單片機在電子技術中的應用和開發(fā)技術探析

王洪喆

摘要 在當代科學技術的快速發(fā)展下，人們給予單片機更多的關注。尤其是在電子技術領域單片機的應用更加廣泛。因此針對電子技術領域中單片機的應用進行研究，探究其未來的發(fā)展方向具有重要意義。

【關鍵詞】單片機 電機技術 開發(fā)應用

為了使嵌入式的應用需求得到滿足，電機技術的運用中，通常利用單片微控設備來實現(xiàn)，由上世紀七十年代起，單片機得到迅速發(fā)展，其品種日益齊全，功能也不斷豐富。由于單片機的主要應用領域即為電子領域，所以單片機又名為嵌入式的微型控制設備。

1 單片機主要構成

單片機主要指電路芯片的集成，通過大規(guī)模的集成電路將實施數(shù)據(jù)處理的CPU（中央處理設備）、RAM（隨機儲存設備）、ROM（只讀存儲設備）、中斷系統(tǒng)和多種I/O接口、計時設備/定時設備等功能在硅片上集成，進行完善、小型計算機的系統(tǒng)構建，當前，在人們生活中的多個領域都涉及到單片機的應用，比如飛機的儀表控制系統(tǒng)、導彈導航系統(tǒng)、計算機數(shù)據(jù)傳輸及網(wǎng)絡通訊、工業(yè)的自動化數(shù)據(jù)處理及實時控制、應用廣泛的IC卡等都有單片機的運用。其基本構成的原理為：集成性可編程電路當中，各部件就指令任務完成的過程。通常是指集成電路編寫指定任務的過程，并通過集成電路各部件完成指令任務。實際操作指令的環(huán)節(jié)中，需要各部件之間聯(lián)合協(xié)作，并非獨立實施操作的。程序就是指令任務的最終完成，通常來講單片機的種類不同，則其完成指令的能力也不同。

2 單片機的技術特點

2.1 較長的使用壽命

較長的使用壽命不僅是指在單片機的作用下研發(fā)出來的產品具有數(shù)十年的工作周期，同時也指相比于微處理設備具有較長的使用壽命。目前半導體的技術發(fā)展速度較快，導致MPU的快速更新。由此可見，較為成功的新型CPU的核心技術，伴隨I/O的功能模塊日漸豐富起來，其生存周期較長。

2.2 快速運算

由MUP的發(fā)展中可以看出，其運作速度逐漸提高的標志為時鐘的頻率不斷增高。但是單片機與其不同的是，單片機的坑干擾性能的提高，噪音降低。單片機追求的目標為在時鐘頻率降低的情況下，運算的速度不降。單片機內部時序的改善，在時鐘頻率不提高的情況下，大大提高運算速度。

2.3 減噪效果及高可靠性

單片機運作過程中，其首要因素為可靠性，為使其應用領域及應用范圍不斷擴展，單片機可靠性能的提高不失為一種有效手段。目前，生產單片機的商家通常在設計單片機的過程中運用各種新技術，促使其可靠性的提高，其中包括EFT技術，該項技術具有抗干擾性能，指的是震蕩電路中，正弦信號在外界干擾的情況下，各毛刺信號會在其波形上進行迭加，該毛刺信號將會觸發(fā)信號，對正常時鐘造成干擾，在Re的濾波及施密特的電路交替使用時，可將這些毛刺消除，導致毛刺失去作用，使系統(tǒng)時鐘的信號工作保持正常。目前，多數(shù)單片機將電源及地線的引腳在相鄰引腳上進行安置，不僅使穿過芯片電流降低，同時在印制的電路板上便于進行去耦電容的布置，使系統(tǒng)噪聲降低。

3 電子技術中單片機的實際應用

3.1 家用電器方面

當今社會國民經(jīng)濟得到快速發(fā)展，人們的生活品質要求日益提高，單片機的優(yōu)勢得到凸顯，因此在家電的設計制造中充分運用單片機為理想之舉。家電設備與單片機的有效結合，成為家電未來發(fā)展的關鍵。比如在洗衣機制造中通過單片機的應用可對沖洗強度及洗衣時間進行自動設置，不僅能實現(xiàn)衣服的自動清潔，還可對衣服污染程度進行識別;在智能冰箱的制造中運用單片機，可實現(xiàn)冰箱溫度及其相應時間進行自動調整，可更好識別所保存的蔬菜、水果等物品。因此可見單片機在家電市場中的應用，可滿足人們對于高品質生活的需求

3.2 醫(yī)用方面

目前醫(yī)療行業(yè)的電子技術當中，單片機的應用尤為廣泛。時代的不斷進步，大大提高了當前的生活水平，在快速發(fā)展的社會背景下，人們對于醫(yī)療行業(yè)的重視程度越來越高，醫(yī)療設備的先進性是醫(yī)療行業(yè)整體水平提高的重要保障。其次，利于患者對于醫(yī)療機構滿意度的增加。具有強大集成功能的單片機，在醫(yī)療電子設備中的應用比較廣泛。比如，檢測分析設備中單片機的融合，超聲波的診斷設備中單片機的融合，病房監(jiān)護及呼叫系統(tǒng)中單片機的融合等等，得到大眾的極大認可。

3.3 工業(yè)方面

隨著工業(yè)方面的自動化發(fā)展，尤其是在核工業(yè)、粉塵工業(yè)等特殊環(huán)境生產中，人體所受傷害較大，這些具有高度危險性的工業(yè)生產，需要通過自動化設備來替代人類工作，單片機在此類行業(yè)中具有很大的實用性。通過單片機的應用實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的采集及程序控制，為工業(yè)管理目標的實現(xiàn)起到很好的促進作用，推動了行業(yè)的穩(wěn)固發(fā)展，比如報警系統(tǒng)、流水線作業(yè)系統(tǒng)等。

4 單片機的技術開發(fā)

4.1 CPU的開發(fā)

目前主要針對改進CPU方面實現(xiàn)單片機的研發(fā)，通常包括兩個方面，其一改進單片機的CPU總線的寬度。以往的CPU的總線寬度建立的基礎為8位，通過改進開發(fā)擴展為32位或48位。當前為使單片機對于信息處理的功能過緩現(xiàn)象得到解決，可通過改進CPU總線的寬度來實現(xiàn)，32及48位的寬度使其信息處理的功能大大提高;其二，改進單片機CPU的結構形式。以往單片機主要是在一個CPU基礎上建立的，通過開發(fā)改進將其運行基礎設置成兩個或者三個CPU。

4.2 存儲設備的開發(fā)

目前針對存儲設備進行改進也是單片機實施開發(fā)的重點，對以往單片機的儲存設備讀寫功能進行研究，將其存儲設備變?yōu)殚W速型，該類新型設備具有靜態(tài)和動態(tài)讀寫操作的功能，并且獨具了單片機使用過程中出現(xiàn)掉電情況時信息丟失現(xiàn)象的發(fā)生。大大提高了單片機的有效性和便捷性。

5 結論

隨著信息時代的到來，智能技術得到迅速發(fā)展，電子技術系統(tǒng)核心為嵌入式。目前的單片機小體積、低功耗、可靠性強的性能顯著。單片機的應用使控制系統(tǒng)的自動化、智能化水平大大提高，未來將在電子設備、汽車、工業(yè)等領域的應用更加廣泛。

參考文獻

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