分析單片機(jī)在電子技術(shù)中的應(yīng)用和技術(shù)開發(fā)

張意如

摘? ?要：基于我國科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，不同類型的先進(jìn)科學(xué)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于社會不同領(lǐng)域之中，最大限度地提升了社會生產(chǎn)力。單片機(jī)因其體積相對較小、精度高以及可靠性強(qiáng)等特點(diǎn)，在電器電子設(shè)備、醫(yī)療電氣設(shè)備領(lǐng)域得到普及。文章簡要分析了單片機(jī)所具有的特征及其結(jié)構(gòu)，同時從通信系統(tǒng)以及工業(yè)控制領(lǐng)域兩方面論述其應(yīng)用與開發(fā)現(xiàn)狀，以期為我國技術(shù)人員將單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用在電子技術(shù)之中提供相應(yīng)的參考以及幫助。

關(guān)鍵詞：單片機(jī);應(yīng)用技術(shù);開發(fā)方式

單片機(jī)是一種嵌入式系統(tǒng)，特別是在現(xiàn)代自動化設(shè)備、通信技術(shù)以及控制技術(shù)等多個領(lǐng)域得到更為廣泛的運(yùn)用，其相較于其余嵌入式系統(tǒng)而言，具有體積較小、能耗不高以及繼承性強(qiáng)的優(yōu)勢，其具備優(yōu)秀的數(shù)據(jù)處理能力，符合電氣設(shè)備針對存儲功能的要求，信息數(shù)據(jù)處理水平以及管控能力也較為優(yōu)秀，可以令設(shè)備具有自動化以及智能化管理控制功能，使得工業(yè)生產(chǎn)效率得到明顯提升[1]。

1? ? 單片機(jī)特點(diǎn)及其結(jié)構(gòu)

單片機(jī)屬于一種集成電路芯片，普遍利用規(guī)模較大的集成電路技術(shù)將中央處理設(shè)備、中斷系統(tǒng)以及隨機(jī)存儲設(shè)備等多項(xiàng)功能集成于硅片之上，進(jìn)而構(gòu)成一個微小規(guī)模的計(jì)算系統(tǒng)，因?yàn)閱纹瑱C(jī)體積過小、自重輕、價(jià)格低廉，能夠持續(xù)工作長達(dá)70 h，且期間基本不會產(chǎn)生明顯障礙，具有優(yōu)秀的控制能力。上述優(yōu)勢的存在也使得其在工業(yè)領(lǐng)域之中的應(yīng)用更為廣泛。如今，許多單片機(jī)已然實(shí)現(xiàn)外圍器件同外設(shè)接口集成于一片之中，故而無需拓展總線，達(dá)到縮減芯片體積的目的，而這一類型芯片稱為非總線型片機(jī)，控制型片機(jī)便是結(jié)合運(yùn)用范圍予以劃分[2]。單片機(jī)結(jié)構(gòu)具體包括運(yùn)算器、控制器以及主要寄存器，具體如下：

（1）運(yùn)算器。具體由算數(shù)邏輯單元、累計(jì)設(shè)備以及計(jì)算設(shè)備構(gòu)建而成。算數(shù)邏輯單元借助針對累計(jì)設(shè)備以及寄存設(shè)備兩個8位數(shù)予以換算以及對比，獲得更為新穎的數(shù)值然后再次存入累計(jì)設(shè)備之中，以替換原本的數(shù)據(jù)。

（2）控制器。具體由程序計(jì)算器、質(zhì)量寄存器以及指令譯碼設(shè)備等眾多設(shè)備構(gòu)成，屬于整體部件的核心機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)指導(dǎo)，針對單片機(jī)所接受的指令具有決策作用。其工作流程為首先從內(nèi)部獲取一條指令，同時報(bào)出下條指令所在的位置，之后針對其予以檢驗(yàn)工作，并配置該指令操作期間所必要的控制信號，保證之后工作分工更為明確，并保證運(yùn)行的有效性，然后針對質(zhì)量傳輸期間予以管控，并配合存儲設(shè)備以及數(shù)據(jù)總線等各項(xiàng)部件保證單片機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。

（3）主要寄存器。包含累計(jì)設(shè)備A、主要寄存設(shè)備DR以及程序計(jì)算器PC等。累計(jì)設(shè)備A于整體單片機(jī)之中的運(yùn)用更為頻繁，其具備雙重功能，不僅負(fù)責(zé)針對運(yùn)算之間的數(shù)據(jù)予以存儲，同時也對運(yùn)算結(jié)果予以存儲。主要寄存器DR能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)算期間保留少量信息數(shù)據(jù)，該部件具體調(diào)節(jié)運(yùn)算器件的卡頓、字節(jié)過多等多種問題，且僅對尚在譯碼的指令或是指令內(nèi)的一個字節(jié)予以存儲[3]。

