基于单片机饮水机的温度控制控制系统的设计

大学毕业设计题目基于单片机饮水机温度控制系统的设计学生姓名学生学号院系名称专业班级指导教师2012年06月18日毕业设计任务书专业班级姓名下发日期题目基于单片机的饮水机温度控制系统的设计专题单片机主要内容及要求主要内容1系统上电后测量当前温度并设置80的预加热温度，按下“温度设置”按键可以通过“”、“”按钮来进行预加热温度的设置，设置完成预加热温度后开始加热；2如果实测温度大于或等于预设置温度，则单片机发出停止加热信号并熄灭加热指示灯，点亮保温指示灯，且当超过预设温度时发出报警；3完成加热管控制电路、报警电路设计，重点设计好临界点问题。基本要求1熟悉和掌握MCS51、AT80C51单片机、DS18B20与LED连接方法，着重弄清各个系统电路的连接方式。2）工作严谨、认真，学习努力、勤奋，严格遵守校纪，按时完成毕业设计任务书所规定的各项任务，并按时完成学校、系里规定的各项工作。主要技术参数单片机型号为AT80C51，合计总数40个引脚，包括电源引脚2个、时钟信号引脚2个、控制信号引脚4个以及I/O端口口线32个；5V直流输入，继电器输出。进度及完成日期2012年3月26日2012年4月09日熟悉课题内容查找相关资料，提交开题告。2012年4月10日2012年4月19日进行单片机硬件系统的设计。2012年4月20日2012年4月23日完成单片机总体计。2012年4月25日2012年5月11日完成读取温度DS18B20模块，编写程序。2012年5月14日2012年5月18日完成报警设计，连好电路并调试。2012年5月21日2012年6月01日进行软硬件联调，完善系统，并完成系统。2012年6月16日2012年6月20日撰写毕业论文，准备毕业答辩。系主任签字日期教研室主任签字日期指导教师签字日期指导教师评语指导教师年月日青岛理工大学毕业设计评阅意见表设计题目基于PLC的物料分拣机械手自动化控制系统设计评分评价项目评价标准（A级）满分ABCDE109876文献资料利用能力能独立地利用多种方式查阅中外文献；能正确翻译外文资料；能正确有效地利用各种规范、设计手册等。10192017181516131412综合运用能力研究方案设计合理；设计方法科学；技术线路先进可行；理论分析和计算正确；动手能力强；能独立完成设计；能综合运用所学知识发现和解决实际问题；研究结果客观真实。20374032362831252724设计质量设计结构严谨；逻辑性强；语言文字表准确流畅；格式、图、表规范；有一定的学术水平或实际价值401513141112109创新能力有较强的创新意识；所做工作有较大突破；设计有独到见解151513141112109工作量工作量饱满；圆满完成了任务书所规定的各项任务。15总分是否同意将该设计提交答辩是（）否（具体评阅及修改意见评阅人年月日注1请按照A级标准，评出设计各项目的具体得分，并填写在相应项目的评分栏中；2计算出总分。若总分预设温度保温指示灯亮,停止加热加热指示灯亮,开始加热设置温度温度预设温度加5温度预设温度减5设置完成加热控制实测温度预设温度加热指示灯亮,开始加热实测温度预设温度保温指示灯亮,停止加热YYYNNYYNNNNNYY图41主程序流程图42各个模块的流程图421读取温度DS18B20模块的流程由于DS18B20采用的是一根数据线实现数据的双向传输，而对AT89S52单片机来说，硬件上并不支持单总线协议，因此，我们必须采用软件的方法来模拟单总线的协议时序来完成对DS18B20芯片的访问。DS18B20单线通信功能是分时完成的，它有严格的时隙概念。因此系统对DS18B20的各种操作必须按协议进行。操作协议为初始化DS18B20（发复位脉冲）发ROM功能命令发存储器操作命令处理数据DS18B20虽然具有测温系统简单、测温精度高、连接方便、占用口线少等优点，DS18B20必须首先调用启动温度转换函数，根据数据手册上对应转换时间来超作，如为12位转换，则应该是最大750MS，另外在对DS18B20超作时，时序要求非常严格，因此最好禁止系统中断。由于DS18B20是在一根I/O线上读写数据，因此，对读写的数据位有着严格的时序要求。DS18B20有严格的通信协议来保证各位数据传输的正确性和完整性。该协议定义了几种信号的时序初始化时序、读时序、写时序。所有时序都是将主机作为主设备，而每一次命令和数据的传输都是从主机主动启动写时序开始，如果要求单总线器件回送数据，在进行写命令后，主机需启动读时序完成数据接收。数据和命令的传输都是低位在先。DS18B20的读时序1对于DS18B20的读时序分为读0时序和读1时序两个过程。2对于DS18B20的读时隙是从主机把单总线拉低之后，在15秒之内就得释放单总线,以让DS18B20把数据传输到单总线上。DS18B20在完成一个读时序过程，至少需要60US才能完成。DS18B20的写时序1对于DS18B20的写时序仍然分为写0时序和写1时序两个过程。2对于DS18B20写0时序和写1时序的要求不同，当要写0时序时，单总线要被拉低至少60US，保证DS18B20能够在15US到45US之间能够正确地采样IO总线上的“0”电平，当要写1时序时，单总线被拉低之后，在15US之内就得释放单总线。系统程序设计主要包括三部分读出温度子程序、温度转换命令子程序、显示温度子程序。