簡介
單片機單片機的使用領域已十分廣泛，如智慧型儀表、實時工控、通訊設備、導航系統、家用電器等。各種產品一旦用上了單片機，就能起到使產品升級換代的功效，常在產品名稱前冠以形容詞——“智慧型型”，如智慧型型洗衣機等 。
套用分類
單片機作為計算機發展的一個重要分支領域，根據目前發展情況，從不同角度單片機大致可以分為通用型/專用型、匯流排型/非匯流排型及工控型/家電型。通用型/專用型
這是按單片機適用範圍來區分的。例如，80C51是通用型單片機，它不是為某種專用途設計的；專用型單片機是針對一類產品甚至某一個產品設計生產的，例如為了滿足電子體溫計的要求，在片內集成ADC接口等功能的溫度測量控制電路。
匯流排/非匯流排型
這是按單片機是否提供並行匯流排來區分的。匯流排型單片機單片機普遍設定有並行地址匯流排、數據匯流排、控制匯流排，這些引腳用以擴展並行外圍器件都可通過串列口與單片機連線，另外，許多單片機已把所需要的外圍器件及外設接口集成一片內，因此在許多情況下可以不要並行擴展匯流排，大大減省封裝成本和晶片體積，這類單片機稱為非匯流排型單片機。
控制型/家電型
這是按照單片機大致套用的領域進行區分的。一般而言，工控型定址範圍大，運算能力強；用於家電的單片機多為專用型，通常是小封裝、低價格，外圍器件和外設接口集成度高。顯然，上述分類並不是惟一的和嚴格的。例如，80C51類單片機既是通用型又是匯流排型，還可以作工控用。
發展歷史
單片機而傳統的8位單片機的性能也得到了飛速提高，處理能力比起80年代提高了數百倍。目前，高端的32位Soc單片機主頻已經超過300MHz，性能直追90年代中期的專用處理器，而普通的型號出廠價格跌落至1美元，最高端的型號也只有10美元。
當代單片機系統已經不再只在裸機環境下開發和使用，大量專用的嵌入式作業系統被廣泛套用在全系列的單片機上。而在作為掌上電腦和手機核心處理的高端單片機甚至可以直接使用專用的Windows和Linux作業系統。
主要階段
早期階段SCM即單片微型計算機（SingleChipMicrocomputer）階段，主要是尋求最佳的單片形態嵌入式系統的最佳體系結構。“創新模式”獲得成功，奠定了SCM與通用計算機完全不同的發展道路。在開創嵌入式系統獨立發展道路上，Intel公司功不可沒。中期發展
MCU即微控制器（MicroControllerUnit）階段，主要的技術發展方向是：不斷擴展滿足嵌入式套用時，對象系統要求的各種外圍電路與接口電路，突顯其對象的智慧型化控制能力。它所涉及的領域都與對象系統相關，因此，發展MCU的重任不可避免地落在電氣、電子技術廠家。從這一角度來看，Intel逐漸淡出MCU的發展也有其客觀因素。在發展MCU方面，最著名的廠家當數Philips公司。
Philips公司以其在嵌入式套用方面的巨大優勢，將MCS-51從單片微型計算機迅速發展到微控制器。因此，當我們回顧嵌入式系統發展道路時，不要忘記Intel和Philips的歷史功績。
當前趨勢
SoC嵌入式系統(SystemonChip）式的獨立發展之路，向MCU階段發展的重要因素，就是尋求套用系統在晶片上的最大化解決，因此，專用單片機的發展自然形成了SoC化趨勢。隨著微電子技術、IC設計、EDA工具的發展，基於SoC的單片機套用系統設計會有較大的發展。因此，對單片機的理解可以從單片微型計算機、單片微控制器延伸到單片套用系統。
早期發展史
