)組成。硬件系統(tǒng)是指構(gòu)成微機(jī)系統(tǒng)的實(shí)體與裝置，通常由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入接口電路和輸入設(shè)備、

77、輸出接口電路和輸出設(shè)備等組成。其中運(yùn)算器和控制器一般做在一個(gè)集成芯片上，統(tǒng)稱中央處理單元（Central Processing Unit），簡(jiǎn)稱CPU，是微機(jī)的核心部件。CPU配上存放程序和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器、輸入/輸出（Input/Output，簡(jiǎn)稱I/O）接口電路以及外部設(shè)備即構(gòu)成單片機(jī)的硬件系統(tǒng)。軟件系統(tǒng)是微機(jī)系統(tǒng)所使用的各種程序的總稱，人們通過(guò)它對(duì)微機(jī)進(jìn)行控制并與微機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行信息交換，使微機(jī)按照人的意圖完成預(yù)定的任務(wù)。軟件系統(tǒng)與硬件系

78、統(tǒng)共同構(gòu)成完整的單片微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，兩者相輔相成，缺一不可。</p><p>　　目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒(méi)有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開(kāi)單片機(jī)。更不用說(shuō)自動(dòng)控制領(lǐng)域

79、的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械以及各種智能機(jī)械了。因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用將造就一批計(jì)算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。 </p><p>　　單片機(jī)廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過(guò)程控制等領(lǐng)域，大致可分如下幾個(gè)范疇： </p><p>　　1.在智能儀器儀表上的應(yīng)用 </p><p>　　單片機(jī)具有體積小、功耗低、

80、控制功能強(qiáng)、擴(kuò)展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于儀器儀表中，結(jié)合不同類型的傳感器，可實(shí)現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長(zhǎng)度、硬度、元素、壓力等物理量的測(cè)量。采用單片機(jī)控制使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化，且功能比起采用電子或數(shù)字電路更加強(qiáng)大。例如精密的測(cè)量設(shè)備（功率計(jì)，示波器，各種分析儀）。 </p><p>　　2.在工業(yè)控制中的應(yīng)用 </p><p&g

81、t;　　用單片機(jī)可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。例如工廠流水線的智能化管 理，電梯智能化控制、各種報(bào)警系統(tǒng)，與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級(jí)控制系統(tǒng)等。 </p><p>　　3.在家用電器中的應(yīng)用 </p><p>　　可以這樣說(shuō)，現(xiàn)在的家用電器基本上都采用了單片機(jī)控制，從電飯煲、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設(shè)備，五花八門(mén)，無(wú)所不在。 </p

82、><p>　　4.在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用 </p><p>　　現(xiàn)代的單片機(jī)普遍具備通信接口，可以很方便地與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，為在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備間的應(yīng)用提供了極好的物質(zhì)條件，現(xiàn)在的通信設(shè)備基本上都實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)智能控制，從手機(jī)，電話機(jī)、小型程控交換機(jī)、樓宇自動(dòng)通信呼叫系統(tǒng)、列車無(wú)線通信、再到日常工作中隨處可見(jiàn)的移動(dòng)電話，集群移動(dòng)通信，無(wú)線電對(duì)講機(jī)等。 </p>&l

83、t;p>　　5.單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用 </p><p>　　單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備中的用途亦相當(dāng)廣泛，例如醫(yī)用呼吸機(jī)，各種分析儀，監(jiān)護(hù)儀，超聲診斷設(shè)備及病床呼叫系統(tǒng)等等。 </p><p>　　6.在各種大型電器中的模塊化應(yīng)用 </p><p>　　某些專用單片機(jī)設(shè)計(jì)用于實(shí)現(xiàn)特定功能，從而在各種電路中進(jìn)行模塊化應(yīng)用，而不要求使用人員了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。如音樂(lè)集成

