單片機(jī)在電子技術(shù)中的應(yīng)用分析

黃 炟

（湖北科技學(xué)院，湖北 咸寧437100）

隨著社會(huì)的進(jìn)步，科技的發(fā)展，在電子技術(shù)領(lǐng)域，也在不斷地提高技術(shù)水平，研發(fā)新的技術(shù)產(chǎn)品，其中單片機(jī)就是其中一項(xiàng)，單片機(jī)在電子技術(shù)的運(yùn)用，針對(duì)電子技術(shù)人員，單片機(jī)的研究也成為了一個(gè)熱門話題，往往把單片機(jī)的研究運(yùn)用與電子技術(shù)的發(fā)展聯(lián)系在一起，可見(jiàn)對(duì)單片機(jī)的重視。隨著單片機(jī)在電子技術(shù)中運(yùn)用價(jià)值的體現(xiàn)，研究者和學(xué)者也加強(qiáng)了對(duì)其的研究，并且把其納入到電氣工程及其自動(dòng)化的相關(guān)課程中。本文也就結(jié)合相關(guān)的知識(shí)，對(duì)單片機(jī)展開(kāi)討論。

1 單片機(jī)

1.1 單片機(jī)的概念分析

單片機(jī)是一種集成電力芯片，是把各種功能集成到一塊硅片上，形成一個(gè)微型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，被廣泛的運(yùn)用到工業(yè)控制中。形成微型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其也就具備計(jì)算機(jī)的相關(guān)功能，比如中央處理器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理，隨機(jī)儲(chǔ)存器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、只讀存儲(chǔ)器等等。在具體運(yùn)用上，單片機(jī)又被稱之為單片微控制器，在我們生活中隨處可見(jiàn)，比如智能儀表、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)，以及家用電器等。單片機(jī)是從上世紀(jì)后期發(fā)展起來(lái)的，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，該技術(shù)也在不斷地優(yōu)化和成熟，逐漸的被運(yùn)用到各個(gè)領(lǐng)域。

單片機(jī)有著微型計(jì)算機(jī)之稱，那么其結(jié)構(gòu)也是由著多部分組成，有著一定的復(fù)雜性。包括了：運(yùn)算器，執(zhí)行各種算術(shù)的運(yùn)算以及邏輯運(yùn)算，并且進(jìn)行邏輯測(cè)試；控制器，有程序計(jì)數(shù)器、指令寄存器、指令譯碼器和時(shí)序發(fā)生器以及操作控制器等組成，可以實(shí)現(xiàn)從內(nèi)部取出指令，對(duì)指令進(jìn)行譯碼和測(cè)試、便于執(zhí)行規(guī)定的動(dòng)作，指揮控制數(shù)據(jù)的流動(dòng)方向；主要寄存器，包括了各種寄存器。

1.2 單片機(jī)的特征及功能

單片機(jī)能夠別廣泛的運(yùn)用，就必定具備一定的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，從硬件上來(lái)分析，單片機(jī)體系非常小，內(nèi)部芯片作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能完善，可以模塊化的應(yīng)用；而且還有較高的集成度，具有較高的可靠性，在使用中出現(xiàn)故障的幾率比較?。粏纹瑱C(jī)的低電壓和低耗能，也成為了人們的首選，最后，單片機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)的處理能力和運(yùn)算能力可以在各種環(huán)境中應(yīng)用，具有較強(qiáng)的控制能力，此外，其使用壽命長(zhǎng)，運(yùn)行速度快、低噪音。

單片機(jī)的特點(diǎn)：較高的集成度、較大的儲(chǔ)存容量，較強(qiáng)的外部擴(kuò)展能力，較強(qiáng)的控制能力。被廣泛的運(yùn)用到節(jié)能控制中、智能語(yǔ)音設(shè)備中、報(bào)警控制、以及醫(yī)療設(shè)備等

2 單片機(jī)在電子技術(shù)中的具體應(yīng)用

單片機(jī)在實(shí)際的運(yùn)用中，是在嵌入式技術(shù)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，目前一些工業(yè)控制和家電都是采用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)控制，而且不斷的擴(kuò)展其運(yùn)用范圍，比如風(fēng)力發(fā)電、新能源開(kāi)發(fā)等。

