淺析單片機(jī)原理及其系統(tǒng)維修

廖兵 李波濤 馮瑋

摘要：?jiǎn)纹瑱C(jī)應(yīng)用廣泛，功能強(qiáng)大，且計(jì)算性能穩(wěn)定，但在工作過(guò)程中依舊存在漏洞和問(wèn)題，易產(chǎn)生故障，因此，有效的維修工作對(duì)于單片機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)必不可少。本文在探討了單片機(jī)的工作原理之后，對(duì)單片機(jī)容易出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了總結(jié)，提出了單片機(jī)維修的相關(guān)建議和注意事項(xiàng)，以保證單片機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和工作。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；原理；系統(tǒng)維修

早期計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)初步實(shí)現(xiàn)了人們對(duì)于機(jī)器代替人工的設(shè)想，但是隨著生產(chǎn)生活工作的復(fù)雜化和多樣化，體積更小，計(jì)算性能更加穩(wěn)定的單片微型計(jì)算機(jī)出現(xiàn)，也就是本文中的單片機(jī)，單片機(jī)在經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展和革新中，實(shí)現(xiàn)了不斷的增強(qiáng)，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用與人們的日常生活和生產(chǎn)過(guò)程中。

1單片機(jī)原理和應(yīng)用

隨著科技的進(jìn)步和新型科研工程的發(fā)展和出現(xiàn)，人們對(duì)計(jì)算機(jī)的性能需求不斷提高，計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)空間和計(jì)算速度直接影響科研項(xiàng)目的進(jìn)度和實(shí)現(xiàn)，因此在各方的要求和推動(dòng)下，單片機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。簡(jiǎn)單分類，單片機(jī)屬于一種集成的電路芯片，能夠?qū)⒁慌_(tái)計(jì)算機(jī)濃縮到一個(gè)芯片上，形成一個(gè)微型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。單片機(jī)主要通過(guò)現(xiàn)今的超大規(guī)模的集成電路的研發(fā)技術(shù)，把中央處理器、存儲(chǔ)設(shè)備、不同的中斷系統(tǒng)以及轉(zhuǎn)換器和定時(shí)裝置等具有各自獨(dú)特功能的系統(tǒng)和裝置進(jìn)行集中濃縮，放到一片硅片上，從而實(shí)現(xiàn)了體積和外觀的縮小化處理，在絲毫不影響功能性和計(jì)算能力的前提下，節(jié)約了空間，拓寬了應(yīng)用的范圍。

2單片機(jī)系統(tǒng)維修及注意事項(xiàng)

單片機(jī)的本質(zhì)其實(shí)就是一種單片型的微型計(jì)算機(jī)，是將大型的計(jì)算機(jī)內(nèi)部裝置進(jìn)行濃縮，集中到一片硅片上的產(chǎn)物，功能和工作原理都屬于對(duì)傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的保留和發(fā)展，能夠進(jìn)行軟件編程和數(shù)據(jù)傳輸、接口的擴(kuò)展等工作。因此在使用和運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中存在問(wèn)題，可能會(huì)由于各種原因產(chǎn)生故障。故障產(chǎn)生的原因可以分為內(nèi)部因素和外部因素兩方面。

2.1內(nèi)部故障。其內(nèi)部故障可能是由于電路的老化、按鍵的失靈、顯示器的損壞等。由于單片機(jī)本質(zhì)上就是一種微型的計(jì)算機(jī)，因此在進(jìn)行檢修時(shí)，可以參考計(jì)算機(jī)故障維修和檢測(cè)的方式方法，但是在針對(duì)內(nèi)部故障進(jìn)行維修時(shí)，由于受到單片機(jī)整體體積較小的影響和限制，所以故障的維修過(guò)程不能夠?qū)τ?jì)算機(jī)的維修要求生搬硬套，要實(shí)事求是，根據(jù)具體的故障原因和損壞部分進(jìn)行排查尋找，要求維修過(guò)程盡量精細(xì)化與準(zhǔn)確化，防止出現(xiàn)維修過(guò)程中將正常工作部分進(jìn)行損壞的狀況發(fā)生。

