目前单片机系统在军用、民用及工业产品中的应用越来越广泛，其硬件实现的功能均由软件来完成，体积小，功能丰富，智能化程度高。单片机最显著的特点就是数据采集，由于各行业的快速发展，数据采集技术也得到了迅速的发展，因此单片机数据采集技术也成为一种应用十分广泛的电子技术。随着数字技术的不断发展，数据采集技术也呈现出速度更快、通道更多、数据量更大的发展趋势。数据采集是工业生产中非常重要的一个环节，只有检测出与生产现场有关的信号，才能判断生产过程是否正常，是否符合控制要求，充分发挥计算机的特点。本文就单片机系统的实际要求介绍如下。
系统设计
1、单片机的硬件系统由单片机、A/D转换器、显示驱动电路等组成。一般在硬件电路设计完成后，系统中应选用符合单片机应用系统的标准化、模块化的典型电路和常规电路。相关器件和相关电路的性能要匹配，当外围电路较多时，还应考虑驱动能力。在硬件设计中，可靠性和抗干扰性是必不可少的。这与硬件系统本身有关，所以要重视。
2、对硬件的总体电路设计及各电路的组成进行阐述。系统软件可分为数据采集、数据显示、数据传输和数据存储四个基本功能。软件系统包括主程序、系统监控、定时/中断等子程序。
主程序是整个通用数据采集系统的主体部分，由自检及初始化模块、MD转换程序模块、显示驱动模块、监控程序模块、关键程序模块、数据上传通讯模块、数据时序存储模块等几个模块组成。这些模块中有的还包含子模块，使用时由上级模块调用下级模块，各部分相互独立又相互联系。主程序首先对系统进行初始化，正常运行后进入数据采集软件主程序，使用默认配置参数设置系统的采集通道数，完成数据采集、数据显示、数据传送、数据时序存储等基本功能。
单片机系统性能指标及加密技术
1、抗干扰特性。通常在各种工业设计环境中都会遇到不同形式的干扰。单片机数据采集系统是软件和硬件的结合体，因此设计者应从软件和硬件两个方面加以消除。将各种抗干扰方法结合起来，相互补充、相互提高，才能保证系统可靠、安全、正确地运行。单片机系统受到干扰后，会集中在几个方面：控制状态失灵、采集数据误差大、数据乱码、程序运行失控。这些干扰是由内因和外因引起的，因此应从软件和硬件两个方面采取有效措施加以解决。
硬件系统的抗干扰是预防和抵抗的概念。即消除和抑制干扰源：降低系统对干扰信号的敏感度；切断干扰对系统的耦合。相应的措施有隔离、屏蔽、接地、提高信噪比、滤波、电压保护等。软件抗干扰主要是通过软件的合理编写来降低单片机系统对干扰的敏感度。解决技术有指令冗余技术、软件陷阱技术、“看门狗”技术、数字滤波技术等方法。
2、可靠性。系统可靠性的关键在于系统本身能否有效地抑制运行过程中出现的各种干扰信号和直接来自系统外部的干扰信号。有缺陷的系统往往在运行过程中措施不充分，对可能出现的潜在问题考虑不周，当干扰信号真正到来时，系统就可能陷入困境。因此，可靠性设计应从避免错误、容错、合理性、环境适应性等方面进行设计。
单片机硬件系统的硬件可靠性设计主要有三种做法： 选用高可靠性的元器件。这是从硬件本身的设计入手的。 从硬件制作步骤上提高可靠性： 提高系统设计的合理性。这是使各种器件的速度、电平、温度性能和可靠性水平相匹配。并选择合理的系统时钟、合理的布局等来提高系统的合理性。 根据人为环境的特点采取相应的可靠性措施。这是从人的因素和环境的因素两个方面采取不同的措施来提高系统相应的抗干扰措施。 软件可靠性设计也是通过提高系统的合理性、根据人为环境的特点采取可靠性措施来实现的。其解决方法在一定程度上类似于提高系统的抗干扰性。
3、加密技术。随着单片机应用领域的不断扩大，产品市场的不断扩大，为保证技术的保密性，开发加密技术已成为一项必不可少的工作。加密的目的是为了保护新产品的核心技术，基本原理是采取可行的措施增加难度，防止原理被测试和软件被修改、复制，从而保护产品不被复制或减少被复制的可能性。
加密分为硬件加密和软件加密，硬件加密的中心思想是使硬件电路的核心部分无法破译，因此可以采用总线烧录法、总线扰频法、RAM替换法、GAL器件等对EPROM中的软件进行加密，并采用多片机结构解决加密问题。软件加密的思想是对程序和数据进行处理，具体是插入多条跳转指令降低程序的可读性，在程序模块之间插入一些加密字节，并采用模块化设计方法。
综上所述，单片机系统要满足不同的实际功能，不仅要认真了解系统的应用环境，而且系统前端信号的采集和控制输出也不能出现差错。只有建立可靠的单片机系统，才能为数据采集和处理提供良好的应用环境。因此，单片机系统的安全可靠运行是至关重要的工作。
