[計算機]單片機系統(tǒng)可靠性設(shè)計畢業(yè)論文(參考版)
2025-01-21 13:16本頁面
【正文】 主要內(nèi)容簡介：（300——500字）指導(dǎo)老師姓名職 稱論文評語成 績指導(dǎo)老師簽名總評意見： 評審人： 年 月 日。這個畢業(yè)設(shè)計十分有意義，我獲得很深刻的經(jīng)驗。撰寫論文的過程也是專業(yè)知識的一部分，一個學(xué)習(xí)的過程，它使我運用已有的專業(yè)基礎(chǔ)知識，對其進行設(shè)計，分析和解決實際問題的能力。通過對自己在大學(xué)三年時間里所學(xué)的知識的回顧，并充分發(fā)揮對所學(xué)知識的理解和對畢業(yè)設(shè)計的思考，最終完成了。劉悅婷老師的悉心指導(dǎo)和建議給了我極大的幫助和支持，使我受益匪淺，在此論文完成之際，謹劉悅婷向老師致以深深的謝意和崇高的敬意。參考文獻[1]《51系列單片機高級實例開發(fā)指南》李軍 北京航空航天大學(xué)出版社[2]《MCS—51/96系列單片機原理及應(yīng)用》孫涵芳 北京航空航天大學(xué)出版社 [3]《單片機原理及應(yīng)用》 歐陽斌林 中國水利水電出版社[4]《電子技術(shù)基礎(chǔ)》 許熙文 高等教育出版社[5]《電路基本分析》石生 高等教育出版社致謝首先衷心地感謝我的導(dǎo)師劉悅婷老師。仿真部分采用protus 6 professional軟件，此軟件功能強大且操作較為簡單，可以很容易的實現(xiàn)各種系統(tǒng)的仿真。前者不需要硬件仿真器，可借助于軟件仿真器即可；后者一般需要仿真系統(tǒng)的支持。 軟件調(diào)試問題及解決軟件程序的調(diào)試一般可以將重點放在分模塊調(diào)試上，統(tǒng)調(diào)是最后一環(huán)。若一切正常，方可在斷電的情況下將芯片插入，再次檢查各引腳的電位及其邏輯關(guān)系。一般的方法是排除明顯的硬件故障，再進行綜合調(diào)試，排除可能的軟/硬件故障。對單片機系統(tǒng)而言，可采取一些簡單的容錯處理，如對于一些重要參數(shù)的輸入，要求用戶兩次確認；對于非法的參數(shù)輸入，單片機將自動復(fù)位。比如對核測井信號采用加權(quán)平滑消除高斯噪聲；對井溫信號采用中值濾波，或程序判斷濾波，對于明顯超出正常取值范圍的數(shù)據(jù)予以剔除，從而提高采樣的可信度。（7）應(yīng)用直接地址：對固定寄存器區(qū)的寄存器 +，用代號不如用直接地址來得可靠，因此在軟件設(shè)計過程中應(yīng)盡量采用直接地址，避免發(fā)生誤傳遞。（5）恰當(dāng)采用指令冗余技術(shù)：在不影響實時性的前提下，同一指令的反復(fù)執(zhí)行，或用三選二策略進行判決，有利于消除偶然干擾，提高軟件運行的可靠性。（4）恰當(dāng)安排軟件陷阱：軟件在運行過程中可能出現(xiàn)失控 現(xiàn) 象，例 如 受 到 3333 4 4 4 干 擾 或 程 序 飛 逸 到3333 4 4 4 非程序區(qū)，這時就會錯誤的執(zhí)行 56 +7，,指令，造成 +7 內(nèi)容錯誤變化。（2）合理安排中斷：根據(jù)系統(tǒng)特點合理安排中斷所完成的功能及中斷的優(yōu)先級，中斷現(xiàn)場的保護和恢復(fù)，避免中斷沖突，對于系統(tǒng)運行非常重要。提高軟件設(shè)計的正確性（1）認真設(shè)計：在明確單片機系統(tǒng)各組成部分硬件地址的基礎(chǔ)上，深刻領(lǐng)會匯編語言指令的功能及其對機器狀態(tài)字的影響，正確劃分片內(nèi)的功能，認真細致的編寫系統(tǒng)軟件。這是軟件可靠性設(shè)計必須解決的問題。第4章 單片機軟件可靠性設(shè)計 軟件可靠性設(shè)計軟件是一種邏輯性系統(tǒng)元素，具有抽象性、嚴密性、智力性、持久性、易出錯、須維護、難以度量等特征，軟件編制過程與人密切相關(guān)，錯誤在所難免，并具有傳染性。（4）輻射效應(yīng)：微電子器件受到輻射后會引起表面翻轉(zhuǎn)及其相關(guān)的漏電流發(fā)生，航天和通訊領(lǐng)域應(yīng)用的839: 微波單片集成電路很好的解決了這一問題。所用 (01 及其它器件至少要達到軍品級，否則就無法正常工作。（3）系統(tǒng)低功耗設(shè)計：為了適應(yīng)高溫環(huán)境，加裝保溫瓶和系統(tǒng)低功耗設(shè)計是兩條有效途徑。也可借鑒工控計算機上采用的一些抗振設(shè)計措施，對器件的安裝方式進行合理設(shè)計，增強單片機系統(tǒng)的抗振能力。針對人—環(huán)境特性采取的可靠性措施針對各種干擾源，采取相應(yīng)的抗干擾措施，有關(guān)單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的文獻論述較多，比如電源抗干擾問題、接 地 問 題，傳 輸 線 抗 干 擾 問 題，電磁干擾問題，沒有必要在此重復(fù)。對此類錯誤，可通過減少中間環(huán)節(jié)的方法，或不用插槽而改為帶卡緊裝置的插頭、插座等措施加以避免。（6）合理設(shè)計系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，如器件的安裝結(jié)構(gòu)、連接件的選型、布局。單片機系統(tǒng)硬件可靠性設(shè)計主要有以下三條途徑：（一）提高系統(tǒng)設(shè)計的合理性；（二）選用高可靠的元器件；（三）針對人—環(huán)境特性采取相應(yīng)的可靠性措施。 可靠性設(shè)計—環(huán)境特性單片機在石油測井行業(yè)的應(yīng)用主要集中在數(shù)據(jù)采集和處理方面，如下井儀數(shù)據(jù)采集與傳輸、地面儀數(shù)據(jù)采集與處理等等，這些應(yīng)用要經(jīng)受惡劣環(huán)境的考驗，單片機硬件子系統(tǒng)人—環(huán)境特性可歸納為下圖所示內(nèi)容。在工程實踐中，避錯設(shè)計主要以抗干擾設(shè)計為內(nèi)容，通過采取適當(dāng)?shù)目垢蓴_措施，使系統(tǒng)免受各種干擾因素的影響而正常運行；容錯設(shè)計則更進一步，對一些無法避免的錯誤，通過適當(dāng)?shù)脑\錯容錯，使系統(tǒng)仍能正常運行，主要以故障診斷和處理為內(nèi)容。 第3章 單片機硬件可靠性設(shè)計思想及設(shè)計 可靠性設(shè)計思想根據(jù)可靠性理論和人機工程學(xué)原理，任何單片機系統(tǒng)都可以劃分為人、硬件、軟件、環(huán)境 + 個子系統(tǒng)，其中，硬件是單片機系統(tǒng)的基礎(chǔ)，軟件則是單片機系統(tǒng)的靈魂；硬件、軟件必須適應(yīng)人和環(huán)境的要求。在并行擴展外存儲器(包括并行擴展I/O口)時, P0口專用于分時傳送
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