开始初始化DS18B20存在吗ROM操作命令存储操作命令读取温度值返回YN图42读取温度DS18B20模块的流程图程序代码为GET_TEMPERSETBDQ读出转换后的温度值LCALLINIT_1820先复位DS18B20JBFLAG1,TSS2RET判断DS1820是否存在若DS18B20不存在则返回TSS2MOVA,0CCHDS18B20已经被检测到跳过ROM匹配LCALLWRITE_1820MOVA,44H发出温度转换命令LCALLWRITE_1820LCALLDISPLAY这里通过调用显示子程序实现延时一段时间,等待AD转换结束,12位的话750微秒LCALLINIT_1820准备读温度前先复位MOVA,0CCH跳过ROM匹配LCALLWRITE_1820MOVA,0BEH发出读温度命令LCALLWRITE_1820LCALLREAD_18200将读出的温度数据保存到35H/36HRET422键盘扫描处理流程此流程为键盘扫描处理，CPU通过检测各数据线的状态0或1就能知道是否有按键闭合以及哪个按键闭合。键盘管理程序的功能是检测是否有按键闭合，如果有按键闭合，消除抖动，根据键号转到相应的键处理程序，按键流程图如图43所示。开始温度设置键是否按下调设置功能子程序温度5键是否按下温度5键是否按下返回键是否按下调温度5功能子程序调温度5功能子程序调显示子程序返回主程序YNNYYYN温度设置键是否按下YNNYN图43键盘扫描子程序流程图423报警处理流程运行程序后，温度传感器DS18B20即可对环境进行温度采集，并送LED数码管显示。我们可以在程序里设定温度上限值，当采集到的外界温度高于当前所设定温度上限值时，程序就会进入报警子程序，触发蜂鸣器进行报警。其程序流程图如图44所示。开始P27取反，启动蜂鸣器不启动蜂鸣器，正常显示温度进行温度比较，超过上限值NY图44报警子程序流程图43系统源代码EMPER_LEQU29H用于保存读出温度的低8位TEMPER_HEQU28H用于保存读出温度的高8位FLAG1EQU38H是否检测到DS18B20标志位A_BITEQU20H数码管个位数存放内存位置B_BITEQU21H数码管十位数存放内存位置B1EQU70H温度小数点位A1EQU71H设定温度值DQEQUP31DQ为DS18B20数据位BELLEQUP27蜂鸣报警ORG0000H单片机内存分配申明AJMPMAIN0前面的都是定义MAINMOVR0,10M1CPLP23ACALLDELAY125DJNZR0,M1此段为灯闪5次,无实际意义MAIN0MOVA1,80默认加热为80度MAIN1LCALLD1820调用读温度子程序LCALLDISPLAY调用数码管显示子程序MOVA,29HCLRCCJNEA,A1,MAIN1_1SETBBELL温度相等,关闭蜂鸣器AJMPMAIN1_1_A下等不用叫蜂鸣器MAIN1_1JCMAIN1_2为1转移,表示小于设定温度CPLBELL蜂鸣器断续鸣叫MAIN1_1_ACLRP23下面是表示没达到温度SETBP25AJMPMAIN2主要是检测温度是否小于设定的温度,则开发热管CLRP23MAIN1_2SETBBELL关闭蜂鸣器CLRP25开发热管SETBP23上面的是大于,关发热管MAIN2JBP10,MAIN1看P10有否按下ACALLDELAY125延时防抖动,常用的手法,网上很多介绍的JBP10,MAIN1再次查看CLRP23JNBP10,等按键完全松手才进入SETBP23SETBP25检测到P10按键后后进入设定温度MAIN2_1ACALLDISPLAY1JBP12,MAIN2_2ACALLDELAY125JBP12,MAIN2_2JNBP12,MOVA,5ADDA,A1CLRCCJNEA,100,MAIN2_1_1MOVA,99AJMPMAIN2_1_3上面这一段是5度按键,按下5度MAIN2_1_1JCMAIN2_1_3MAIN2_1_2CLRCMOVA,99MAIN2_1_3MOVA1,AMAIN2_2JBP14,MAIN2_3ACALLDELAY125JBP14,MAIN2_3JNBP14,MOVA,A1CJNEA,99,ZY1MOVB,4AJMPZY2ZY1MOVB,5ZY2CLRCMOVA,A1SUBBA,BMAIN2_2_1JNCMAIN2_2_2MOVA1,0AJMPMAIN2_3上面这一段是5度按键,按下5度MAIN2_2_2MOVA1,AMAIN2_3JBP16,MAIN2_1ACALLDELAY125JBP16,MAIN2_1CLRP23JNBP16,SETBP23AJMPMAIN1上面这一段是退出的意思的D1820LCALLGET_TEMPER调用读温度子程序MOVB1,29HMOVA,29HMOVC,40H将28H中的最低位移入CRRCAMOVC,41HRRCAMOVC,42HRRCAMOVC,43HRRCAMOV29H,AMOVA,B1MOVB,10HMULABMOVB,10HDIVABMOVB,10MULABMOVB,10HDIVABMOVB1,ARET上面这一段是读取温度后进行转换的意思INIT_1820SETBDQ这是DS18B20复位初始化子程序NOPCLRDQ主机发出延时537微秒的复位低脉冲MOVR1,3TSR1MOVR0,107DJNZR0,DJNZR1,TSR1SETBDQ然后拉高数据线NOPNOPNOPNOPMOVR0,25HTSR2JNBDQ,TSR3等待DS18B20回应DJNZR0,TSR2LJMPTSR4延时TSR3SETBFLAG1置标志位,表示DS1820存在LJMPTSR5TSR4CLRFLAG1清标志位,表示DS1820不存在LJMPTSR7TSR5MOVR0,117TSR6DJNZR0,TSR6时序要求延时一段时间TSR7SETBDQRETGET_TEMPERSETBDQ读出转换后的温度值LCALLINIT_1820先复位DS18B20JBFLAG1,TSS2RET判断DS1820是否存在若DS18B20不存在则返回TSS2MOVA,0CCHDS18B20已经被检测到跳过ROM匹配LCALLWRITE_1820MOVA,44H发出温度转换命令LCALLWRITE_1820LCALLDISPLAY这里通过调用显示子程序实现延时一段时间,等待AD转换结束,12位的话750微秒LCALLINIT_1820准备读温度前先复位MOVA,0CCH跳过ROM匹配LCALLWRITE_1820MOVA,0BEH发出读温度命令LCALLWRITE_1820LCALLREAD_18200将读出的温度数据保存到35H/36HRETWRITE_1820MOVR2,8一共8位数据CLRC写DS18B20的子程序有具体的时序要求WR1CLRDQMOVR3,6DJNZR3,RRCAMOVDQ,CMOVR3,23DJNZR3,SETBDQNOPDJNZR2,WR1SETBDQRETREAD_18200MOVR4,2将温度高位和低位从DS18B20中读出MOVR1,29H低位存入29HTEMPER_L,高位存入28HTEMPER_HRE00MOVR2,8数据一共有8位RE01CLRC读DS18B20的程序,从DS18B20中读出两个字节的温度数据SETBDQNOPNOPCLRDQNOPNOPNOPSETBDQMOVR3,9RE10DJNZR3,RE10MOVC,DQMOVR3,23RE20DJNZR3,RE20RRCADJNZR2,RE01MOVR1,ADECR1DJNZR4,RE00RET上面的这些都是温度采集的DISPLAYMOVA,29H将29H中的十六进制数转换成10进制MOVB,1010进制/1010进制DIVAB显示子程序MOVA_BIT,A十位在AMOVB_BIT,B个位在BMOVDPTR,NUMTAB指定查表启始地址MOVR0,1DPL1MOVR1,25显示1000次DPLOPMOVA,B_BIT取个位数MOVCA,ADPTR查个位数的7段代码MOVP0,A送出个位的7段代码CLRP22开个位显示ACALLD1MS显示1MSSETBP22MOVA,A_BIT取十位数MOVCA,ADPTR查十位数的7段代码MOVP0,A送出十位的7段代码CLRP21开十位显示ACALLD1MS显示1MSSETBP21MOVP0,0FFHDJNZR1,DPLOP100次没完循环DJNZR0,DPL14个100次没完循环RET上面这段显示实时温度DISPLAY1MOVA,A1将29H中的十六进制数转换成10进制MOVB,1010进制/1010进制DIVAB显示子程序MOVA_BIT,A十位在AMOVB_BIT,B个位在BMOVDPTR,NUMTAB指定查表启始地址MOVR0,1DPL11MOVR1,25显示1000次DPLOP1MOVA,B_BIT取个位数MOVCA,ADPTR查个位数的7段代码MOVP0,A送出个位的7段代码CLRP22开个位显示ACALLD1MS显示1MSSETBP22MOVA,A_BIT取十位数MOVCA,ADPTR查十位数的7段代码MOVP0,A送出十位的7段代码CLRP21开十位显示ACALLD1MS显示1MSSETBP21MOVP0,0FFHDJNZR1,DPLOP1100次没完循环DJNZR0,DPL114个100次没完循环RET上面这段显示设置温度D1MSMOVR7,501MS延时DJNZR7,RETDELAY10MOVR6,2010MS延时D3MOVR5,255DJNZR5,DJNZR6,D3RETDELAY125MOVR6,255125MS延时D1MOVR5,255DJNZR5,DJNZR6,D1RETDELAY1SMOVR7,81S延时D2LCALLDELAY125DJNZR7,D2RETNUMTABDB0C0H,0F9H,0A4H,0B0HDB99H,92H,82H,0F8HDB80H,90H,88H,83HDB0C6H,0A1H,86H,8EH数码管的具体值END第5章系统调试仔细检查所接电路，按照硬件原理图接线，理论上是能实现的，如果数码管不显示，则应该检查线路是否正确，或是因为单片机没有工作，还有集电极和发射极是否接对。如果只显示两个八，则可能是DS18B20没有接正确，检查上拉电路是否接好。另外要注意的是，由单片机输出的控制信号比较小，需要进行放大才能驱动继电器工作，否则就不能实现升温过程，通常选用8550三极管来进行放大。还有220V交流电绿色接头和加热管黄色接头必须接正确，否则导致电路烧坏。蜂鸣器是低电平有效。如果能注意这些问题，电路基本不会出错。