2.1 單片機(jī)在家用電器中的應(yīng)用

家用電器與我們來(lái)講，就是非常熟悉的，而且是家家戶戶都需要的，比如電飯煲、洗衣機(jī)、空調(diào)等等。這些家用電器隨著科技的發(fā)展也是在不斷的更新，更加的智能化。就比如早期的電飯煲，需要手動(dòng)按鈕，而且只能煮飯，而現(xiàn)在的電飯煲自動(dòng)化，有著多樣化的功能，還能保證使用效果，更加滿足人們的生活需求。又比如洗衣機(jī)，早期是半自動(dòng)的，需要使用者守著，手動(dòng)控制，甚至還需要?jiǎng)邮植僮?。而現(xiàn)在的洗衣機(jī)，全自動(dòng)的，只需要把衣服丟進(jìn)洗衣機(jī)，選擇好選項(xiàng)，就可以完成整個(gè)過(guò)程。

單片機(jī)根據(jù)不同電氣的特點(diǎn)，進(jìn)行針對(duì)性的編程，實(shí)現(xiàn)特定的功能，比如定時(shí)、定溫等。而且隨著人們生活水平的提高，對(duì)智能家用家具的需求也就越大，而這些智能化功能的實(shí)現(xiàn)，也需要不斷的加強(qiáng)對(duì)單片機(jī)的研究，提高其性能，讓其嵌入到電器中，實(shí)現(xiàn)電氣的智能化和自動(dòng)化。

2.2 單片機(jī)在工業(yè)上的運(yùn)用

單片機(jī)在工業(yè)上的運(yùn)用，其最大的功能就是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的控制，以此來(lái)提高工業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量和效率。也讓人工操作變?yōu)槿斯た刂?，?duì)工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的生產(chǎn)，減輕了人工的工作強(qiáng)度，也提高了生產(chǎn)的質(zhì)量與效率。就比如風(fēng)力發(fā)電，風(fēng)力發(fā)電屬于清潔能源的開(kāi)發(fā)，是當(dāng)前大力研發(fā)的一個(gè)項(xiàng)目。在風(fēng)力發(fā)電中，對(duì)風(fēng)機(jī)內(nèi)部的控制以及操作室的控制是具有難度的，把單片機(jī)嵌入到其相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，確保風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行。不僅提高了數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性，同時(shí)也保證了其生產(chǎn)效率與安全性，單片機(jī)的研發(fā)與應(yīng)用，對(duì)于工業(yè)發(fā)展來(lái)講，是具有很大的促進(jìn)作用。

2.3 單片機(jī)在醫(yī)療器械領(lǐng)域中的應(yīng)用

醫(yī)療衛(wèi)生的發(fā)展，是人們健康生活的保證，在醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展中，其中醫(yī)療數(shù)據(jù)非常繁多負(fù)責(zé)，處理起來(lái)具有一定的難度，因此在醫(yī)療行業(yè)，數(shù)據(jù)的處理一直都是一個(gè)難題，很多時(shí)候，造成詩(shī)句流失等問(wèn)題，相關(guān)的數(shù)據(jù)都沒(méi)有發(fā)揮其有效的作用。單片機(jī)的使用，可以對(duì)醫(yī)療數(shù)據(jù)的內(nèi)部數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，有利于技術(shù)人員對(duì)數(shù)據(jù)的分析，進(jìn)而獲得有力的信息。單片機(jī)的運(yùn)用，促進(jìn)醫(yī)院數(shù)字檔案管理的發(fā)展。

2.4 單片機(jī)的其他運(yùn)用

除了上述的集中運(yùn)用之外，單片機(jī)還在其他領(lǐng)域中得到廣泛運(yùn)用，比如儀器儀表領(lǐng)域里，儀表系統(tǒng)在電力行業(yè)中有著非常重要的作用。在儀表系統(tǒng)中，其關(guān)鍵的部分就是數(shù)據(jù)的獲取和數(shù)據(jù)的處理，這就可以使用單片機(jī)，嵌入單片機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制，控制監(jiān)督儀表系統(tǒng)的整個(gè)運(yùn)行過(guò)程，保證數(shù)據(jù)獲取和處理的準(zhǔn)確性和安全性，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的控制過(guò)程，提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。進(jìn)而促進(jìn)電力行業(yè)的發(fā)展。就比如在風(fēng)力發(fā)電中，風(fēng)機(jī)塔筒內(nèi)部的儀表環(huán)境中，可以采用單片機(jī)進(jìn)行監(jiān)督儀表狀態(tài)的穩(wěn)定性，發(fā)揮出單片機(jī)的抗干擾能力，降低事故的發(fā)生概率。

