單片機(jī)在智能儀器儀表中的應(yīng)用

皮大能

摘 要：近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)被廣泛應(yīng)用在電子科技產(chǎn)品的發(fā)明與使用中，單片機(jī)憑借自身信息處理的優(yōu)勢(shì)，在多個(gè)領(lǐng)域中發(fā)揮著巨大的作用?；诖耍疚难芯苛藛纹瑱C(jī)在各類型智能儀器儀表中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī);智能儀器儀表;應(yīng)用

引言

在現(xiàn)階段，單片機(jī)在我們的生活各個(gè)層面中得到了合理的運(yùn)用。這對(duì)于我們的生活產(chǎn)生了十分重要的影響。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊和數(shù)據(jù)傳輸。同時(shí)，也涉及了工業(yè)領(lǐng)域中，這些內(nèi)容都和單片機(jī)之間存在很大的聯(lián)系。人們逐漸認(rèn)識(shí)到單片機(jī)的重要價(jià)值和意義。在對(duì)其進(jìn)行重點(diǎn)開發(fā)和運(yùn)用的情況下，能夠讓人們?cè)诠ぷ骱蜕鷦?dòng)上獲得充足的便利和支撐。

1 單片機(jī)的概述

1.1單片機(jī)內(nèi)涵

從二十世紀(jì)九十年代開始，單片機(jī)技術(shù)就已經(jīng)發(fā)展起來，隨著時(shí)代的進(jìn)步與科技的發(fā)展，目前該技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用日漸成熟，單片機(jī)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域?，F(xiàn)如今，人們?cè)絹碓街匾晢纹瑱C(jī)在智能電子技術(shù)方面的開發(fā)和應(yīng)用，單片機(jī)的發(fā)展進(jìn)入到新的時(shí)期，無論是自動(dòng)測(cè)量還是智能儀表的實(shí)踐，都能看到單片機(jī)技術(shù)的身影。當(dāng)前工業(yè)發(fā)展進(jìn)程中，電子行業(yè)屬于新興產(chǎn)業(yè)，工業(yè)生產(chǎn)中人們將電子信息技術(shù)成功運(yùn)用，讓電子信息技術(shù)與單片機(jī)技術(shù)相融合，有效提高了單片機(jī)的應(yīng)用效果。作為計(jì)算機(jī)技術(shù)中的一個(gè)分支，單片機(jī)技術(shù)在電子產(chǎn)品領(lǐng)域的應(yīng)用，豐富了電子產(chǎn)品的功能，也為智能化電子設(shè)備的開發(fā)和應(yīng)用提供了新的出路，實(shí)現(xiàn)了智能化電子設(shè)備的創(chuàng)新與發(fā)展。單片機(jī)也被稱為單片微控器，屬于一種集成式電路芯片。在單片機(jī)中主要包含CPU、只讀存儲(chǔ)器ROM 和隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM 等，多樣化數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)能夠讓單片機(jī)完成各項(xiàng)復(fù)雜的運(yùn)算，無論是對(duì)運(yùn)算符號(hào)進(jìn)行控制，還是對(duì)系統(tǒng)下達(dá)運(yùn)算指令都能通過單片機(jī)完成。由此可見，單片機(jī)憑借著強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理技術(shù)和計(jì)算功能可以在智能電子設(shè)備中充分應(yīng)用。

1.2單片機(jī)的原理

單片機(jī)從本質(zhì)上來說，是一種集成電路芯片。這展現(xiàn)出了超大規(guī)模的集成電路技術(shù)，能夠把CPU、ROM 和RAM 進(jìn)行結(jié)合，并將其合理整合在具體的硅片上。這也就是我們所謂的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。同時(shí)，它又叫做單片微控制器。在實(shí)際運(yùn)行的過程中，展現(xiàn)出了簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)模式，也擁有了十分強(qiáng)大的處理能力。在運(yùn)行之中，擁有較快的速度，也能夠更好的適應(yīng)環(huán)境。在工業(yè)領(lǐng)域中展現(xiàn)出了廣泛的運(yùn)用范圍。通常情況下，單片機(jī)往往是有運(yùn)算器和控制器、寄存器三個(gè)主體組成。在這其中，運(yùn)算器往往是由算術(shù)邏輯單元、累加器等構(gòu)件組成。在向ALU 進(jìn)行數(shù)據(jù)源輸出的過程中，就行數(shù)據(jù)的運(yùn)算，最后能夠把運(yùn)算的結(jié)果合理地展現(xiàn)在寄存器上。同時(shí)，控制器往往由程序計(jì)數(shù)器、指令寄存器和時(shí)序發(fā)生其等構(gòu)成。這展現(xiàn)出的是組織的命令。在對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)層面進(jìn)行合理協(xié)調(diào)和整合的情況下，就會(huì)讓系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。寄存器往往是要由指令寄存器DR、AR等進(jìn)行共同工作。

2 單片機(jī)在智能化儀器儀表中的應(yīng)用意義

單片機(jī)綜合了多種技術(shù)，擁有極高的集成度，使用靈活，其處理能力和速度都十分強(qiáng)大。將原有的儀器儀表通過單片機(jī)進(jìn)行改造，能夠?qū)崿F(xiàn)儀器儀表的智能化，同時(shí)還會(huì)使其功能綜合化，減少在測(cè)量中產(chǎn)生的誤差等問題。將單片機(jī)與智能化儀器儀表相結(jié)合，就可以實(shí)現(xiàn)多種功能，使測(cè)量、處理、控制成為一體，這也是儀器儀表改革的必然趨勢(shì)。

