单片机是一种微型计算机。它体积小功能强。单片机在生活中应用广泛。空调遥控器里有单片机。洗衣机控制器里有单片机。智能电表里也有单片机。北京邮电大学的学生学习单片机知识。他们做单片机毕业设计。毕业设计是大学学习的重要部分。

单片机系统包括硬件和软件。硬件是看得见摸得着的东西。电路板是硬件。芯片是硬件。电阻电容是硬件。软件是程序代码。程序控制硬件工作。硬件和软件需要配合。配合不好系统不能工作。

学生先确定设计题目。题目要有实际意义。题目不能太简单。题目不能太难。题目要能体现学习成果。老师会帮助学生确定题目。学生需要查阅资料。资料包括书籍和论文。图书馆有很多书籍。互联网上有很多论文。学生阅读这些资料。他们了解前人的工作。他们学习已有的方法。

学生开始设计硬件。他们选择单片机型号。常用的单片机有51系列。还有AVR系列。还有ARM系列。不同单片机性能不同。价格也不同。学生根据需求选择。他们设计电路图。电路图包括电源部分。电源提供能量。单片机需要电源。其他芯片也需要电源。电路图包括时钟电路。时钟电路提供时间基准。单片机需要时钟才能工作。电路图包括复位电路。复位电路让单片机重新开始。电路图包括输入输出部分。输入输出连接外部设备。按键是输入设备。显示屏是输出设备。传感器是输入设备。电机是输出设备。

学生使用软件画电路图。常用的软件是Protel。还有AltiumDesigner。这些软件功能强大。学生仔细设计每个部分。他们检查电路连接。错误连接会导致问题。短路会烧坏芯片。断路会使信号不通。学生修改错误。直到电路图正确。

学生制作电路板。他们先把电路图转成PCB图。PCB图是电路板的布局。元件放在哪里。线路怎么走。这些都在PCB图中确定。学生考虑电磁兼容问题。高频信号需要特殊处理。电源线和信号线要分开。他们发送PCB文件给工厂。工厂生产电路板。电路板是绿色的。上面有铜线。学生拿到电路板后焊接元件。焊接需要细心。焊点要光滑牢固。虚焊会导致接触不良。短路会损坏电路。学生使用万用表检查。他们确保没有短路和断路。

学生开始编写软件。他们选择编程语言。单片机常用C语言。C语言效率高。学生使用开发环境。Keil是一种开发环境。IAR是另一种开发环境。这些工具帮助编写代码。编译代码。下载代码到单片机。

程序包括初始化部分。单片机上电后先初始化。设置时钟频率。设置输入输出口。设置中断系统。程序包括主循环部分。主循环一直运行。检测输入信号。处理数据。控制输出设备。程序包括中断服务部分。中断是特殊事件。按键按下产生中断。定时器时间到产生中断。中断发生时单片机暂停当前工作。处理中断事件。处理完返回原来工作。

学生编写每个函数。函数实现特定功能。读取温度函数。显示数字函数。控制电机函数。他们测试每个函数。确保函数正确工作。他们组合所有函数。形成完整系统。

学生进行系统调试。调试是困难的过程。问题总是会出现。硬件可能有问题。软件可能有问题。学生需要耐心查找问题。

他们使用示波器观察信号。示波器显示电压变化。他们可以看到信号波形。波形不对表示有问题。他们使用逻辑分析仪。逻辑分析仪显示多个信号时序。时序错误会导致问题。他们使用仿真器。仿真器可以单步执行程序。观察程序执行过程。查看变量值。找到程序错误。

他们修改硬件。更换损坏的芯片。添加滤波电容。调整电阻值。他们修改软件。修正逻辑错误。优化算法结构。提高程序效率。经过多次调试。系统最终正常工作。

一个学生设计智能窗帘系统。单片机控制窗帘开关。光线传感器检测光照强度。光照强时关闭窗帘。光照弱时打开窗帘。按键可以手动控制。遥控器可以无线控制。液晶显示当前状态。电机带动窗帘移动。

