谈单片机控制系统设计调试

【摘要】单片机控制技术是现代社会应用广泛性非常强的一种类型的技术。单片机作为整个运行系统中发挥重要作用的结构，需要通过整体的控制系统达到控制效果，发挥应有的作用。系统的设计与调试工作需要结合具体的应用背景以及实际应用中的技术要点要求开展，不仅要考虑单片机的实际应用效果，对于这种结构的应用合理性也要进行全面地控制。本文重点从设计工作和调试工作两个重点的方面入手探讨单片机的实际应用。

【关键词】单片机；控制系统；设计；调试

单片机控制系统是现代网络系统运行的一个核心构件，起到一定程度和范围的控制作用，在按照既定流程完成了单片机的设计安装后，实际运行中还可能存在一些问题和不足，需要结合具体的运行环境要求进行调试。

1单片机控制系统的整体概述

在对控制系统进行设计维度和调试维度的研究前，需要首先对单片机的结构进行全面掌握。在整个运行控制系统中，最为核心的结构是CPU结构。其本身的运行状态和运行效率对于系统控制效果会产生非常直接的影响。当CPU结构的运行状态相对稳定，意味着系统的运行状态在稳定性和便捷性上也能够达到很强的程度，从本文探讨的设计角度上来说，整体的系统设计工作具有很强的综合性，需要全面考虑多方面因素的影响，并且对整个系统中关键环节的设备和零件进行有效筛选，对于一个单片机控制系统而言，变送器结构和单片机设备本身是发挥重要作用的设备，需要在系统设计前期进行合理的筛选应用。另外，设计工作的开展还要考虑系统运行的软件条件问题，尽可能选择与实际应用需求匹配的软件系统和运行设备作为设计工作开展的基础。在具体的软硬件设备筛选环节，不仅要同步考虑软件和硬件系统本身的质量水平，更需要结合单片机运行系统的实际应用需求，通过合理的设计将适当的软件和硬件设备全面应用在系统的设计环节中。避免由于既定设备的选择和应用不当给整个运行系统的运行状态和质量造成不良的影响。从实际出发观察，部分软硬件选择不当的情况不仅会导致整个系统的设计成本有所提高，实际的应用效果也反而会出现问题。下图1为一个单片机控制系统的运行结构图。

2常规设计方案阐述

整体的设计工作开展是一个系统而复杂的过程，其中不仅包含有很高的技术要求，对于整个系统在设计后运行的协调性也提出了较高的要求。因此，在开展整体的设计工作前，需要制定相对完善的设计方案，具体的设计工作步骤如下。

2.1设计前期的整体规划

对于单片机控制系统来说，不同的应用需求在具体的设计方式和设计效果的要求上都会存在差异。因此，需要在设计工作开展前结合具体的设计环境和设计要求进行全面的分析和把握，主要的方式是针对被控制的对象进行分析和研究，被控制对象是控制工作开展的主体，针对控制对象的具体要求和系统运行的状态要求进行调查分析，是为了保证设计效果与实际运行需求相匹配。从宏观上来讲，针对单片机运行系统的控制方案具有一定的多样性特征，也就是说，设计工作的开展在切入点和切入方式上可以有多种不同类型的选择，需要设计人员在前期通过充分的调查研究对整个系统的设计方式和设计要求进行全面的掌握，从而为科学合理地设计提供重要的基础。

2.2设计过程的要点

从设计工作开展本身的角度上来说，单片机系统的控制设计中，针对不同类型的运行元件进行检测是非常关键的环节。检测工作的开展一方面是为了对元件的运行状态进行充分准确地了解。另一方面也是为了针对不同元件在设计系统中发挥的具体作用进行更为准确全面地把握。而且从元件本身的质量检测角度上来说，不同元件在运行过程中或者正常运行状态下的参数指标是存在差异的，针对相应参数的准确性进行检验也是非常重要的一项工作。除了在整体设计过程中把握住关键环节的设计要点，系统运行的环境也是影响设计工作效果的关键环节。因此，设计人员还应当针对系统运行的现实环境进行全面的控制和把握。了解不同的运行环境对设计工作开展的实际要求。从而在设计工作中落实不同的要求。从具体操作的角度上来讲，单片机的执行机构是其作用发挥得核心机构，在不同环境的影响下，针对这部分的设计工作要从了解机构运行的基本原理开始，在遵循设计原理，并充分考虑环境因素影响的情况下，方可对实际的设计效果起到一定的保障性作用。

3软硬件设计具体分析

从整体运行系统的角度上分析，整个单片机控制系统包括了软件系统和硬件系统两部分。不同的系统运行在具体设计环节的要求和设计要点存在差异，下文分别结合软件系统和硬件系统的设计进行分析研究。