此外，還有在手機(jī)通信設(shè)備上運(yùn)用，在手機(jī)語(yǔ)音功能的建設(shè)中，對(duì)手機(jī)語(yǔ)音想你想進(jìn)行識(shí)別，并且開(kāi)展相關(guān)的操作。一般單片機(jī)安置在收集音頻的入口處，實(shí)現(xiàn)對(duì)眾多音頻信息的手機(jī)和識(shí)別，然后向各個(gè)部件下指令與信息。

3 單片機(jī)在電子技術(shù)中的開(kāi)發(fā)

隨著技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)的更新速度也就加快，在單片機(jī)的發(fā)展歷史上，經(jīng)歷了4 位、8 位、16 位和32 位等階段，其中8 為單片機(jī)因?yàn)槠漭^強(qiáng)的功能性，別廣泛的應(yīng)用于工業(yè)控制、儀器儀表等領(lǐng)域中。在目前的單片機(jī)使用中，8 位占據(jù)了主流地位，也代表著單片機(jī)的發(fā)展方向。當(dāng)前單片機(jī)在電子技術(shù)中的開(kāi)發(fā)，嵌入式系統(tǒng)的建設(shè)得到了全滿的運(yùn)用，而且已經(jīng)不再是裸機(jī)環(huán)境中的開(kāi)發(fā)與使用。而是實(shí)現(xiàn)了一定程度的自動(dòng)執(zhí)行，可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行較強(qiáng)的儲(chǔ)存和科學(xué)的處理。單片機(jī)的較強(qiáng)環(huán)境適應(yīng)能力，可以讓計(jì)算機(jī)在不同的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)正常的運(yùn)轉(zhuǎn)和數(shù)據(jù)的處理，可以對(duì)外界的數(shù)據(jù)進(jìn)行高質(zhì)量的收集、分析以及處理。

對(duì)于單片機(jī)的開(kāi)發(fā)，需要注意兩個(gè)問(wèn)題：一個(gè)是C 語(yǔ)言系統(tǒng)程序的優(yōu)化，其中C 語(yǔ)言就是代表著單片機(jī)的數(shù)據(jù)處理能力，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)編程語(yǔ)言的開(kāi)展編譯、處理等工作，具有較強(qiáng)的編程能力。所以C 語(yǔ)言的系統(tǒng)程序的優(yōu)化，直接關(guān)系著單片機(jī)在電子技術(shù)中的開(kāi)發(fā)。為了單片機(jī)可以在復(fù)雜的計(jì)算數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)的環(huán)境中正常使用，就必須要提升整個(gè)系統(tǒng)的集成能力與控制能力，加強(qiáng)C 語(yǔ)言的運(yùn)用程度。另外一個(gè)方面是需要加強(qiáng)對(duì)計(jì)算機(jī)的研發(fā)，單片機(jī)的制作中會(huì)使用通信接口，通過(guò)接口的連接與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的交流與溝通。從另一方面來(lái)講，單片機(jī)通過(guò)通信接口讓通信設(shè)備和計(jì)算機(jī)形成了一定的聯(lián)系，因此在對(duì)單片機(jī)開(kāi)發(fā)的時(shí)候，其也需要加強(qiáng)對(duì)計(jì)算機(jī)的開(kāi)發(fā)。

結(jié)束語(yǔ)

文章對(duì)于單片機(jī)在電子技術(shù)中的應(yīng)用研究，首先通過(guò)對(duì)單片機(jī)的概念以及特點(diǎn)分析，詳細(xì)的闡述了單片機(jī)的常見(jiàn)一種運(yùn)用，比如家用電器、醫(yī)療器械、工業(yè)控制等。目前單片機(jī)在電子技術(shù)中扮演中重要的角色，但是隨著技術(shù)的開(kāi)發(fā)，對(duì)于單片機(jī)的研究開(kāi)發(fā)也需要加強(qiáng)，進(jìn)一步的提高其性能，擴(kuò)展運(yùn)用范圍，讓其能夠促進(jìn)電子技術(shù)行業(yè)的發(fā)展。