51软件调试如果硬件电路检查后，没有问题却实现不了设计要求，则可能是软件编程的问题，首先应检查初始化程序，然后是读温度程序，显示程序，以及继电器控制程序，对这些分段程序，要注意逻辑顺序，调用关系，以及涉及到了标号，有时会因为一个标号而影响程序的执行，除此之外，还要熟悉各指令的用法，以免出错。还有一个容易忽略的问题就是，源程序生成的代码是否烧入到单片机中，如果这一过程出错，那不能实现设计要求也是情理之中的事。本人在设计的时候在伟福仿真软件进行调试，通过此软件进行调试可以很方便的观察单片机内部各个寄存器及内部存储器变化情况，以方便进行调试。图为单片机功能调试图图51单片机功能调试图硬件与软件调试相结合，仔细检查各个模块的设计，旧能顺利完成任务，实现设计要求，在调试过程中必须认真耐心，不能有一点马虎，否则遗漏一个小的问题就会导致整个设计的失败。52系统操作说明本系统上电后数码管显示当前测量温度，此时加热指示灯和保温指示灯均不点亮；若此时按“自动加热”键，则单片机自动将预加热温度设置为80并开始加热，送出一个加热信号，并点亮加热指示灯；若按“温度设置”键，则进入预加热温度设置界面，此时数码管闪烁显示预设置温度，此时通过按键“”和“”进行设置温度，预设置温度按“5”递增或递减，设置好温度后再按一次“温度设置”键确定，单片机保存预设置温度，并开始加热。此时单片机通过数码管显示实时检测的温度并和预设置温度进行对比，如果实测温度大于或等于预设置温度，则单片机发出停止加热信号并熄灭加热指示灯，点亮保温指示灯，且当超过预设温度时发出报警；当温度下降到预设置温度以下5度时，单片机再次发出加热信号，同时熄灭保温指示灯，点亮加热指示灯，依次循环控制。53数据测试1静态数据测试取一桶净水，改变它的温度，观察数码管上显示的温度值，并用温度计进行测温，记录两组数据，比较差异。记录表如下表51静态温度数据测试表温度123456显示温度234763778490测量温度244763808491有测试数据可知，本系统测温结果与温度计测温基本一致，能满足设计，证明了设计的合理性。2动态数据测试进行温度设定，通过设定温度值（75），观察加热管的加热情况，以及数码管的显示值，再用温度计测量水温，每隔一段时间记录一次数据，将两组值进行比较。记录表如下设定前温度为25表52静态温度数据测试表组数分组12345678910111213显示温度25293439424853586267707375测量温度25283438424953596367717475通过上表可看出在加热的过程中,显示的温度与实测的温度近似一样,说明系统的设计达到精度要求,但还是略有偏差,基本不影响设计结果。整个测试过程表明设计达到了任务书的要求，证明了该方案是合理可行的，顺利完成了设计，达到了预想结果。54社会效益随着电子技术的发展，特别是随着大规模集成电路的产生，给人们的生活带来了根本性的变化，如果说微型计算机的出现使现代的科学研究得到了质的飞跃，那么单片机技术的出现则是给现代工业控制测控领域带来了一次新的革命。目前，单片机在工业控制系统诸多领域得到了极为广泛的应用。特别是其中的C51系列的单片机的出现，具有更好的稳定性，更快和更准确的运算精度，推动了工业生产，影响着人们的工作和学习。现代工业设计、工程建设及日常生活中常常需要用到温度控制,早期温度控制主要应用于工厂中，例如钢铁的水溶温度，不同等级的钢铁要通过不同温度的铁水来实现，这样就可能有效的利用温度控制来掌握所需要的产品了。在现代社会中，温度控制不仅应用在工厂生产方面，其作用也体现到了各个方面，随着人们生活质量的提高，酒店厂房及家庭生活中都会见到温度控制的影子，温度控制将更好的服务于社会。55经济效益当前社会上的饮水机种类繁多，功能差异也很大，而人们的生活水平提高很快，生活中，人们的对饮水机功能的要求也越来越高，就目前来看，最先进的饮水机都具备温度控制系统的，而且都有自动控制功能，可以人为设定温度，具有这样功能的饮水机已经成为目前饮水机市场的主流产品，就这样的形式来看，市场对这类产品的要求数量还在不断增加，因此，开发本系统是很有市场前景的。本设计的特点是电路结构简单、功能强大，主要是利用单片机实现总体功能。由于考虑到成本的原因，设计从一开始就选择使用性价比最高的器件，因为所有的器件都是自己亲自去买，因此，整个系统的成本也很清楚，经过计算，硬件的成本大概在90元人民币左右，如果本系统大批量生产，加上包装等各项费用大概在100远左右。经过市场调研，在目前市面上，具有同等功能的饮水机的价格平均为180元左右。以非常有竞争力的零售价160元为基准，按照一般的市场规律厂家的出厂价定在120元。这样如果能够很好的宣传、推广的话，本产品将有很大的经济效益。第6章总结与展望通过本次的设计，使我们不仅对单片机这门课程有了更深刻的认识，懂得了如何运用课本知识结合实际来完成定时器的显示和编程方法以及数码显示电路的驱动方法，使我们能够很快的适应现代控制技术发展的需求，同时也提高了我们的思维能力和实际操作能力，为以后更好的走上工作岗位奠定了坚实的基础。另外，这次的设计还让我更进一步的认识了关于AT80C51等芯片的引脚功能以及使用方法，使我学会了应用不同的芯片来配合完成整个设计的操作。在做硬件电路的这段时间里，从思考设计到对电路的调试经过了许多困难。同样在对软件进行设计时，也可为一路坎坷。但是通过对软硬件不断撞墙，不断思考解决问题的过程中，我学会了很多东西，同时对单片机也有了更深的认识。