1971年intel公司研製出世界上第一個4位的微處理器；Intel公司的霍夫研製成功世界上第一塊4位微處理器晶片Intel4004，標誌著第一代微處理器問世，微處理器和微機時代從此開始。因發明微處理器，霍夫被英國《經濟學家》雜誌列為“二戰以來最有影響力的7位科學家”之一。1971年11月，Intel推出MCS-4微型計算機系統（包括4001ROM晶片、4002RAM晶片、4003移位暫存器晶片和4004微處理器）其中4004（下圖）包含2300個電晶體，尺寸規格為3mm×4mm，計算性能遠遠超過當年的ENIAC，最初售價為200美元。
1972年4月，霍夫等人開發出第一個8位微處理器Intel8008。由於8008採用的是P溝道MOS微處理器，因此仍屬第一代微處理器。
1973年intel公司研製出8位的微處理器8080；1973年8月，霍夫等人研製出8位微處理器Intel8080，以N溝道MOS電路取代了P溝道，第二代微處理器就此誕生。
主頻2MHz的8080晶片運算速度比8008快10倍，可存取64KB存儲器，使用了基於6微米技術的6000個電晶體，處理速度為0.64MIPS（MillionInstructionsPerSecond）。
1975年4月，MITS發布第一個通用型Altair8800，售價375美元，帶有1KB存儲器。這是世界上第一台微型計算機。
1976年intel公司研製出MCS-48系列8位的單片機，這也是單片機的問世。
Zilog公司於1976年開發的Z80微處理器，廣泛用於微型計算機和工業自動控制設備。當時，Zilog、Motorola和Intel在微處理器領域三足鼎立。
20世紀80年代初，Intel公司在MCS-48系列單片機的基礎上，推出了MCS-51系列8位高檔單片機。MCS-51系列單片機無論是片內RAM容量，I/O口功能，系統擴展方面都有了很大的提高。
硬體特性
單片機2、系統結構簡單，使用方便，實現模組化。
3、單片機可靠性高，可工作到10^6~10^7小時無故障。
4、處理功能強，速度快。
5、低電壓，低功耗，便於生產攜帶型產品。
6、控制功能強。
7、環境適應能力強。
基本結構
運算器
運算器由運算部件——算術邏輯單元（Arithmetic&LogicalUnit，簡稱ALU）、累加器和暫存器等幾部分組成。ALU的作用是把傳來的數據進行算術或邏輯運算，輸入來源為兩個8位數據，分別來自累加器和數據暫存器。ALU能完成對這兩個數據進行加、減、與、或、比較大小等操作，最後將結果存入累加器。例如，兩個數6和7相加，在相加之前，運算元6放在累加器中，7放在數據暫存器中，當執行加法指令時，ALU即把兩個數相加並把結果13存入累加器，取代累加器原來的內容6。運算器有兩個功能：
(1)執行各種算術運算。
(2)執行各種邏輯運算，並進行邏輯測試，如零值測試或兩個值的比較。
運算器所執行全部操作都是由控制器發出的控制信號來指揮的，並且，一個算術操作產生一個運算結果，一個邏輯操作產生一個判決。
控制器
控制器由程式計數器、指令暫存器、指令解碼器、時序發生器和操作控制器等組成，是發布命令的“決策機構”，即協調和指揮整個微機系統的操作。其主要功能有：(1)從記憶體中取出一條指令，並指出下一條指令在記憶體中的位置。
(2)對指令進行解碼和測試，並產生相應的操作控制信號，以便於執行規定的動作。
(3)指揮並控制CPU、記憶體和輸入輸出設備之間數據流動的方向。
微處理器內通過內部匯流排把ALU、計數器、暫存器和控制部分互聯，並通過外部匯流排與外部的存儲器、輸入輸出接口電路聯接。外部匯流排又稱為系統匯流排，分為數據匯流排DB、地址匯流排AB和控制匯流排CB。通過輸入輸出接口電路，實現與各種外圍設備連線。
主要暫存器