他选择STM32单片机。这款单片机性能较好。他设计传感器电路。传感器输出模拟信号。单片机需要ADC转换。ADC把模拟信号转成数字信号。他设计电机驱动电路。单片机输出控制信号。驱动芯片控制电机正反转。他设计液晶显示电路。液晶显示文字和数字。

他编写光照采集程序。程序读取ADC值。把ADC值转换成光照强度。他编写电机控制程序。程序根据光照强度控制电机。光照强度大于设定值。电机正转关闭窗帘。光照强度小于设定值。电机反转打开窗帘。他编写按键处理程序。检测按键动作。执行相应功能。他编写液晶显示程序。显示当前光照值。显示窗帘状态。

他组装所有部件。连接传感器。连接电机。连接液晶屏。上电测试系统。他发现一个问题。电机启动时液晶显示闪烁。他分析原因。电机消耗较大电流。导致电源电压波动。影响单片机工作。他在电源添加大电容。电容提供瞬时电流。问题解决了。

他又发现一个问题。窗帘抖动不止。光照在临界值附近变化。窗帘反复开关。他修改程序。加入迟滞比较。设置两个阈值。打开窗帘的阈值较低。关闭窗帘的阈值较高。光照从低到高。超过高阈值才关闭窗帘。光照从高到低。低于低阈值才打开窗帘。这样避免了反复开关。

系统最终工作良好。白天自动关闭窗帘。晚上自动打开窗帘。手动可以随时控制。显示清晰明了。

另一个学生设计仓库温湿度监控系统。单片机采集温湿度数据。数据发送到电脑。电脑显示曲线和报表。超过限值发出警报。

他使用DHT11传感器。这个传感器测量温湿度。它输出数字信号。不需要ADC转换。他使用LCD1602液晶。这个液晶显示两行字符。他使用串口通信。串口连接单片机和电脑。

他编写温湿度读取程序。DHT11有特定时序。单片机发出开始信号。传感器返回数据。数据包括温度和湿度值。他编写液晶显示程序。液晶显示当前温度。显示当前湿度。他编写串口通信程序。单片机定时发送数据。数据包含温度和湿度。电脑软件接收数据。软件由另一个同学编写。

他测试传感器。发现读数偶尔错误。他检查时序。发现延时时间不精确。他调整延时函数。使用定时器产生精确延时。问题解决了。

他测试串口通信。电脑接收的数据乱码。他检查波特率设置。单片机波特率是9600。电脑软件波特率也是9600。但数据还是不对。他发现晶振频率不匹配。更换合适晶振后通信正常。

系统长时间运行稳定。仓库管理员可以随时查看温湿度。温度过高时通风降温。湿度过高时启动除湿。避免了货物损坏。

单片机毕业设计锻炼学生能力。他们学习硬件设计。他们学习软件编程。他们学习调试方法。他们解决问题能力提高。他们沟通能力提高。他们需要和老师讨论。他们需要和同学交流。他们查阅资料能力提高。他们撰写报告能力提高。

完成毕业设计需要很长时间。学生经常熬夜。他们在实验室工作到很晚。他们反复修改设计。他们不断测试系统。他们遇到很多困难。他们感到沮丧。但他们坚持下来。最终成功时非常高兴。

毕业设计展示学生学习成果。老师评价设计水平。设计要有创新点。设计要完成预定功能。设计要稳定可靠。设计报告要规范完整。图纸要正确清晰。程序要有注释。

北京邮电大学注重实践教学。单片机课程有实验环节。毕业设计是综合实践。学生通过实际项目巩固知识。他们为将来工作做好准备。很多学生毕业后从事嵌入式系统开发。他们在通信领域工作。他们在智能家居领域工作。他们在物联网领域工作。

单片机技术不断发展。性能越来越强。功耗越来越低。价格越来越便宜。应用越来越广泛。学生学习最新技术。他们跟上时代发展。他们成为有用人才。