單片機(jī)的原理及接口技術(shù)

高銘陽

摘 要 本文簡(jiǎn)要闡述了單片機(jī)的作用原理，并進(jìn)一步闡述了單片機(jī)的接口技術(shù)，提出了單片機(jī)所應(yīng)用的領(lǐng)域，以及在研發(fā)中需要提升的方面。旨在為單片機(jī)能夠在各個(gè)領(lǐng)域得到更為深入的應(yīng)用，做出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī) 作用原理 接口技術(shù)

新時(shí)代背景下，社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，使得各類先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)被應(yīng)用于眾多的生產(chǎn)與生活領(lǐng)域，作為電子信息工程中重要的組成部分，單片機(jī)也得到了廣泛的應(yīng)用與普及，可以說，在現(xiàn)階段的眾多領(lǐng)域中，都能夠發(fā)現(xiàn)單片機(jī)應(yīng)用的身影。而對(duì)于單片機(jī)而言，若想在更多的生產(chǎn)與生活領(lǐng)域中應(yīng)用到單片機(jī)技術(shù)，則需要對(duì)單片機(jī)的作用原理及接口技術(shù)等做深入的探討和分析，以此來掌握單片機(jī)所能夠應(yīng)用到的領(lǐng)域和范圍。同時(shí)，通過對(duì)單片機(jī)的原理及接口技術(shù)的靈活掌握與運(yùn)用，才能使單片機(jī)技術(shù)得到更深程度的技術(shù)發(fā)掘和運(yùn)用。因此，對(duì)于“單片機(jī)的原理及接口技術(shù)”的研究，就具有極大的現(xiàn)實(shí)意義。

1 單片機(jī)的原理

對(duì)于單片機(jī)而言，是一類集成芯片的總稱，也可將其理解為能夠獨(dú)立工作的微型計(jì)算機(jī)。在此單片機(jī)的芯片上，會(huì)涉及到CPU、ROM、RAM等通過I/O接口進(jìn)行結(jié)合的獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)。而針對(duì)不同的應(yīng)用范疇和領(lǐng)域，還應(yīng)在單片機(jī)上添加相應(yīng)的部件，以此來確保單片機(jī)各種功能的應(yīng)用于實(shí)現(xiàn)。而單片機(jī)的設(shè)計(jì)思路，應(yīng)追溯到上個(gè)世紀(jì)的80年代，專家和學(xué)者們，希望通過一塊較小的繼承芯片，來容納單片機(jī)中的處理系統(tǒng)及眾多外圍設(shè)備，這將使得此類集成系統(tǒng)的效果更佳的優(yōu)良，并同時(shí)能夠使單片機(jī)內(nèi)的系統(tǒng)等得以相應(yīng)的收縮?？梢哉f，對(duì)于單片機(jī)來講，其主要的功能，即是進(jìn)行實(shí)時(shí)控制功能的實(shí)現(xiàn)，并能夠做到在線操控。而單片機(jī)芯片內(nèi)由于部件的收縮與削減，使得其并無較好的抗干擾能力，這便需要針對(duì)單片機(jī)所應(yīng)用的領(lǐng)域與所實(shí)現(xiàn)的具體功能，來對(duì)其抗干擾能力進(jìn)行必要的加強(qiáng)。此外，單片機(jī)能的程序也可通過不同的功能而做出相應(yīng)的調(diào)整，并配以相應(yīng)的輔助部件，以達(dá)到較為特殊功能的實(shí)現(xiàn)。有時(shí)在完成較為大型的功能及任務(wù)時(shí)，還可將單片機(jī)中用作不同處理與運(yùn)行功能的芯片進(jìn)行整合，這不僅加強(qiáng)了單片機(jī)的智能化程度，還在很大程度上提升了單片機(jī)的工作效率。

2 單片機(jī)的接口技術(shù)

現(xiàn)階段，在投入應(yīng)用的眾多類型控制器中，均使其智能化水平得到較高的發(fā)展與提升。直至現(xiàn)階段為止，眾多新型的設(shè)備，已經(jīng)逐步取代了以往較為落后的輸入與輸出設(shè)備。伴隨著時(shí)代的發(fā)展和科技的進(jìn)步，越來越多外形各異，且價(jià)格低廉的USB存儲(chǔ)設(shè)備，受到人們的普遍關(guān)注與喜愛。并且，此種帶有USB接口的存儲(chǔ)設(shè)備隨著技術(shù)的革新，變得愈加的符合人們的需求，不僅內(nèi)部的存儲(chǔ)空間增大，其體積也在隨之減少。同時(shí)，此類USB接口的存儲(chǔ)設(shè)備，逐漸發(fā)展成為能夠隨身攜帶的U盤或移動(dòng)硬盤，在功能性上較之傳統(tǒng)的軟盤，從各個(gè)方面都體現(xiàn)出碾壓性的優(yōu)勢(shì)。而且，由于其能夠與計(jì)算機(jī)接口直接連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的讀寫功能，使之應(yīng)用范圍愈加深入與廣泛。其接口原理為：通過SL8HHS芯片及相應(yīng)的USB協(xié)議，使其能夠通過芯片所涵蓋的雙任務(wù)端口，將由芯片讀取的各類信息，寫入U(xiǎn)盤之中。因此，SL8HHS芯片能夠達(dá)成單片機(jī)與多種USB之間的相互連接及數(shù)據(jù)傳輸功能。并且，依據(jù)單片機(jī)的功能，其能夠操控所收集到的數(shù)據(jù)信息；USB控制其則能夠操控U盤及其起到連接作用的接口，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收與傳輸；RAM則可進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的臨時(shí)緩沖存儲(chǔ)。通過此種接口技術(shù)，并配以其他配件芯片，實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)的各類信息讀取、傳輸、以及寫入等功能。