（1）累加器A累加器A是微處理器中使用最頻繁的暫存器。在算術和邏輯運算時它有雙功能：運算前，用於保存一個運算元；運算後，用於保存所得的和、差或邏輯運算結果。（2）數據暫存器DR
數據暫存器通過數據匯流排向存儲器和輸入/輸出設備送（寫）或取（讀）數據的暫存單元。它可以保存一條正在解碼的指令，也可以保存正在送往存儲器中存儲的一個數據位元組等等。
（3）指令暫存器IR和指令解碼器ID
指令包括操作碼和運算元。指令暫存器是用來保存當前正在執行的一條指令。當執行一條指令時，先把它從記憶體中取到數據暫存器中，然後再傳送到指令暫存器。當系統執行給定的指令時，必須對操作碼進行解碼，以確定所要求的操作，指令解碼器就是負責這項工作的。其中，指令暫存器中操作碼欄位的輸出就是指令解碼器的輸入。
（4）程式計數器PC
PC用於確定下一條指令的地址，以保證程式能夠連續地執行下去，因此通常又被稱為指令地址計數器。在程式開始執行前必須將程式的第一條指令的記憶體單元地址（即程式的首地址）送入PC，使它總是指向下一條要執行指令的地址。
（5）地址暫存器AR
地址暫存器用於保存當前CPU所要訪問的記憶體單元或I/O設備的地址。由於記憶體與CPU之間存在著速度上的差異，所以必須使用地址暫存器來保持地址信息，直到記憶體讀/寫操作完成為止。
顯然，當CPU向存儲器存數據、CPU從記憶體取數據和CPU從記憶體讀出指令時，都要用到地址暫存器和數據暫存器。同樣，如果把外圍設備的地址作為記憶體地址單元來看的話，那么當CPU和外圍設備交換信息時，也需要用到地址暫存器和數據暫存器。
套用範圍
單片機單片機廣泛套用於儀器儀表、家用電器、醫用設備、航空航天、專用設備的智慧型化管理及過程控制等領域，大致可分如下幾個範疇：
智慧型儀器
單片機具有體積小、功耗低、控制功能強、擴展靈活、微型化和使用方便等優點，廣泛套用於儀器儀表中，結合不同類型的感測器，可實現諸如電壓、電流、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力等物理量的測量。採用單片機控制使得儀器儀表數位化、智慧型化、微型化，且功能比起採用電子或數字電路更加強大。例如精密的測量設備（電壓表、功率計，示波器，各種分析儀）。工業控制
單片機具有體積小、控制功能強、功耗低、環境適應能力強、擴展靈活和使用方便等優點，用單片機可以構成形式多樣的控制系統、數據採集系統、通信系統、信號檢測系統、無線感知系統、測控系統、機器人等套用控制系統。例如工廠流水線的智慧型化管理，電梯智慧型化控制、各種報警系統，與計算機聯網構成二級控制系統等。家用電器
現在的家用電器廣泛採用了單片機控制，從電飯煲、洗衣機、電冰櫃、空調機、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設備和白色家電等。網路和通信
現代的單片機普遍具備通信接口，可以很方便地與計算機進行數據通信，為在計算機網路和通信設備間的套用提供了極好的物質條件，從手機，電話機、小型程控交換機、樓宇自動通信呼叫系統、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的行動電話，集群移動通信，無線電對講機等。醫用設備領域
單片機在醫用設備中的用途亦相當廣泛，例如醫用呼吸機，各種分析儀，監護儀，超聲診斷設備及病床呼叫系統等等。模組化系統
某些專用單片機設計用於實現特定功能，從而在各種電路中進行模組化套用，而不要求使用人員了解其內部結構。如音樂集成單片機，看似簡單的功能，微縮在純電子晶片中（有別於磁帶機的原理），就需要複雜的類似於計算機的原理。如：音樂信號以數字的形式存於存儲器中（類似於ROM），由微控制器讀出，轉化為模擬音樂電信號（類似於音效卡）。在大型電路中，這種模組化套用極大地縮小了體積，簡化了電路，降低了損壞、錯誤率，也方便於更換。汽車電子