84、單片機(jī)，看似簡(jiǎn)單的功能，微縮在純電子芯片中（有別于磁帶機(jī)的原理），就需要復(fù)雜的類似于計(jì)算機(jī)的原理。如：音樂(lè)信號(hào)以數(shù)字的形式存于存儲(chǔ)器中（類似于ROM），由微控制器讀出，轉(zhuǎn)化為模擬音樂(lè)電信號(hào)（類似于聲卡）。 </p><p>　　在大型電路中，這種模塊化應(yīng)用極大地縮小了體積，簡(jiǎn)化了電路，降低了損壞、錯(cuò)誤率，也方便于更換。 </p><p>　　7.單片機(jī)在汽車設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用 </p&

85、gt;<p>　　單片機(jī)在汽車電子中的應(yīng)用非常廣泛，例如汽車中的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器，基于CAN總線的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)智能電子控制器，GPS導(dǎo)航系統(tǒng)，abs防抱死系統(tǒng)，制動(dòng)系統(tǒng)等等。 </p><p>　　此外，單片機(jī)在工商，金融，科研、教育，國(guó)防航空航天等領(lǐng)域都有著十分廣泛的用途。 </p><p>　　目前，攻擊單片機(jī)主要有四種技術(shù)，分別是： </p><p>

86、<b>　?。?）軟件攻擊 </b></p><p>　　該技術(shù)通常使用處理器通信接口并利用協(xié)議、加密算法或這些算法中的安全漏洞來(lái)進(jìn)行攻擊。軟件攻擊取得成功的一個(gè)典型事例是對(duì)早期ATMEL AT89C 系列單片機(jī)的攻擊。攻擊者利用了該系列單片機(jī)擦除操作時(shí)序設(shè)計(jì)上的漏洞，使用自編程序在擦除加密鎖定位后，停止下一步擦除片內(nèi)程序存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)的操作，從而使加過(guò)密的單片機(jī)變成沒(méi)加密的單片機(jī)，然后利用編程

87、器讀出片內(nèi)程序。 </p><p>　　（2） 電子探測(cè)攻擊 </p><p>　　該技術(shù)通常以高時(shí)間分辨率來(lái)監(jiān)控處理器在正常操作時(shí)所有電源和接口連接的模擬特性，并通過(guò)監(jiān)控它的電磁輻射特性來(lái)實(shí)施攻擊。因?yàn)閱纹瑱C(jī)是一個(gè)活動(dòng)的電子器件，當(dāng)它執(zhí)行不同的指令時(shí)，對(duì)應(yīng)的電源功率消耗也相應(yīng)變化。這樣通過(guò)使用特殊的電子測(cè)量?jī)x器和數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法分析和檢測(cè)這些變化，即可獲取單片機(jī)中的特定關(guān)鍵信息。 </

88、p><p>　?。?）過(guò)錯(cuò)產(chǎn)生技術(shù) </p><p>　　該技術(shù)使用異常工作條件來(lái)使處理器出錯(cuò)，然后提供額外的訪問(wèn)來(lái)進(jìn)行攻擊。使用最廣泛的過(guò)錯(cuò)產(chǎn)生攻擊手段包括電壓沖擊和時(shí)鐘沖擊。低電壓和高電壓攻擊可用來(lái)禁止保護(hù)電路工作或強(qiáng)制處理器執(zhí)行錯(cuò)誤操作。時(shí)鐘瞬態(tài)跳變也許會(huì)復(fù)位保護(hù)電路而不會(huì)破壞受保護(hù)信息。電源和時(shí)鐘瞬態(tài)跳變可以在某些處理器中影響單條指令的解碼和執(zhí)行。 </p><p&

89、gt;<b>　?。?）探針技術(shù) </b></p><p>　　該技術(shù)是直接暴露芯片內(nèi)部連線，然后觀察、操控、干擾單片機(jī)以達(dá)到攻擊目的。為了方便起見(jiàn)，人們將以上四種攻擊技術(shù)分成兩類，一類是侵入型攻擊（物理攻擊），這類攻擊需要破壞封裝，然后借助半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備、顯微鏡和微定位器，在專門(mén)的實(shí)驗(yàn)室花上幾小時(shí)甚至幾周時(shí)間才能完成。所有的微探針技術(shù)都屬于侵入型攻擊。另外三種方法屬于非侵入型攻擊，被攻擊的