在做设计的时候，很需要耐心和对事物的细心，很多时候一个简单问题的一个简单的疏忽就会导致整个电路的不工作，只有不断的检查不断的调试，才能真正完成一个设计的制作。只有不断的发现问题解决问题，才能从问题中改变自己，提升自己对单片机的能力。此设计虽然能够完成温度的显示和控制，但功能和精度有待于进一步提高。以后可以通过加入PID算法优化控制功能，并通过液晶显示屏实时显示温度。致谢三年的大学，匆匆而过，毕业设计是我们三年所学的一个体现，经历半年的努力，此次毕业设计即将结束。在设计的过程中，慢慢的学习，逐渐的巩固大学所学的知识，期间有艰苦，有辛酸，也有欣喜，有快乐。这次设计为我们打开了以后面向实际应用的大门，为我们以后做各项工作和进一步学习奠定了基础。它好比一个灯塔，为我们指明了远行的航向；好比一颗启明星，为我们指明了前进的道路。本设计的顺利完成,要感谢我的指导老师欧老师。在论文的写作过程中，导师给了我许许多多的帮助。欧老师学识渊博、治学严谨，待人平和，使我不仅学到了扎实的专业知识，也学到了很多待人处事道理。在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富，使我终身受益。参考文献L乐建波温度控制系统化学工业出版社2谢自美电子线路设计实验测试（第二版）武汉华中科技大学出版社，2000年3武庆生、仇梅单片机原理与应用西安电子科技大学出版社，199824谭浩强。C程序设计北京清华大学出版社，1999年5华中理工大学电子学教研室电子技术基础数字部分（第四版）高等教育出版社200066王彬任艳颖DIGITALICSYSTEMDESIGN西安电子科技大学出版社,200597赵丽娟邵欣编著基于单片机的温度监控系统的设计与实现机械制造8郭炳坤简单的恒温箱温控电路J仪器与未来,1991附录1MODERNCOMPUTERTECHNOLOGY,INDUSTRIALREVOLUTION,THEWORLDECONOMYFROMTHECAPITALINTOTHEECONOMYTOKNOWLEDGEECONOMYFIELDINTHEELECTRONICWORLD,FROMTHE20THCENTURYINTOTHEERAOFRADIOTOCOMPUTERTECHNOLOGYINTHE21STCENTURYASTHECENTEROFTHEINTELLIGENTMODERNERAOFELECTRONICSYSTEMSTHEBASICCOREOFMODERNELECTRONICSYSTEMSAREEMBEDDEDCOMPUTERSYSTEMSREFERREDTOASEMBEDDEDSYSTEMS,WHILETHEMICROCONTROLLERISTHEMOSTTYPICALANDMOSTEXTENSIVEANDMOSTPOPULAREMBEDDEDSYSTEMS1,RADIOHASCREATEDGENERATIONSOFEXCELLENCEINTHEWORLDFIFTIESANDSIXTIESINTHE20THCENTURY,THEMOSTREPRESENTATIVEOFTHEADVANCEDELECTRONICTECHNOLOGYISWIRELESSTECHNOLOGY,INCLUDINGRADIOBROADCASTING,RADIO,WIRELESSCOMMUNICATIONSTELEGRAPH,AMATEURRADIO,RADIOPOSITIONING,NAVIGATIONANDOTHERTELEMETRY,REMOTECONTROL,REMOTETECHNOLOGYEARLYTHATTHESEELECTRONICTECHNOLOGYLEDMANYYOUNGPEOPLEINTOTHEWONDERFULDIGITALWORLD,RADIOSHOWWASAWONDERFULLIFE,THEPROSPECTSFORSCIENCEANDTECHNOLOGYELECTRONICSBEGANTOFORMANEWDISCIPLINERADIOELECTRONICS,WIRELESSCOMMUNICATIONSBEGANEWORLDJOURNEYRADIOTECHNOLOGYNOTONLYASAREPRESENTATIVEOFADVANCEDSCIENCEANDTECHNOLOGYATTHATTIME,BUTALSOFROMPOPULARTOPROFESSIONALFIELDSOFSCIENCE,ATTRACTINGTHEYOUNGPEOPLEANDENABLETHEMTOFINDALOTOFFUNOREFROMTHEBEDSIDETOTHESUPERHETERODYNERADIORADIOREPORTISSUEDFROMTHERADIOAMATEURRADIOSTATIONSFROMTHETELEPHONE,ELECTRICBELLTOTHERADIOCONTROLMODELBECAMEPOPULARYOUTHRADIOTECHNOLOGY,SCIENCEANDTECHNOLOGYEDUCATIONISTHEMOSTPOPULARANDMOSTEXTENSIVECONTENTSOFAR,MANYOFTHEOLDERGENERATIONOFENGINEERS,EXPERTS,PROFESSOROFTHEYEARARERADIOENTHUSIASTSFUNRADIOTECHNOLOGY,RADIOTECHNOLOGY,COMPREHENSIVETRAINING,FROMBASICPRINCIPLESOFELECTRONICS,ELECTRONICCOMPONENTSTOTHERADIOBASEDREMOTECONTROL,TELEMETRY,REMOTEELECTRONICSYSTEMS,HASTRAINEDSEVERALGENERATIONSOFTECHNOLOGICALEXCELLENCE2,FROMTHEPOPULARITYOFTHERADIOERATOERAOFELECTRONICTECHNOLOGYTHEEARLYRADIOTECHNOLOGYTOPROMOTETHEDEVELOPMENTOFELECTRONICTECHNOLOGY,MOSTNOTABLYELECTRONICVACUUMTUBETECHNOLOGYTOSEMICONDUCTORELECTRONICTECHNOLOGYSEMICONDUCTORTECHNOLOGYTOREALIZETHEACTIVEDEVICEMINIATURIZATIONANDLOWCOST,SOMOREPOPULARWITHRADIOTECHNOLOGYANDINNOVATION,ANDTOGREATLYBROADENTHENUMBEROFNONRADIOCONTROLAREASTHEDEVELOPMENTOFSEMICONDUCTORTECHNOLOGYLEADTOTHEPRODUCTIONOFINTEGRATEDCIRCUIT,FORMINGTHEMODERNELECTRONICTECHNOLOGYLEAPFROMDISCRETEELECTRONICSINTOTHEERAOFERAOFINTEGRATEDCIRCUITSELECTRONICDESIGNENGINEERSNOLONGERUSETHEDISCRETEELECTRONICCOMPONENTSDESIGNEDCIRCUITMODULES,ANDDIRECTSELECTIONOFINTEGRATEDCIRCUITCOMPONENTSCONSTITUTEASINGLESYSTEMTHEYFREEDTHEDESIGNOFTHECIRCUITUNITDEDICATEDTOSYSTEMDESIGN,GREATLYLIBERATINGTHEPRODUCTIVEFORCESOFSCIENCEANDTECHNOLOGY,PROMOTETHEWIDERSPREADOFELECTRONICSYSTEMSSEMICONDUCTORINTEGRATEDCIRCUITSINTHEBASICDIGITALLOGICCIRCUITSFIRSTBREAKTHROUGHALARGENUMBEROFDIGITALLOGICCIRCUITS,SUCHASGATES,COUNTERS,TIMERS,SHIFTREGISTERS,ANDANALOGSWITCHES,COMPARATORS,ETC,FORTHEELECTRONICDIGITALCONTROLPROVIDESEXCELLENTCONDITIONSFORTHETRADITIONALMECHANICALCONTROLTOELECTRONICCONTROLPOWERELECTRONICDEVICESANDSENSORTECHNOLOGYTOMAKETHEORIGINALTOTHERADIOASTHECENTEROFELECTRONICTECHNOLOGYTURNEDTOMECHANICALENGINEERINGINTHEFIELDOFDIGITALCONTROLSYSTEMS,TESTINGINTHEFIELDOFINFORMATIONCOLLECTION,MOVEMENTOFELECTRICALMECHANICALSERVODRIVECONTROLOBJECTSEMICONDUCTORANDINTEGRATEDCIRCUITTECHNOLOGYWILLBRINGUSAUNIVERSALAGEOFELECTRONICTECHNOLOGY,WIRELESSTECHNOLOGYASTHEFIELDOFELECTRONICTECHNOLOGYAPARTOF70YEARSINTOTHE20THCENTURY,LARGESCALEINTEGRATEDCIRCUITAPPEAREDTOPROMOTETHECONVENTIONALELECTRONICCIRCUITUNITSPECIFICELECTRONICSYSTEMSDEVELOPMENTMANYELECTRONICSYSTEMSUNITINTOADEDICATEDINTEGRATEDDEVICESSUCHASRADIOS,ELECTRONICCLOCKS,CALCULATORS,ELECTRONICENGINEERSINTHESEAREASFROMTHECIRCUIT,THESYSTEMDESIGNEDTODEBUGINTOTHEDEVICESELECTION,PERIPHERALDEVICEADAPTERWORKELECTRONICTECHNOLOGY,ANDELECTRONICPRODUCTSENRICHED,ELECTRONICENGINEERSTOREDUCETHEDIFFICULTY,BUTATTHESAMETIME,RADIOTECHNOLOGY,ELECTRONICTECHNOLOGYHASWEAKENEDTHECHARMTHEDEVELOPMENTOFSEMICONDUCTORINTEGRATEDCIRCUITSCLASSICALELECTRONICSYSTEMSAREMATURING,REMAININTHELARGESCALEINTEGRATEDCIRCUITOTHERTHANTHESHRINKINGOFELECTRONICTECHNOLOGY,ELECTRONICTECHNOLOGYISNOTTHEOLDDAYSOFRADIOFUNTIMESANDCOMPREHENSIVEENGINEERINGTRAINING3,FROMTHECLASSICERAOFELECTRONICTECHNOLOGYTOMODERNELECTRONICTECHNOLOGYOFTHETIMES80YEARSINTOTHE20THCENTURY,THECENTURYOFECONOMICCHANGEISTHEMOSTIMPORTANTREVOLUTIONINTHECOMPUTERTHECOMPUTERREVOLUTIONINTHEMOSTIMPORTANTSIGNISTHEBIRTHOFTHECOMPUTEREMBEDDEDAPPLICATIONSMODERNCOMPUTERNUMERICALREQUIREMENTSSHOULDBEBORNALONGPERIODOFTIME,ISTODEVELOPTHEMASSIVECOMPUTERNUMERICALDUTYBUTTHECOMPUTERSHOWSTHELOGICOPERATION,PROCESSING,CONTROL,ATTRACTINGEXPERTSINTHEFIELDOFELECTRONICCONTROL,THEYWANTDEVELOPMENTTOMEETTHECONTROLOBJECTREQUIREMENTSOFEMBEDDEDAPPLICATIONS,COMPUTERSYSTEMSIFYOUMEETTHEMASSIVEDATAPROCESSINGCOMPUTERSYSTEMKNOWNASGENERALPURPOSECOMPUTERSYSTEM,THENTHESYSTEMCANBETHEEMBEDDEDOBJECTSUCHASSHIPS,AIRCRAFT,MOTORCYCLES,ETCINACOMPUTERSYSTEMCALLEDTHEEMBEDDEDCOMPUTERCLEARLY,BOTHTHEDIRECTIONOFTECHNOLOGYDEVELOPMENTAREDIFFERENTTHEFORMERREQUIRESMASSIVEDATASTORAGE,HANDLING,PROCESSINGANDANALYSISOFHIGHSPEEDDATATRANSMISSIONWHILETHELATTERREQUIRESRELIABLEOPERATIONINTHETARGETENVIRONMENT,THEEXTERNALPHYSICALPARAMETERSONHIGHSPEEDACQUISITION,ANALYSISANDPROCESSINGLOGICANDTHERAPIDCONTROLOFEXTERNALOBJECTSITWILLADDANEARLYGENERALPURPOSECOMPUTERDATAACQUISITIONUNIT,THEOUTPUTDRIVERCIRCUITRELUCTANCETOFORMAHEATTREATMENTFURNACETEMPERATURECONTROLSYSTEMTHISGENERALPURPOSECOMPUTERSYSTEMISNOTPOSSIBLEFORMOSTOFTHEELECTRONICSYSTEMUSED,ANDTOMAKEGENERALPURPOSECOMPUTERSYSTEMMEETSTHEREQUIREMENTSOFEMBEDDEDAPPLICATIONS,WILLINEVITABLYAFFECTTHEDEVELOPMENTOFHIGHSPEEDNUMERICPROCESSINGINORDERTOSOLVETHECONTRADICTIONBETWEENTHEDEVELOPMENTOFCOMPUTERTECHNOLOGY,INTHE20THCENTURY70S,SEMICONDUCTOREXPERTSANOTHERWAY,INFULLACCORDANCEWITHTHEELECTRONICSYSTEMEMBEDDEDCOMPUTERAPPLICATIONREQUIREMENTS,AMICROCOMPUTERSBASICSYSTEMONACHIP,THEFORMATIONOFTHEEARLYSCMSINGLECHIPMICROCOMPUTERAFTERTHEADVENTOFSINGLECHIPINTHECOMPUTERINDUSTRYBEGANTOAPPEARINTHEGENERALPURPOSECOMPUTERSYSTEMSANDEMBEDDEDSYSTEMSTHETWOBRANCHESSINCETHEN,BOTHTHEEMBEDDEDSYSTEM,ORGENERALPURPOSECOMPUTERSYSTEMSHAVEBEENDEVELOPEDRAPIDLYALTHOUGHTHEEARLYGENERALPURPOSECOMPUTERCONVERTEDTHEEMBEDDEDCOMPUTERSYSTEMS,ANDREALEMBEDDEDSYSTEMBEGANINTHEEMERGENCEOFSCMBECAUSETHEMICROCONTROLLERISDESIGNEDSPECIFICALLYFOREMBEDDEDAPPLICATIONS,THEMCUCANONLYACHIEVEEMBEDDEDAPPLICATIONSMCUEMBEDDEDAPPLICATIONSTHATBESTMEETENVIRONMENTALREQUIREMENTS,FOREXAMPLE,CHIPLEVELPHYSICALSPACE,LARGESCALEINTEGRATEDCIRCUITSLOWCOST,GOODPERIPHERALINTERFACEBUSANDOUTSTANDINGCONTROLOFINSTRUCTIONACOMPUTERSYSTEMMICROCONTROLLERCORE,EMBEDDEDELECTRONICSYSTEMS,INTELLIGENTELECTRONICSYSTEMSFORTHEFOUNDATIONTHEREFORE,THECURRENTSINGLECHIPELECTRONICSYSTEMINWIDESPREADUSEOFELECTRONICSYSTEMSTOENABLERAPIDTRANSITIONTOTHECLASSICALMODERNINTELLIGENTELECTRONICSYSTEMS4,SINGLECHIPTOCREATETHEMODERNERAOFELECTRONICSYSTEMS1MICROCONTROLLERANDEMBEDDEDSYSTEMSEMBEDDEDCOMPUTERSYSTEMSFROMEMBEDDEDAPPLICATIONS,EMBEDDEDSYSTEMSFOREARLYGENERALPURPOSECOMPUTERADAPTEDTOTHEOBJECTSYSTEMEMBEDDEDINAVARIETYOFELECTRONICSYSTEMS,SUCHASTHESHIPSAUTOPILOT,ENGINEMONITORINGSYSTEMSEMBEDDEDSYSTEMISPRIMARILYACOMPUTERSYSTEM,FOLLOWEDBYITBEINGEMBEDDEDINTOTHEOBJECTSYSTEM,OBJECTSINTHEOBJECTSYSTEMTOACHIEVEREQUIREDDATACOLLECTION,PROCESSING,STATUSDISPLAY,THEOUTPUTCONTROLFUNCTIONS,ASEMBEDDEDINTHEOBJECTSYSTEM,EMBEDDEDSYSTEMCOMPUTERDOESNOTHAVEANINDEPENDENTFORMANDFUNCTIONOFTHECOMPUTERSCMISENTIRELYINACCORDANCEWITHTHEREQUIREMENTSOFEMBEDDEDSYSTEMDESIGN,SOSCMISTHEMOSTTYPICALEMBEDDEDSYSTEMSSCMISTHEEARLYAPPLICATIONOFTECHNICALREQUIREMENTSINACCORDANCEWITHTHEDESIGNOFEMBEDDEDCOMPUTERCHIPINTEGRATION,HENCETHENAMESINGLECHIPSUBSEQUENTLY,THEMCUEMBEDDEDAPPLICATIONSTOMEETTHEGROWINGDEMANDSOFITSCONTROLFUNCTIONSANDPERIPHERALINTERFACEFUNCTIONS,INPARTICULAR,HIGHLIGHTTHECONTROLFUNCTION,SOHASINTERNATIONALNAMETHESINGLECHIPMICROCONTROLLERMCU,MICROCONTROLLERUNIT2MCUMODERNELECTRONICSYSTEMSCONSISTINGOFELECTRONICSYSTEMSWILLBECOMEMAINSTREAMMCUISADEVICELEVELCOMPUTERSYSTEMS,ITCANBEEMBEDDEDINTOANYOBJECTSYSTEMTOACHIEVEINTELLIGENTCONTROLSMALLTOMICROMACHINERY,SUCHASWATCHES,HEARINGAIDSLOWCOSTINTEGRATEDDEVICELEVEL,LOWTOAFEWDOLLARS,TENDOLLARS,ENOUGHTOSPREADTOMANYCIVILIANSCMAPPLIANCES,ELECTRONICTOYSTOGOSCMCONSTITUTESAMODERNELECTRONICSYSTEMSHASINDEPTHTOTHEHOUSEHOLDS,ARECHANGINGOURLIVES,SUCHASHOMEAUDIO,TELEVISIONS,WASHINGMACHINES,MICROWAVEOVENS,TELEPHONES,SECURITYSY