單片機在汽車電子中的套用非常廣泛，例如汽車中的發動機控制器，基於CAN匯流排的汽車發動機智慧型電子控制器、GPS導航系統、abs防抱死系統、制動系統、胎壓檢測等。此外，單片機在工商、金融、科研、教育、電力、通信、物流和國防航空航天等領域都有著十分廣泛的用途。學習方法
基礎理論
單片機紮實的電子技術基礎是學好單片機的關鍵，直接影響單片機學習入門的快慢。有些同學覺得單片機很難，越學越複雜，最後學不下去了。有的同學看書時似乎明白了，可是動起手來卻一塌糊塗，究其原因就是電子技術基礎沒有打好，首先被表面知識給困惑了。
單片機屬於數字電路，其概念、術語、硬體結構和原理都源自數字電路，如果數字電路基礎紮實，對複雜的單片機硬體結構和原理就能容易理解，就能輕鬆地邁開學習的第一步，自信心也會樹立起來。相反，基礎不好，這個看不懂那個也弄不明白，越學問題越多，越學越沒有信心。如果你覺得單片機很難，那就應該先放下單片機教材，去重溫數字電路，搞清楚觸發器、暫存器、門電路、COMS電路、時序邏輯和時序圖、進制轉換等理論知識。理解了這些知識之後再去看看單片機的結構和原理，我想你會大徹大悟，信心倍增。
模擬電路是電子技術最基礎的學科，她讓你知道什麼是電阻、電容、電感、二極體、三極體、場效應管、放大器等等以及它們的工作原理和在電路中的作用，這是學習電子技術必須掌握的基礎知識。一般是先學習模擬電路再去學習數字電路。紮實的模擬電路基礎不僅讓你容易看懂別人設計的電路，而且讓你的設計的電路更可靠，提高產品質量。
單片機的學習離不開編程，在所有的程式設計中C語言運用的最為廣泛。C語言知識並不難，沒有任何編程基礎的人都可以學，在我看來，國中生、高中生、中專生、大學生都能學會。當然，數學基礎好、邏輯思維好的人學起來相對輕鬆一些。C語言需要掌握的知識就那么3個條件判斷語句、3個循環語句、3個跳轉語句和1個開關語句。別小看這10個語句，用他們組合形成的邏輯要多複雜有多複雜。學習時要一條語句一條語句的學，學一條活用一條，全部學過用過這些關鍵語句後，相信你的C基礎建立了。
當基礎打好以後，你會感覺到單片機不再難學了，而且越學越起勁。當單片機乖乖的依照你的邏輯思維和算法去執行指令，實現預期控制效果的時候，成就感會讓你信心十足、夜以續日、廢寢忘食的投入到單片機的世界裡。可以這么說，紮實的電子技術基礎和C語言基礎能增強學習單片機信心，較快掌握單片機技術。
實驗實踐
這是真正學習單片機的過程，既讓人興奮又讓人疲憊，既讓人無奈又讓人不服，既讓人孤獨又讓人充實，既讓人氣憤又讓人欣慰，既有失落感又有成就感。其中的酸甜苦辣只有學過的人深有體會。思想上要有刻苦學習的決心，硬體上要有一套完整的學習開發工具，軟體上要注重理論和實踐相結合。1.有刻苦學習的決心
首先，明確學習目的。先認真回答兩個問題：我學單片機來做什麼？需要多長時間把它學會？這是你學單片機的動力。沒有動力，我想你堅持不了多久。其次，端正學習心態。單片機學習過程是枯燥乏味、孤獨寂寞的過程。要知道，學習知識沒有捷徑，只有循序漸進，腳踏實地，一步一個腳印，才能學到真功夫。再次，要多動腦勤動手。單片機的學習具有很強的實踐性，是一門很注重實際動手操作的技術學科。不動手實踐你是學不會單片機的。最後，虛心交流。在單片機學習過程中每個人都會遇到無數不能解決的問題，需要你向有經驗的過來人虛心求教，否則，一味的自己埋頭摸索會走許多彎路，浪費很多時間。
2.有一套完整的學習開發工具
學習單片機是需要成本的。必須有一台電腦、一塊單片機開發板（如果開發板不能直接下載程式代碼的話還得需要一個編程器）、一套視頻教程、一本單片機教材和一本C語言教材。電腦是用來編寫和編譯程式，並將程式代碼下載到單片機上；開發板用來運行單片機程式，驗證實際效果；視頻教程就是手把手教你單片機開發環境的使用、單片機編程和調試。對於單片機初學者來說，視頻教程必須看，要不然，哪怕把教材看了幾遍，還是不知道如何下手，尤其是院校里的單片機教材，學了之後，面對真正的單片機時可能還是束手無策；單片機教材和C語言教材是理論學習資料，備忘備查。不要為了節約成本不用開發板而光用Protur軟體仿真調試，這和紙上談兵沒什麼區別。
3.要注重理論和實踐相結合
單片機C語言編程理論知識並不深奧，光看書不動手也能明白。但在實際編程的時候就沒那么簡單了。一個程式的形成不僅需要有C語言知識，更多需要融入你個人的編程思路和算法。編程思路和算法決定一個程式的優劣，是單片機編程的大問題，只有在實際動手編寫的時候才會有深切的感悟。一個程式能否按照你的意願正常運行就要看你的思路和算法是否正確、合理。如果程式不正常則要反覆調試(檢查、修改思路和算法)，直到成功。這個過程耗時、費腦、疲精神，意志不堅強者往往被絆倒在這裡半途而廢。
學習編寫程式應該按照以下過程學習，效果會更好。看到例程題目先試著構思自己的編程思路，然後再看教材或視頻教程里的代碼，研究人家的編程思路，注意與自己思路的差異；接下來就照搬人家的思路親自動手編寫這個程式，領會其中每一條語句的作用；對有疑問的地方試著按照自己的思路修改程式，比較程式運行效果，領會其中的奧妙。每一個例程都堅持按照這個過程學習，你很快會找到編程的感覺，取其精華去其糟粕，久而久之會形成你獨特的編程思想。當然，剛開始，看別人的程式原始碼就像看天書一樣，只要硬著頭皮看，看到不懂的關鍵字和語句就翻書查閱、對照。只要能堅持下來，學習收穫會事半功倍。在實踐過程中不僅要學會別人的例程，還要在別人的程式上改進和拓展，讓程式產生更強大的功能。同時，還要懂得通過查閱晶片數據手冊（DATASHEET）里有關晶片命令和數據的讀寫時序來核對別人例程的可靠性，如果你覺得例程不可靠就把它修改過來，成為是你自己的程式。不僅如此，自己應該經常找些項目來做，以鞏固所學的知識和積累更多的經驗。
硬體設計
當編寫自己的程式信手拈來、閱讀別人的程式能夠發現問題的時候，說明你的單片機編程水平相當不錯了。接下來就應該研究硬體了。硬體設計包括電路原理設計和PCB板設計。學習做硬體要比學習做軟體麻煩，成本更高，周期更長。但是，學習單片機的最終目的是做產品開發----軟體和硬體相結合形成完整的控制系統。所以，做硬體也是學習單片機技術的一個必學內容。電路原理設計涉及到各種晶片的套用，而這些晶片外圍電路的設計、典型套用電路和與單片機的連線等在晶片數據手冊（DATASHEET）都能找到答案，前提是要看得懂全英文的數據手冊。否則，照搬別人的設計永遠落在別人的後面，你做的產品就沒有創意。電子技術領域的第一手資料（DATASHEET）都是英文，從第一手資料里你所獲得的知識可能是在教科書、網路文檔和課外讀物等所沒有的知識。雖然有些資料也都是在DATASHEET的基礎上撰寫的，但內容不全面，甚至存在翻譯上的遺漏和錯誤。當然，閱讀DATASHEET需要具備一定的英文閱讀能力，這也是阻礙單片機學習者晉級的絆腳石。良好的英文閱讀能力能讓你在單片機技術知識的海洋里自由遨遊。
做PCB板就比較簡單了。只要懂得使用Protel軟體或AltimDesigner軟體就沒問題了。但要想做的板子布局美觀、布線合理還得費一番功夫了。
嫻熟的單片機C語言編程、會使用Protel軟體或AltimDesigner軟體設計PCB板和具備一定的英文閱讀能力，你就是一個遇強則強的單片機高手了。
抗干擾
在提高硬體系統抗干擾能力的同時，軟體抗干擾以其設計靈活、節省硬體資源、可靠性好越來越受到重視。下面以MCS-51單片機系統為例，對微機系統軟體抗干擾方法進行研究。軟體設計
在工程實踐中，軟體抗干擾研究的內容主要是：一、消除模擬輸入信號的噪聲（如數字濾波技術）；二、程式運行混亂時使程式重入正軌的方法。本文針對後者提出了幾種有效的軟體抗干擾方法。指令冗餘
CPU取指令過程是先取操作碼，再取運算元。當PC受干擾出現錯誤，程式便脫離正常軌道“亂飛”，當亂飛到某雙位元組指令，若取指令時刻落在運算元上，誤將運算元當做操作碼，程式將出錯。若“飛”到了三位元組指令，出錯機率更大。
在關鍵地方人為插入一些單位元組指令，或將有效單位元組指令重寫稱為指令冗餘。通常是在雙位元組指令和三位元組指令後插入兩個位元組以上的NOP。這樣即使亂飛程式飛到運算元上，由於空操作指令NOP的存在，避免了後面的指令被當作運算元執行，程式自動納入正軌。
此外，對系統流向起重要作用的指令如RET、RETI、LCALL、LJMP、JC等指令之前插入兩條NOP，也可將亂飛程式納入正軌，確保這些重要指令的執行。
攔截技術
所謂攔截，是指將亂飛的程式引向指定位置，再進行出錯處理。通常用軟體陷阱來攔截亂飛的程式。因此先要合理設計陷阱，其次要將陷阱安排在適當的位置。
（1）軟體陷阱的設計
當亂飛程式進入非程式區，冗餘指令便無法起作用。通過軟體陷阱，攔截亂飛程式，將其引向指定位置，再進行出錯處理。軟體陷阱是指用來將捕獲的亂飛程式引向復位入口地址0000H的指令。通常在EPROM中非程式區填入以下指令作為軟體陷阱：
（2）陷阱的安排
最後一條應填入020000，當亂飛程式落到此區，即可自動入軌。在用戶程式區各模組之間的空餘單元也可填入陷阱指令。當使用的中斷因干擾而開放時，在對應的中斷服務程式中設定軟體陷阱，能及時捕獲錯誤的中斷。如某套用系統雖未用到外部中斷1，外部中斷1的中斷服務程式可為如下形式：
NOPNOPRETI返回指令可用“RETI”，也可用“LJMP0000H”。如果故障診斷程式與系統自恢復程式的設計可靠、完善，用“LJMP0000H”作返回指令可直接進入故障診斷程式，儘早地處理故障並恢復程式的運行。考慮到程式存貯器的容量，軟體陷阱一般1K空間有2-3個就可以進行有效攔截。
（3）軟體“看門狗”技術
若失控的程式進入“死循環”，通常採用“看門狗”技術使程式脫離“死循環”。通過不斷檢測程式循環運行時間，若發現程式循環時間超過最大循環運行時間，則認為系統陷入“死循環”，需進行出錯處理。
“看門狗”技術可由硬體實現，也可由軟體實現。在工業套用中，嚴重的干擾有時會破壞中斷方式控制字，關閉中斷。則系統無法定時“餵狗”，硬體看門狗電路失效。而軟體看門狗可有效地解決這類問題。
筆者在實際套用中，採用環形中斷監視系統。用定時器T0監視定時器T1，用定時器T1監視主程式，主程式監視定時器T0。採用這種環形結構的軟體“看門狗”具有良好的抗干擾性能，大大提高了系統可靠性。對於需經常使用T1定時器進行串口通訊的測控系統，則定時器T1不能進行中斷，可改由串口中斷進行監控（如果用的是MCS-52系列單片機，也可用T2代替T1進行監視）。