3 智能儀器儀表中應(yīng)用單片機(jī)的特點(diǎn)

3.1 強(qiáng)大的I/O功能

智能儀器儀表既具有多種功能的部件，又具有復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，單片機(jī)微機(jī)接口芯片能夠使各功能部件穩(wěn)定且有序地運(yùn)行，互相之間進(jìn)行協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)。MCSA-51I/O 線等相關(guān)部件，最少也能夠達(dá)到16 位，針對(duì)于硬件結(jié)構(gòu)而言，能夠更加簡(jiǎn)化智能儀器儀表，從而使智能儀器儀表成本很大程度地降低了。

3.2 很強(qiáng)的控制功能

在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，單片機(jī)屬于重要組成部分之一，單片機(jī)有效應(yīng)用在智能儀器儀表中，具有很強(qiáng)的控制能力，能夠準(zhǔn)確地監(jiān)督控制智能儀器儀表的各個(gè)參數(shù)。微機(jī)對(duì)于測(cè)量責(zé)任能夠有效地承擔(dān)，致使大量常規(guī)儀器和開關(guān)中的數(shù)字電路節(jié)省了，一般采用二進(jìn)制方式對(duì)其狀態(tài)位進(jìn)行控制，二進(jìn)制狀態(tài)位既具有啟動(dòng)控制位，又具有完成測(cè)量檢測(cè)位等。MCS-51 是許多單片機(jī)中的一種類型，指令輸入輸出處理功能和處理布爾功能都具備，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于智能儀器儀表的控制上。

3.3 高速度的計(jì)算數(shù)據(jù)能力

在智能儀器儀表中，有效應(yīng)用單片機(jī)，具有高速度計(jì)算數(shù)據(jù)的能力，智能儀器儀表在正常情況下，一個(gè)周期內(nèi)，完成計(jì)算測(cè)量和相關(guān)操作，需要0.1～0.6s 的時(shí)間。有一部分要求計(jì)算比較復(fù)雜，必須要有很高難度的函數(shù)計(jì)算能力，因此，要求單片機(jī)運(yùn)算速度的功能比較高。例如，MCS-51，10～15MHz 時(shí)鐘內(nèi)以，可以處理乘法和除法的指令，將高速度計(jì)算數(shù)據(jù)有效地完成。

4 智能儀器儀表中應(yīng)用單片機(jī)

4.1 數(shù)字濾波

有效運(yùn)用數(shù)字設(shè)備計(jì)算對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，濾除和篩選某個(gè)頻段信號(hào)，新信號(hào)就能夠獲取，即數(shù)字濾波。數(shù)字濾波能夠?qū)⒅悄軆x器儀表抗干擾能力有效地提高，結(jié)合新信號(hào)，智能儀器儀表就能夠?qū)⒏咝Ю脤?shí)現(xiàn)。智能儀器儀表工作的環(huán)境很差，各種干擾問題也比較多，致使智能儀器儀表工作效率受到了嚴(yán)重地影響。運(yùn)用單片機(jī)，能夠?qū)?shù)字濾波有效地實(shí)現(xiàn)，惡劣信號(hào)得以控制，從而濾除信號(hào)。

4.2 微處理器的功能

單片機(jī)具有強(qiáng)大的功能，將復(fù)雜計(jì)算機(jī)系統(tǒng)融入其中。單片機(jī)有效應(yīng)用在智能儀器儀表中，既能夠測(cè)量功能，又能夠?qū)⒖刂坪吞幚韽?fù)雜數(shù)據(jù)有效地實(shí)現(xiàn)。在智能儀器儀表中，單片機(jī)就是一個(gè)微型處理器。單片機(jī)能夠集中很多部件的功能，致使各種部件復(fù)雜性和單一性避免了。單片機(jī)具有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)屬性，處理數(shù)據(jù)的過程中就能夠得心應(yīng)手。單片機(jī)雖然體積比較小，但是，能夠?qū)⒅悄軆x器儀表功能進(jìn)行延展，檢測(cè)故障和自動(dòng)檢查的過程中，測(cè)量工作也可以繼續(xù)進(jìn)行。在集成電路技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)之上而得到的單片機(jī)技術(shù)，單片機(jī)具有很高的性價(jià)比，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于很多領(lǐng)域。

結(jié)束語

綜上所述，在我們生活之中合理和廣泛地運(yùn)用了單片機(jī)。讓我們的生活變得更加便利和高效。在工作和生活中，我們都應(yīng)該清晰認(rèn)識(shí)單片機(jī)，從其基本原理出發(fā)，關(guān)注其在我們生活中的具體運(yùn)用。智能儀器儀表中得到了合理的運(yùn)用，在進(jìn)行工業(yè)控制之中也展現(xiàn)出了單片機(jī)的身影。同時(shí)，我們的家用電器之中也合理運(yùn)用了單片機(jī)?？傊?，我們的生活中在有效運(yùn)用單片機(jī)的情況下，就會(huì)讓生活變得更加高效。

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