1、毕业论文 文献综述 电气工程及自动化 基于单片机的无线电源控制系统 摘要 : 单片机又称为嵌入式微控制器（ Embedded Microcontroller）是以一个大规模集成电路为主组成的微型计算机 (Single Chip Microcomputer)的简称。它的功能强，体积小，可靠性高，价格便宜，是传统工业改造和新产品更新换代的理想机种，具有广泛的发展前景。它的诞生是计算机发展史上一个新的里程碑。 关键词 :单片机；微型计算机； 一、 单片机的发展概述 1、单片机诞生于 20 世纪 70 年代 在 1946 年第一台电子 计算机诞生，之后的 1973 年， TI 公司注册了世界上第一个单
2、片机专利。当时的单片机仍处在初级的发展阶段，元件集成规模还比较小，功能比较简单，一般均把 CPU、 RAM 有的还包括了一些简单的 I/O 口集成到芯片上，象 Farichild 公司就属于这一类型，它还需配上外围的其他处理电路方才构成完整的计算系统。类似的单片机还有Zilog 公司的 Z80 微处理器。 2、单片机的发展、应用里程碑 1974年 TI 公司推出 TMS1000 单片机， 1976 年 INTEL 公司推出了 MCS-48 单片机，起到 8 位机的引领和带头作用， Zilog 公司的 Z8 系列就是在其带领下产生的。 3、 80 年代初，单片机发展高性能阶段 1982 年后，
3、16 位单片机问世，代表产品是 INTEL 公司的 MCS-96 系列，相比 8 位机数据宽度增加了一倍，实时处理能力更强，主频更高，集成度达到了12 万只晶体管， RAM 增加到 232 字节， ROM 则达到了 8KB，并且有 8 个中断源，同时配置了多路 A/D转换通道，高速的 I/O 处理单元，适用于更多更复杂的控制系统。 4、 90 年代以后，单片机获得了飞速的发展 世界各大半导体公司相继开发了功能更为强大的单片机。美国 Microchip 公司发布了 一种完全不兼容 MCS-51 的新一代 PIC 系列单片机，引起了业界的广泛关注，特别它的产品只有 33 条精简指令集吸引了不少用户
4、，使人们从 INTEL 的 111 条复杂指令集中走出来。 PIC 单片机获得了快速的发展，在业界中占有一席之地。 二、 单片机的应用领域 1、智能仪表上 由于单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，所以被大量应用于仪器仪表中。结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、电流、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、角度、长度、硬度、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数 字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。 2、工业控制 用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机
5、联网构成二级控制系统等。 3、家用电器 现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，比如电饭褒、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电，再比如其他音响、视频器材、电子秤量设备等等。 4、计算机网络和通信领域 现代的单片机普遍具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件，现 在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制。 5、医用设备 单片机在医用设备中的用途亦相当广泛，例如医用呼吸机，各种分析仪，监护仪，超声诊断设备及病床呼叫系统等等。 6、各种大型电器中的模块化 某些专用单片机设计用于实现特定功能，从而在各种电路中进行模块化应用，而不要求使用人员了解其内
6、部结构。如音乐集成单片机，看似简单的功能，微缩在纯电子芯片中（有别于磁带机的原理），就需要复杂的类似于计算机的原理。如：音乐信号以数字的形式存于存储器中（类似于 ROM），由微控制器读出，转化为模拟音乐电信号（类似于声卡）。在大型 电路中，这种模块化应用极大地缩小了体积，简化了电路，降低了损坏、错误率，也方便于更换 。 7、汽车设备领域 单片机在汽车电子中的应用非常广泛，例如汽车中的发动机控制器，基于 CAN 总线的汽车发动机智能电子控制器， GPS 导航系统， abs 防抱死系统，制动系统等等。 此外，单片机在工商，金融，科研、教育，国防航空航天等领域 也 都有着十分广泛的用途 。 三、 单