這種軟體“看門狗”監視原理是：在主程式、T0中斷服務程式、T1中斷服務程式中各設一運行觀測變數，假設為MWatch、T0Watch、T1Watch，主程式每循環一次，MWatch加1，同樣T0、T1中斷服務程式執行一次，T0Watch、T1Watch加1。在T0中斷服務程式中通過檢測T1Watch的變化情況判定T1運行是否正常，在T1中斷服務程式中檢測MWatch的變化情況判定主程式是否正常運行，在主程式中通過檢測T0Watch的變化情況判別T0是否正常工作。若檢測到某觀測變數變化不正常，比如應當加1而未加1，則轉到出錯處理程式作排除故障處理。當然，對主程式最大循環周期、定時器T0和T1定時周期應予以全盤合理考慮。限於篇幅不贅述。
硬體技術
單片機系統因干擾復位或掉電後復位均屬非正常復位，應進行故障診斷並能自動恢復非正常復位前的狀態。非正常復位的識別
程式的執行總是從0000H開始，導致程式從0000H開始執行有四種可能：一、系統開機上電復位；二、軟體故障復位；三、看門狗逾時未餵狗硬體復位；四、任務正在執行中掉電後來電復位。四種情況中除第一種情況外均屬非正常復位，需加以識別。
（1）硬體復位與軟體復位的識別此處硬體復位指開機復位與看門狗復位，硬體復位對暫存器有影響，如復位後PC=0000H，SP=07H，PSW=00H等。而軟體復位則對SP、SPW無影響。故對於微機測控系統，當程式正常運行時，將SP設定地址大於07H，或者將PSW的第5位用戶標誌位在系統正常運行時設為1。那么系統復位時只需檢測PSW.5標誌位或SP值便可判此是否硬體復位。
由於硬體復位時片內RAM狀態是隨機的，而軟體復位片內RAM則可保持復位前狀態，因此可選取片內某一個或兩個單元作為上電標誌。設40H用來做上電標誌，上電標誌字為78H，若系統復位後40H單元內容不等於78H，則認為是硬體復位，否則認為是軟體復位，轉向出錯處理。若用兩個單元作上電標誌，則這種判別方法的可靠性更高。
（2）開機復位與看門狗故障復位的識別
開機復位與看門狗故障復位因同屬硬體復位，所以要想予以正確識別，一般要藉助非易失性RAM或者EEROM。當系統正常運行時，設定一可掉電保護的觀測單元。當系統正常運行時，在定時餵狗的中斷服務程式中使該觀測單元保持正常值（設為AAH），而在主程中將該單元清零，因觀測單元掉電可保護，則開機時通過檢測該單元是否為正常值可判斷是否看門狗復位。
（3）正常開機復位與非正常開機復位的識別
識別測控系統中因意外情況如系統掉電等情況引起的開機復位與正常開機復位，對於過程控制系統尤為重要。如某以時間為控制標準的測控系統，完成一次測控任務需1小時。在已執行測控50分鐘的情況下，系統電壓異常引起復位，此時若系統復位後又從頭開始進行測控則會造成不必要的時間消耗。因此可通過一監測單元對當前系統的運行狀態、系統時間予以監控，將控制過程分解為若干步或若干時間段，每執行完一步或每運行一個時間段則對監測單元置為關機允許值，不同的任務或任務的不同階段有不同的值，若系統正在進行測控任務或正在執某時間段，則將監測單元置為非正常關機值。那么系統復位後可據此單元判系統原來的運行狀態，並跳到出錯處理程式中恢復系統原運行狀態。
非正常復位後系統自恢復運行的程式設計
對順序要求嚴格的一些過程控制系統，系統非正常復位否，一般都要求從失控的那一個模組或任務恢復運行。所以測控系統要作好重要數據單元、參數的備份，如系統運行狀態、系統的進程值、當前輸入、輸出的值，當前時鐘值、觀測單元值等，這些數據既要定時備份，同時若有修改也應立即予以備份。
當在已判別出系統非正常復位的情況下，先要恢復一些必要的系統數據，如顯示模組的初始化、片外擴展晶片的初始化等。其次再對測控系統的系統狀態、運行參數等予以恢復，包括顯示界面等的恢復。之後再把復位前的任務、參數、運行時間等恢復，再進入系統運行狀態。