2? ? 單片機(jī)于電子技術(shù)之中的應(yīng)用

2.1? 單片機(jī)通信系統(tǒng)之中的應(yīng)用

單片機(jī)于通信領(lǐng)域內(nèi)的運(yùn)用主要集中在手機(jī)語音方面，近些年來，基于我國智能手機(jī)的高速發(fā)展，智能手機(jī)語音功能得到明顯強(qiáng)化，手機(jī)的語言不止是只可以用作通信，同時也可辨別手機(jī)語音的信息內(nèi)容，然后，將語音轉(zhuǎn)變?yōu)槲淖中畔ⅲ淖洲D(zhuǎn)換正確率高達(dá)70%，手機(jī)語音識別技術(shù)同單片機(jī)之間存在直接關(guān)聯(lián)。其工作流程如下，單片機(jī)首先運(yùn)用語言信號，并借助控制模塊錄入以前所收集的語音信號，借助模擬/數(shù)字（Analog/Digital，A/D）模塊針對語音信息數(shù)據(jù)予以轉(zhuǎn)化，在轉(zhuǎn)化之后錄入控制設(shè)備，同時構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)語音庫，且把語音信息數(shù)據(jù)存儲在電路之中。手機(jī)語音開展識別的過程中，必須利用控制模塊錄入必須開展的操作，然后收集用戶語音信息數(shù)據(jù)，系統(tǒng)針對所收集的語音信號予以合理的運(yùn)算處理之后，對其進(jìn)行提取、建立為矢量模板，并存儲在存儲單元之中，同時同標(biāo)準(zhǔn)語音庫內(nèi)的語言信息數(shù)據(jù)展開對比，之后于數(shù)據(jù)庫內(nèi)挑選與本段音頻語音信號最為接近的語音信號，將語音信號轉(zhuǎn)化為語音數(shù)據(jù)信息，向用戶反饋。單片機(jī)具體構(gòu)成部分包括硬件結(jié)構(gòu)以及軟件系統(tǒng)，其中，硬件設(shè)備負(fù)責(zé)為軟件的正常運(yùn)行提供相應(yīng)的物理支持，而軟件單片機(jī)的應(yīng)用則負(fù)責(zé)提供相應(yīng)的技術(shù)支持。

2.2? 單片在工業(yè)控制領(lǐng)域之中的運(yùn)用

基于計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)以及電力電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用。工業(yè)生產(chǎn)也逐漸朝自動化、智能化方向發(fā)展，單片機(jī)因?yàn)楸旧眢w積規(guī)模較小、自重輕盈以及高集成性等優(yōu)勢，在智能儀表設(shè)計(jì)期間運(yùn)用較多。工業(yè)控制系統(tǒng)對信息數(shù)據(jù)處理能力有較為嚴(yán)格的要求，優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)通信能力，有助于實(shí)現(xiàn)智能管控。如今，大部分工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)都是借助大量智能化或是自動化設(shè)備，例如分布式控制系統(tǒng)（Distributed Control System，DCS）、可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）、人機(jī)接口（Human Machine Interface，HMI）、遠(yuǎn)程測控終端（Remote Terminal Unit，RTU）以及測控儀器等組件的全過程控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)針對基礎(chǔ)生產(chǎn)流程的監(jiān)督以及管控。工業(yè)領(lǐng)域引入單片機(jī)技術(shù)之后，將該技術(shù)廣泛應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備現(xiàn)場管理與控制之中，以達(dá)到對即時信息數(shù)據(jù)的獲取以及自行控制，進(jìn)而達(dá)到自動化管控的目的，例如目前相對多見的門禁系統(tǒng)，借助感應(yīng)設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)對大門的自動化打開以及關(guān)閉。

3? ? 結(jié)語

基于我國單片機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，單片機(jī)芯片容量明顯增加，能夠符合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域生產(chǎn)需要，并提高電子設(shè)備的智能化水平。故而，技術(shù)人員也需要明確當(dāng)前單片機(jī)技術(shù)的主要運(yùn)用方向，了解其結(jié)構(gòu)以及優(yōu)勢，予以合理的開發(fā)與運(yùn)用，使得單片機(jī)價(jià)值得到充分發(fā)揮。

[參考文獻(xiàn)]

[1]蔡植善，陳木生，吳仲龍，等.基于單片機(jī)技術(shù)與LabVIEW軟件的項(xiàng)目開發(fā)與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2018（16）：9-12.

[2]葛昆.在電子技術(shù)中單片機(jī)的應(yīng)用優(yōu)勢與開發(fā)實(shí)踐[J].信息通信，2019（2）：296-297.

[3]劉霄，潘慶先，孫紅霞.單片機(jī)原理及應(yīng)用課程中的多元化教學(xué)方法實(shí)踐[J].電子技術(shù)與軟件工程，2019（12）：241-242.