單片機(jī)在智能儀器儀表中的應(yīng)用

文/沈舒雨

單片機(jī)應(yīng)用在智能儀器儀表中，既具有I/O功能強(qiáng)大和控制功能強(qiáng)特點(diǎn)，又具有高速數(shù)據(jù)計(jì)算能力，在智能儀器儀表中應(yīng)用單片機(jī)，能夠?qū)⑽⑻幚砥鹘巧浞值伢w現(xiàn)出來，致使儀器儀表計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用單片機(jī)更加完善，有效處理數(shù)字濾波數(shù)字，能夠使系統(tǒng)運(yùn)行更加安全可靠。

1 智能儀器儀表

1.1 常見智能化儀器儀表

1.1.1 智能萬用表

智能萬用表具有很高的測量精確度，能夠使各種誤差有效地降低。主要采用雙斜率積分的方式進(jìn)行芯片工作，具有很強(qiáng)的抗干擾能力。

1.1.2 智能毫伏表

相對于傳統(tǒng)毫伏表，智能毫伏表將單片機(jī)添加了，能夠測試更高頻率正弦交流電壓，既可以自動歸零和自動診斷故障以及自動報(bào)警，又可以自動單位換算和量程自動切換等，并且具有質(zhì)量輕便和體積小的特點(diǎn)，非常實(shí)用。在智能毫伏表中，有效應(yīng)用單片機(jī)，不但使RAM與CPU的庫充得以實(shí)現(xiàn)，而且，I/O口也更加先進(jìn)。

1.2 智能儀器儀表功能

智能就是智能儀器儀表的重點(diǎn)，運(yùn)用強(qiáng)大輸出方式能夠?qū)㈧`活特點(diǎn)充分地體現(xiàn)出來。智能儀器儀表可以接打印記錄儀等各種設(shè)備，從而使多元化輸出形式有效地實(shí)現(xiàn)。智能儀器儀表具備測量的功能，既能夠?qū)⒏咝н\(yùn)行的測量和控制以及處理有效地實(shí)現(xiàn)，又能夠智能化處理數(shù)據(jù)和實(shí)現(xiàn)存儲信息。智能儀器儀表還能夠處理復(fù)雜的信號，完善儀器儀表功能。致使自動診斷和檢測故障有效地實(shí)現(xiàn)，從而使測量誤差得以降低，精度提升。同時，能夠定時測定信號，從而使精確檢測多個參數(shù)得以實(shí)現(xiàn)。

2 智能儀器儀表中應(yīng)用單片機(jī)的特點(diǎn)

2.1 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，針對于硬件結(jié)構(gòu)而言，能夠更加簡化智能儀器儀表，從而使智能儀器儀表成本很大程度地降低了。

2.2 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參數(shù)。微機(jī)對于測量責(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)制方式對其狀態(tài)位進(jìn)行控制，二進(jìn)制狀態(tài)位既具有啟動控制位，又具有完成測量檢測位等。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。

2.3 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，一個周期內(nèi)，完成計(jì)算測量和相關(guān)操作，需要0.1～0.6s的時間。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。

3 智能儀器儀表中應(yīng)用單片機(jī)

3.1 數(shù)字濾波

有效運(yùn)用數(shù)字設(shè)備計(jì)算對信號進(jìn)行處理，濾除和篩選某個頻段信號，新信號就能夠獲取，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，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)，惡劣信號得以控制，從而濾除信號。

3.2 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，檢測故障和自動檢查的過程中，測量工作也可以繼續(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)具有很高的性價比，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于很多領(lǐng)域。

4 調(diào)試和設(shè)計(jì)智能儀器儀表中應(yīng)用單片機(jī)

4.1 整體設(shè)計(jì)智能儀器儀表

智能儀器儀表的功能如果想更加強(qiáng)大，必須要整體設(shè)計(jì)智能儀器儀表。整體設(shè)計(jì)才能夠?qū)⒑线m的部件選擇，設(shè)計(jì)重點(diǎn)明確，并且能夠測試和診斷故障。同時，無論實(shí)現(xiàn)功能，還是設(shè)計(jì)目的，都必須要明確。

4.2 協(xié)調(diào)軟件和硬件

設(shè)計(jì)智能儀器儀表的過程中，必須要合理科學(xué)地分解設(shè)計(jì)對象，運(yùn)用各種設(shè)計(jì)智能儀器儀表方法，根據(jù)任務(wù)方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。如此這樣，能夠使設(shè)計(jì)智能儀器儀表的成本很大程度地降低，并且設(shè)計(jì)效率也會提升，以免不斷地進(jìn)行修改。整體設(shè)計(jì)智能儀器儀表非常適用該種方式，目的就是使各部分功能都能夠有效地實(shí)現(xiàn)。

4.3 可維修性和自動診斷功能

調(diào)試智能儀器儀表和應(yīng)用單片機(jī)設(shè)計(jì)的過程中，自動診斷功能必須要實(shí)現(xiàn)。有效運(yùn)用自動診斷，能夠?qū)⒐收衔恢醚杆賹ふ业?，對原因進(jìn)行分析，從而將合理維修方案提供。

5 總結(jié)

綜上所述，無論是單片機(jī)的應(yīng)用，還是發(fā)展，都需要計(jì)算機(jī)等相關(guān)技術(shù)的大力支持。單片機(jī)既體積小和質(zhì)量輕，又結(jié)構(gòu)簡單，在智能儀器儀表中已經(jīng)廣泛應(yīng)用，有效應(yīng)用單片機(jī)，既能夠使智能儀器儀表應(yīng)用效果有效地提升，又能夠很大程度地提升工業(yè)生產(chǎn)的效益。