3.1硬件设计分析

在单片机的系统结构中，硬件系统是具有丰富性特征的，但从设计应用功能的重要性角度上分析，可知接口设计和集成区域设计是比较重要的两个组成部分。随着实际应用需求在复杂性上的提升，单片机的设计中对既有结构的拓展成为现阶段研究和更新的一项重点内容。具体来说，关于接口和集成区域的拓展设计可从以下两方面入手进行。①购买质量过硬的成品接口板结构，发挥接口作用。但采取这种方式需要设计人员对既有的系统运行结构和运行需求进行分析，从而确保直接购买的接口板能够顺利融入系统的整体运行结构中，正常地发挥作用。②结合控制系统的实际需求针对芯片区域进行合理设计。芯片结构时整个系统得以正常运行的核心环节，只有芯片本身的质量和功能达到预期的要求，整体的运行设计效果才能得以实现。在实际应用中，需要设计者根据具体的系统运行要求和外部环境条件的特征选择硬件设计的模式，并且重视不同合计方案背景下相关产品的合理选择，从而切实达到更好地硬件设计效果。最后，硬件系统的质量层次预期价值成本支出具有一定的相关性。系统设计人员在购买和应用硬件系统设备时，也需要在一定程度上考虑成本支出的问题，结合实际的设计工作预算合理选择相关设备和零件。

3.2软件设计分析

软件系统是整个单片机运行系统得以有效运行的关键环节，很多运行控制功能都需要依靠软件系统的作用发挥得以执行。从功能上来讲，软件系统在整个单片机控制系统中主要起到宏观上的管理和控制作用。从基础的环节出发进行考虑，软件系统的设计不仅要考虑其自身运行的需求，更要注重与硬件设备的运行匹配程度，为了提高软件设计的合理性，通常情况下设计阶段就会融入自诊断程序作为设计效果的监督和支持，在程序正常运行的情况下，可以实现对现阶段设计运行状态的检验，发现可能存在安全隐患和设计运行效果问题的区域，且当自诊断程序发现问题后，还可以实现针对性地预警作用，最终帮助管理人员找到问题的引发原因，并采取措施及时解决问题。

4控制系统的调试分析

调试工作是在单片机控制系统的运行设计环节完成后，基于提高其实际应用的顺畅性开展的一项辅助性工作，其对于单片机的整体运行状态都会产生重要的影响。在调试环节的工作开展中，掌握科学的方法开展调试工作是非常关键的。

4.1硬件调试方法

针对硬件设备的调试工作，重点在于针对不同的硬件设备的参数指标进行合理的调试，在因古剑设备的调试中，比较常见的问题是参数指标缺乏合理性，设备本身的运行状态异常等。这种现象对于整个系统的正常运行会产生非常直接的影响。在进行硬件调式时，需要注意的关键性问题在于，通过调试维持不同硬件设备作用的最大化发挥，为了全面做好硬件调试工作，通常情况下都是通过设置一台专门的实验样机的方式，针对实验样机进行全面调试和控制，并且对调试后的效果进行反复检验。从而确保在实际的真机调试环节中快速找到合理的调试方案和有效地调试方法完成调试工作的要求。在样机背景下，即使调试工作中出现实际问题，也比较容易及时进行控制。

4.2仿真调试方法

仿真的模式，是最大化的接近实际运行状态的模式，在这种模式下开展调试工作对于优化调试效果，发现实际问题有重要的作用。所谓的仿真调试，是从实际运行的角度设置的一种更接近于实际运行状态的调试方法。在仿真调试的背景下，整个设备的运行都有电力系统的支持，这意味着电路的工作情况也可以在调试过程中进行把控，而且当遇到一些具体情况时，也便于设计人员将既定的设计方案与设备的实际运行状态进行对比分析，提高整体运行控制工作的有效性。但实际参与工作的技术人员来讲，对这部分工作人员提出了较高的技术性要求，并且还需要其具备一定的工作经验。最大化地将可能出现的问题都在仿真调试的环节进行提出，并提出相应的解决措施。最后，针对仿真调试的背景下，针对软件系统的调试也可以完成先对软件的编制环节进行调试，随后再进行实体中的调试运行操作。在整体调试工作中开展完成后，需要进行专业的检验。

5结束语

综合来讲，单片机控制系统的设计和调试工作需要充分考虑设计控制对象和外部环境等多方面因素的影响。尤其是在单片机运行控制系统的功能要求越来越复杂的情况下，设计工作的开展更需要重视合理性和匹配性，整体的设计工作不仅对工作人员的技术水平提出了较高的要求，部分工作人员在调试工作的开展中还需要具备丰富的工作经验。这意味着整体的设计和调试工作在难度和复杂性上都是非常高的，应当结合实际应用需求做好科学地调试和设计，充分发挥单片机控制系统的作用。

参考文献

[1]张家田,董秀莲.单片机控制系统的设计与调试方法[J].现代电子技术,2002(9):4-7.

[2]赵昊淳.单片机技术在电气传动控制系统中的应用与现代研究[J].科学与信息化,2017(35):65,68.

作者：陈汉文 单位：长江大学文理学院