7、片机的发展趋势 单片机的发展趋势是向高性能、大容量、微型化及外围电路内装化等方面发展。 1、 低功耗 CMOS 化 MCS-51 系列的 8031 推出时的功耗达 630mW，而现 在的单片机普遍都在 100mW 左右，随着对单片机功耗要求越来越低，现在的各个单片机制造商基本都采用了 CMOS(互补金属氧化物半导体工艺 )。 比如 80C51就采用了 HMOS(即高密度金属氧化物半导体工艺 )和 CHMOS(互补高密度金属氧化物半导体工艺 )。 CMOS 虽然功耗较低，但由于其物理特征决定其工作速度不够高，而 CHMOS 则具备了高速和低功耗的特点，这些特征，更适合于在要求低功耗象电池供电的应
8、用场合。所以这种工艺将是今后一段时期单片机发展的主要途径。 2、微型单片机化（外围电路内装化） 现在常规的单片机普遍都 是将中央处理器 (CPU)、随机存取数据存储 (RAM)、只读程序存储器(ROM)、并行和串行通信接口，中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上，增强型的单片机集成了如 A/D 转换器、 PMW(脉宽调制电路 )、 WDT(看门狗 )、有些单片机将 LCD(液晶 )驱动电路都集成在单一的芯片上，这样单片机包含的单元电路就更多，功能就越强大。 3、 主流与多品种共存 如今的市场上为我们提供了丰富多彩的单片机产品。从宏观上讲，有 RISC 和 CISC 两大类型；从微观
9、上说，有 Intel、 Motorola、 Philips、 Microchip、 EMC、 NEC 等公司的相关产品。 在未来相当长的时间内，都将维持这种群雄并起、共性与个性共存的局面。究其原因，主要有以下两点。 首先， 目前 以 80C51 为代表的单片机的基础地位不会动摇 。 其次，个性化的产品如专用单片机等在满足用户需求方面得到了大家的认可，在应用领域大有后来赶上的架势；它们由于先天的优势，在 80C51 的基础上扬长避短，以用户需要为根本，在市场上受到欢迎。 所以 在一定的时期内，这种情形将得以延续，而不存在某个单片机一统天下的垄断局面，走的是依存互补，相辅相成、共同发展的道路。 四
10、、我国 通信开关电源系统的发展水平 随着我国通信事业的迅速发展，电源作为通信的能源系统，其发展也异常迅猛，特别是进入 20世纪 90 年代以来，通过几年的发展变化，可谓日新月异。通信电源装备的全面更新和技术水平的提高，也是有目共睹速度事实。 1、 高频开关电源 主要器件的采用 我国用于高频开关电源的主要电子器件，诸如功率 MOS 场效应（ Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor MOSFET）、绝缘栅双极晶体管（ Insulated Gate Bipolar Transistor IGBT）、快速二极管、高频磁磁性元件、高频电容等主要
11、器件目前均依赖进口，只是选型在个别等级上有所不同，总的来说与外国设备无太大差异。 电路技术 目前我国生产的高频开关电源主要采用固定频率 PWM（脉宽调制）调压方式的变换电路，这种电路已是一种非常成熟的技术，具有设计简单、可靠性高、制造方便、成本低等优点，是目前国内外普遍采啊用户的电路。也有个别产品采用了调频谐振电路，但尚未成为主流。 性能指标 开关电源的性能包括输入电压范围、输出电压范围、输出电压调节范围、并联均分、限流保护报警、三遥 等方面，国内设备无太大差异。国产设备的某些性能，如输入电压范围、限流范围等更适合我国国情。技术指标包括：效率、功率因数、稳压精度、噪声电压、动态特性、智能化程度
12、、制造工艺及体积重量、关于电磁兼容性等。 2、蓄电池 我国目前在通信局站中使用的蓄电池基本上是阀控式密封铅酸蓄电池，取代了过去常用的防酸型铅酸蓄电池，尽管密封铅酸蓄电池本身还有需要不断改进和研究的地方，在使用中也有不尽人意之处，例如容量状态的检查困难等。对于防酸电池，通过对酸液比重的测量可以准确地判断其容量状态，而对密封电池，这种办法却无法使用。为此 ，美国推出一种测量电池电导的方法，对电池的状态进行测试。另外，阀控电池如想获得较长的使用寿命，对使用条件和环境要求比较严格。一般来说，它比防酸电池的寿命要短，但它的维护量小，特别是免除了调酸加水，不再有酸雾溢出，避免了空气污染。通过叠放减小安装使
13、用面积，从而使其得到普遍采用。 我国现在使用的电池来源主要有直接从国外进口产品，或者从国外引进设备和生产技术、工艺进行生产，或者是国内自主开发生产。而国内不少国产蓄电池都存在一些问题，例如电池容量的富余量过大，使得成本增加，电池体积重量增加；工艺粗糙；技术投入少等 问题 。 参考文献 1 杨恢先，黄辉先 .单片机原理及应用 M.北京：人民邮电出版社， 2006.10. 2 李林功，吴飞青，王岳，丁晓 .单片机原理及应用 M.北京：机械工业出版社， 2008.1 3 田希辉，薛亮儒 .C51 单片机应用技术教程 M.北京：人民邮电出版社， 2009.12. 4 李秀忠 .单片机应用技术 M.北京
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