最常用和常見(jiàn)的對(duì)于單片機(jī)的維修方法有：觀察和聞嗅的方法、排除法、分段檢測(cè)法、最小誤差的方法、對(duì)比替換法以及實(shí)際敲打的方法等多種。這些基本方法能夠幫助操作檢修人員在第一時(shí)間快速高效的找到單片機(jī)的故障原因和故障單元。其中觀察和聞嗅的方法是單片機(jī)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)第一要做的檢測(cè)動(dòng)作，首先要觀察單片機(jī)是否有可觀察到的燃燒或者斷裂的損壞，其次聞一聞?dòng)袥](méi)有由于短路或其余故障造成的燒焦的味道來(lái)判斷單片機(jī)是否有工作異常，這一舉動(dòng)不僅僅是檢測(cè)時(shí)應(yīng)用，在平時(shí)對(duì)單片機(jī)的使用過(guò)程中，也應(yīng)要求操作人員時(shí)時(shí)的把控單片機(jī)的運(yùn)作狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)異常，立刻停止使用，防止造成更大的損失。對(duì)于排除法和分段檢測(cè)法，都能幫助檢修人員比較快的找到故障的部位，可以把單片機(jī)中的各個(gè)單元和部分進(jìn)行分割，分別進(jìn)行檢測(cè)，運(yùn)用電阻或電壓的檢測(cè)方式來(lái)尋找短路和斷路位置，從而精準(zhǔn)定位。也可以將疑似故障的單元單獨(dú)分離，觀察單片機(jī)的運(yùn)作狀態(tài)，如果發(fā)現(xiàn)分理出部分之后，單片機(jī)可以恢復(fù)正常運(yùn)作，那么故障單元就成功找到。對(duì)比替換的方法和排除分離的方法類似，將每個(gè)單元逐一進(jìn)行替換，替換到某部分發(fā)現(xiàn)成功形成通路，那么就找到了故障的單元。最后的實(shí)際敲打的方式，即檢修人員通過(guò)對(duì)單片機(jī)進(jìn)行敲打和變形，來(lái)觀察是否有通路形成，因?yàn)閱纹瑱C(jī)有時(shí)的停機(jī)故障，其實(shí)是由于內(nèi)部的線路或者部件連接出現(xiàn)了松動(dòng)和斷裂，通過(guò)人為的震動(dòng)和敲打，能夠暫時(shí)恢復(fù)連接，幫助人們找到故障原因。

2.2外部故障。外部故障是指從單片機(jī)的外觀上直接可視的故障。一般由于人工的操作不當(dāng)造成了單片機(jī)的外觀損傷和開(kāi)裂，從而發(fā)生故障，因此對(duì)于外部故障的檢修，首先要確保單片機(jī)的電源是否成功接通，是否通電，在確定單片機(jī)成功通電之后，需要維修人員對(duì)單片機(jī)整體的各個(gè)部分和裝置分別進(jìn)行測(cè)試，驗(yàn)證故障的部分到底是某一個(gè)裝置還是連接線路的問(wèn)題。由于單片機(jī)的外部故障多數(shù)都是由于人為操作不當(dāng)或者對(duì)于單片機(jī)的使用條件不了解不熟悉造成的，因此，除了對(duì)單片機(jī)進(jìn)行及時(shí)的故障檢修之外，對(duì)單片機(jī)使用人員的專業(yè)能力和素養(yǎng)的培訓(xùn)也是非常重要的。在使用單片機(jī)之前，應(yīng)該對(duì)在崗的相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行課程培訓(xùn)和練習(xí)，讓相關(guān)人員充分了解單片機(jī)的運(yùn)作條件以及熟練操作，并且提高操作人員的安全意識(shí)，積極防范單片機(jī)故障所帶來(lái)的危險(xiǎn)情況。

3結(jié)語(yǔ)

單片機(jī)作為一種微型的計(jì)算機(jī)和控制器，經(jīng)過(guò)幾十年來(lái)人們不斷地鉆研和革新，形成了如今人們生活中不可缺少的一部分。它在實(shí)現(xiàn)生活現(xiàn)代化、智能化、自動(dòng)化方面功不可沒(méi)，滲透到了各個(gè)方面中，為人類的發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步做出了巨大貢獻(xiàn)。