90、單片機(jī)不會(huì)被物理?yè)p壞。在某些場(chǎng)合非侵入型攻擊是特別危險(xiǎn)的，但是因?yàn)榉乔秩胄凸羲柙O(shè)備通常可以自制和升級(jí)，因此非常廉價(jià)。 </p><p>　　大部分非侵入型攻擊需要攻擊者具備良好的處理器知識(shí)和軟件知識(shí)。與之相反，侵入型的探針攻擊則不需要太多的初始知識(shí)，而且通?？捎靡徽紫嗨频募夹g(shù)對(duì)付寬范圍的產(chǎn)品。 </p><p><b>　　調(diào)研報(bào)告</b></p>

91、<p>　　二十一世紀(jì)是科技高速發(fā)展的信息時(shí)代，電子技術(shù)、微型單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用更是空前廣泛，伴隨著科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)的不斷發(fā)展，需要對(duì)各種參數(shù)進(jìn)行溫度測(cè)量。因此溫度一詞在生產(chǎn)生活之中出現(xiàn)的頻率日益增多，與之相對(duì)應(yīng)的，溫度控制和測(cè)量也成為了生活生產(chǎn)中頻繁使用的詞語(yǔ)，同時(shí)它們?cè)诟餍懈鳂I(yè)中也發(fā)揮著重要的作用。如在日趨發(fā)達(dá)的工業(yè)之中，利用測(cè)量與控制溫度來(lái)保證生產(chǎn)的正常運(yùn)行。在農(nóng)業(yè)中，用于保證蔬菜大棚的恒溫保產(chǎn)等。</p>

92、<p>　　溫度是表征物體冷熱程度的物理量，溫度測(cè)量則是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中一個(gè)很重要而普遍的參數(shù)。溫度的測(cè)量及控制對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、節(jié)約能源、生產(chǎn)安全、促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到非常重要的作用。由于溫度測(cè)量的普遍性，溫度傳感器的數(shù)量在各種傳感器中居首位。而且隨著科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)的不斷發(fā)展，溫度傳感器的種類還是在不斷增加豐富來(lái)滿足生產(chǎn)生活中的需要。</p><p>　　在單片機(jī)溫度測(cè)量系統(tǒng)中的關(guān)鍵是測(cè)

93、量溫度、控制溫度和保持溫度，溫度測(cè)量是工業(yè)對(duì)象中主要的被控參數(shù)之一。因此，單片機(jī)溫度測(cè)量則是對(duì)溫度進(jìn)行有效的測(cè)量，并且能夠在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，尤其在電力工程、化工生產(chǎn)、機(jī)械制造、冶金工業(yè)等重要工業(yè)領(lǐng)域中，擔(dān)負(fù)著重要的測(cè)量任務(wù)。在日常生活中，也可廣泛實(shí)用于地?zé)?、空調(diào)器、電加熱器等各種家庭室溫測(cè)量及工業(yè)設(shè)備溫度測(cè)量場(chǎng)合。但溫度是一個(gè)模擬量，如果采用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)和元件，將模擬的溫度量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量雖不困難，但電路較復(fù)雜，成本較高。<

94、;/p><p>　　本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是電熱箱單片機(jī)溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。將多種技術(shù)知識(shí)相結(jié)合，不僅涉及到軟件的設(shè)計(jì)，而且還將應(yīng)用電子技術(shù)與單片機(jī)的應(yīng)用技術(shù)有機(jī)結(jié)合，使其具有精度高、測(cè)量誤差小、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。電路板的設(shè)計(jì)技術(shù)和機(jī)械加工工藝的巧妙結(jié)合，使其具備了顯示直觀、體積做工精細(xì)等特點(diǎn)，能為它在其它領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用打下良好的基礎(chǔ)。經(jīng)過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)許多應(yīng)用場(chǎng)合原來(lái)就有測(cè)溫控溫儀器，只是隨著對(duì)生產(chǎn)質(zhì)量與生產(chǎn)需要的要求在不斷地提