3 單片機(jī)所應(yīng)用到的領(lǐng)域

根據(jù)上述單片機(jī)的作用原理，可將其應(yīng)用于眾多電子信息設(shè)備與儀器之中。例如：?jiǎn)纹瑱C(jī)在工業(yè)操控技術(shù)中的應(yīng)用、在各類儀器與儀表上的應(yīng)用、服務(wù)設(shè)施中的應(yīng)用、以及眾多為人們生產(chǎn)與生活提供便利的領(lǐng)域等等。由于單片機(jī)自身所具備的特點(diǎn)為體積小、能耗低，但功能性與可操控性方面則較為強(qiáng)大，這使得將其應(yīng)用于智能化的操控設(shè)備與儀器中，將會(huì)發(fā)揮其極為明顯的功用。若將其應(yīng)用于智能化的儀器或儀表之中，則能夠?qū)x器設(shè)備中所涉及到的各類數(shù)據(jù)：溫度、濕度、運(yùn)轉(zhuǎn)速率、額定功率、以及最大功率等數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)算及控制。同時(shí)，由于將單片機(jī)應(yīng)用于此類具有智能化的儀器或儀表之中，也能夠使此類儀器儀表的自動(dòng)化水平得以進(jìn)一步提升，從而真正實(shí)現(xiàn)其自動(dòng)化水平增強(qiáng)。若將單片機(jī)應(yīng)用于工業(yè)化的機(jī)械或設(shè)備操控上，則能夠促使工業(yè)化機(jī)械及設(shè)備在操控效率和便捷程度上得以提升?，F(xiàn)階段，由于科學(xué)技術(shù)的改良與完善，使得單片機(jī)技術(shù)逐步進(jìn)入人們生活的視野，為人們的日常生活提供多樣化的服務(wù)與便利。例如：我們?cè)谌粘Ｉ钪袘?yīng)用到的電視、冰箱、洗衣機(jī)、熱水器、空調(diào)、以及其他家用電器設(shè)備，都含有單片機(jī)作用的功勞。而隨著互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代的進(jìn)入，使得單片機(jī)在接口技術(shù)上有了全新的發(fā)展與突破，即能夠通過所增加的通信接口來逐步滿足計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)通信間的數(shù)據(jù)傳輸功能。此外，在航天、醫(yī)療、國防、以及科研等領(lǐng)域里，單片機(jī)都在不同程度的發(fā)揮著其巨大的作用。

4 單片機(jī)研發(fā)的主要方面

首先，是將單片機(jī)的抗干擾能力通過研發(fā)得以加強(qiáng)?，F(xiàn)階段，單片機(jī)進(jìn)行干擾排除的方式主要為外部操作，即將干擾源或干擾路徑切斷。雖然也能夠起到防止干擾的作用和效果，但卻無法做到真正意義上的抗干擾。對(duì)此，應(yīng)從單片機(jī)的硬件方面入手，逐漸將其抗干擾能力加強(qiáng)。其次，是要將單片機(jī)編程效率提升。在對(duì)單片機(jī)進(jìn)行編程的過程中，所應(yīng)用到的語言類型大多為C語言，若要提升單片機(jī)編程效率，則應(yīng)在不斷加強(qiáng)C語言編程效率的同時(shí)，還要盡量找尋出效率更高的編程語言類型，以此來提升單片機(jī)編程過程中的實(shí)際效率。

5 結(jié)語

綜上所述，文中通過對(duì)單片機(jī)的作用原理及接口技術(shù)的分析與研究，總結(jié)出單片機(jī)所能應(yīng)用到的領(lǐng)域。并通過分析得出，若要將單片機(jī)進(jìn)行深入的應(yīng)用，則應(yīng)當(dāng)從提升單片機(jī)的抗干擾性、以及加強(qiáng)編程語言的效率等方面入手，唯有如此，才能使單片機(jī)技術(shù)在更多的領(lǐng)域內(nèi)得以應(yīng)用，并對(duì)社會(huì)的生產(chǎn)和人們的生活，產(chǎn)生更為多樣的效用。

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作者單位

公安海警學(xué)院 浙江省寧波市 315800