應當說明的是，真實地恢復系統的運行狀態需要極為細緻地對系統的重要數據予以備份，並加以數據可靠性檢查，以保證恢復的數據的可靠性。
其次，對多任務、多進程測控系統，數據的恢復需考慮恢復的次序問題。
系統基本初始化是指對晶片、顯示、輸入輸出方式等進行初始化，要注意輸入輸出的初始化不應造成誤動作。而復位前任務的初始化是指任務的執行狀態、運行時間等。
對於軟體抗干擾的一些其它常用方法如數字濾波、RAM數據保護與糾錯等，限於篇幅，本文未作討論。在工程實踐中通常都是幾種抗干擾方法並用，互相補充完善，才能取得較好的抗干擾效果。從根本上來說，硬體抗干擾是主動的，而軟體是抗干擾是被動的。細緻周到地分析干擾源，硬體與軟體抗干擾相結合，完善系統監控程式，設計一穩定可靠的單片機系統是完全可行的。
加密方法
科研成果保護是每一個科研人員最關心的事情，加密方法有軟體加密，硬體加密,軟硬體綜合加密，時間加密，錯誤引導加密，專利保護等措施有矛就有盾，有盾就有矛，有矛有盾，才促進矛盾質量水平的提高加密只講盾，也希望網友提供更新的加密思路，現先講一個軟體加密：利用MCS-51中A5指令加密，其實世界上所有資料，包括英文資料都沒有講這條指令，其實這是很好的加密指令A5功能是二位元組空操作指令加密方法在A5後加一個二位元組或三位元組操作碼，因為所有反彙編軟體都不會反彙編A5指令，造成正常程式反彙編亂套，執行程式無問題仿製者就不能改變你的源程式。硬體加密：8031/8052單片機就是8031/8052掩模產品中的不合格產品，內部有ROM，可以把8031/8052當8751/8752來用，再擴展外部程式器，然後調用8031內部子程式當然你所選的同批8031晶片的首地址及所需用的中斷入口均應轉到外部程式區。
硬體加密
用高電壓或雷射燒斷某條引腳，使其讀不到內部程式，用高電壓會造成一些器件損壞重要RAM數據採用電池（大電容，街機採用的辦法）保護，拔出晶片數據失去機器不能起動，或能初始化，但不能運行。
用真假方法加密
擦除晶片標識
把8X52單片機，標成8X51單片機，並用到後128B的RAM等方法，把AT90S8252當AT89C52,初始化後程式段中並用到EEPROM內容，你再去聯想吧！
用雷射（或絲印）打上其它標識如有的單片機引腳兼容，有的又不是同一種單片機，可張冠李戴，只能意會了，這要求你知識面廣一點。
用最新出廠編號的單片機，如2000年後的AT89C就難解密，或新的單片機品種，如AVR單片機。
DIP封裝改成PLCC,TQFP,SOIC,BGA等封裝，如果量大可以做定製ASIC，或軟封裝，用不需外晶振的單片機工作（如AVR單片機中的AT90S1200），使用更複雜的單片機，FPGA+AVR+SRAM=AT40K系列。
硬體加密與軟體加密只是為敘說方便而分開來講，其實它們是分不開的，互相支撐，互相依存的軟體加密：其目的是不讓人讀懂你的程式，不能修改程式，你可以…
利用單片機未公開，未被利用的標誌位或單元，作為軟體標誌位，如8031/8051有一個用戶標誌位，PSW.1位，是可以利用的程式入口地址不要用整地址，如：XX00H,XXX0H，可用整地址-1，或-2，而在整地址處加二位元組或三位元組操作碼，在無程式的空單元也加上程式機器碼，最好要加巧妙一點用大容量晶片，用市場上仿真器不能仿真的晶片，如內部程式為64KB或大於64KB的器件，如：AVR單片機中ATmega103的Flash程式存儲器為128KBAT89S8252/AT89S53中有EEPROM，關鍵數據存放在EEPROM中，或程式初始化時把密碼寫到EEPROM中，程式執行時再查密碼正確與否，儘量不讓人家讀懂程式。關於單片機加密，講到這裡，就算拋磚引玉。