95、高，以往的那些測(cè)溫控溫的儀器根本不能滿足現(xiàn)在的要求。其中，有部分應(yīng)用場(chǎng)合對(duì)精度提高的幅度要求也不是特別高。</p><p>　　1．課題的主要研究的內(nèi)容 </p><p>　　這次研究的課題是基于電熱箱單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要是對(duì)電熱箱溫度的顯示、控制及報(bào)警，實(shí)現(xiàn)了溫度的實(shí)時(shí)顯示及控制。電熱箱控制部分，用DS18B20、AT89C52單片機(jī)及LED的硬件電路完成對(duì)電熱箱的實(shí)時(shí)檢測(cè)及

96、顯示，利用DS18B20與單片機(jī)連接由軟件與硬件電路配合來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱電阻絲的實(shí)時(shí)控制及超出設(shè)定的上下限溫度的報(bào)警系統(tǒng)。而爐內(nèi)溫度控制部分，采用一套PID閉環(huán)負(fù)反饋控制系統(tǒng)，由DS18B20檢測(cè)爐內(nèi)溫度，用中值濾波的方法取一個(gè)值存入程序存取器內(nèi)部一個(gè)單元作為最后檢測(cè)信號(hào)，并在LED中顯示?？刂破魇怯?9C51單片機(jī)，用PID算法對(duì)檢測(cè)信號(hào)和設(shè)定值的差值進(jìn)行調(diào)節(jié)后輸出控制信號(hào)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，去調(diào)節(jié)電阻爐的加熱功率，從而控制爐內(nèi)溫度。它具有微型化

97、、低功耗、高性能、抗干擾能力強(qiáng)、易配微處理器等優(yōu)點(diǎn)，特別適合于構(gòu)成多點(diǎn)的溫度測(cè)控系統(tǒng)，可直接將溫度轉(zhuǎn)化成串行數(shù)字信號(hào)供微機(jī)處理，而且每片DS18B20都有唯一的產(chǎn)品號(hào)，可以一并存入其ROM中，以便在構(gòu)成大型溫度測(cè)控系統(tǒng)時(shí)在單線上掛接任意多個(gè)DS18B20芯片。從DS18B20讀出或?qū)懭隓S18B20信息僅需要一根口線，其讀寫(xiě)及其溫度變換功率來(lái)源</p><p>　　2．用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)其具體控制功能如下：</p

98、><p>　?。?）能夠連續(xù)測(cè)量電熱箱的溫度值，用十進(jìn)制數(shù)碼管來(lái)顯示電熱箱的實(shí)際溫度。</p><p>　?。?）能夠設(shè)定電熱箱的溫度值</p><p>　?。?）能夠?qū)崿F(xiàn)電熱箱的自動(dòng)控制，如果設(shè)定電熱箱為85℃，則能使電熱箱保持恒定在85℃的溫度下運(yùn)行。</p><p>　　（4）用單片機(jī)AT89C52控制，通過(guò)按鍵來(lái)控制電熱箱的設(shè)定值，數(shù)值采

99、用數(shù)碼管顯示。</p><p>　　隨著國(guó)內(nèi)外工業(yè)的日益發(fā)展，溫度檢測(cè)技術(shù)也有了不斷的進(jìn)步。溫度測(cè)量系統(tǒng)主要由兩部分組成，一部分是傳感器，它將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。另一部分是電子裝置，它主要完成對(duì)信號(hào)的接收、處理、對(duì)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行控制、溫度顯示等功能。對(duì)應(yīng)于不同的溫度段及測(cè)量精度要求，測(cè)溫裝置也不盡相同，從傳感器方面看，己出現(xiàn)有各種金屬材料、非金屬材料、半導(dǎo)體材料制成的傳感器，也有紅外傳感器。儀器本身也趨向小型化，多采