單片機(jī)的電子技術(shù)應(yīng)用及開(kāi)發(fā)技術(shù)研究

文麗強(qiáng)

（山西機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 山西省長(zhǎng)治市 046011）

現(xiàn)階段，單片機(jī)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在了人們生活的每一個(gè)領(lǐng)域中，在電子技術(shù)中，單片機(jī)具有非常多的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，諸如：可靠性高、體積較小等。所以，在今后的發(fā)展過(guò)程中，應(yīng)該加大對(duì)單片機(jī)的研究，明確其在電子技術(shù)中的具體應(yīng)用，了解以及分析單片機(jī)在電子技術(shù)中的技術(shù)開(kāi)發(fā)，以保證能夠?qū)﹄娮蛹夹g(shù)的整體發(fā)展有很一定促進(jìn)作用。

1 單片機(jī)的構(gòu)成以及特點(diǎn)分析

1.1 單片機(jī)的主要構(gòu)成分析

所謂的單片機(jī)，俗稱嵌入式微控制器，是集成在計(jì)算機(jī)電路芯片上的，是由具有一定數(shù)據(jù)處理功能的CPU 以及存儲(chǔ)器等共同組合而成。雖然，單片機(jī)的整體結(jié)構(gòu)相對(duì)較小，但是卻涵蓋了中央處理器以及存儲(chǔ)器等各項(xiàng)控制所需要的設(shè)備?，F(xiàn)階段，隨著現(xiàn)代化信息技術(shù)的發(fā)展速度逐漸加快，單片機(jī)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，不僅能夠有效促進(jìn)儀器儀表自動(dòng)化程度的提升，也大大提高了設(shè)備設(shè)施的自動(dòng)化程度[1]。

從宏觀的層面剖析，若想進(jìn)一步分析單片機(jī)在電子技術(shù)中的應(yīng)用和技術(shù)開(kāi)發(fā)，主要應(yīng)該明確單片機(jī)的具體構(gòu)成。通常情況下，單片機(jī)是由很多部分共同組合而成，包括：控制器存儲(chǔ)器。其中，對(duì)于存儲(chǔ)器來(lái)說(shuō)，具體是指單片機(jī)的存儲(chǔ)過(guò)程中，依靠存儲(chǔ)器來(lái)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。在單片機(jī)中，一般會(huì)有256 個(gè)存儲(chǔ)單元，并且每一個(gè)存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)器地址都各不相同，通過(guò)存儲(chǔ)器的地址，可以有效開(kāi)展后續(xù)的存放運(yùn)算。而對(duì)于控制器，則是整個(gè)系統(tǒng)的神經(jīng)中樞，包括：地址指針以及控制邏輯電路等。通過(guò)對(duì)控制器的應(yīng)用，可以在使用期間良好的對(duì)信息進(jìn)行控制，并命令其進(jìn)行合理操作。針對(duì)運(yùn)算器，實(shí)際是用來(lái)完成二進(jìn)制的算術(shù)/邏輯運(yùn)算部件ALU 為核心，然后加上累加器ACC 等[2]。針對(duì)累加器ACC，屬于一個(gè)八位寄存器，是CPU 中工作頻率較高的計(jì)算器。在開(kāi)展算術(shù)以及邏輯運(yùn)算的過(guò)程中，累加器ACC 大多會(huì)在運(yùn)算之前暫存一個(gè)操作數(shù)，而在運(yùn)算之后，則會(huì)對(duì)這一運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行科學(xué)的保存。通過(guò)對(duì)寄存器B 的深層次分析可知，比較常用在乘法和除法的操作階段。此外，標(biāo)志寄存器PSW 是一個(gè)八位寄存器，用來(lái)存放運(yùn)算結(jié)果的一些特點(diǎn)，諸如：無(wú)進(jìn)位以及錯(cuò)位等。

1.2 單片機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)分析

通過(guò)對(duì)單片機(jī)的進(jìn)一步分析可知，其具備了很多技術(shù)所不具備的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，具體可以體現(xiàn)在以下幾個(gè)層面。

（1）使用壽命長(zhǎng)。對(duì)于這一特點(diǎn)而言，不僅僅是指在單片機(jī)的作用下研發(fā)出來(lái)的產(chǎn)品具有較長(zhǎng)的使用壽命，同時(shí)也相比于微處理器設(shè)備，整體使用壽命要長(zhǎng)一些?，F(xiàn)階段，半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展速度日益加快，致使MPU 也加快的更新速度。所以，較為成功的新型CPU 核心技術(shù)會(huì)隨著I/O 功能模塊而日益豐富，整體的生存周期會(huì)越來(lái)越長(zhǎng)[3]。

（2）運(yùn)算快速。依照MPU 的整體發(fā)展歷程來(lái)看，其運(yùn)作速度的提升，也意味著時(shí)鐘比率會(huì)越來(lái)越高。然而，單片機(jī)其存在的差異較大，單片機(jī)的抗干擾性能較高，噪聲較低。并且，單片機(jī)所追求的目標(biāo)為時(shí)鐘頻率降低的情況下，運(yùn)行速度也逐漸下。合理的優(yōu)化和以及完善單片機(jī)內(nèi)部時(shí)序，即便時(shí)鐘的頻率不提高，也能夠促進(jìn)運(yùn)算速度的增強(qiáng)。

（3）減噪效果相對(duì)良好。單片機(jī)在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，主體的可靠性相對(duì)較高。所以，與其他技術(shù)相比，單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域以及范圍也十分廣泛。目前，生產(chǎn)單片機(jī)的廠家大多在對(duì)單片機(jī)設(shè)置期間，會(huì)強(qiáng)化對(duì)各種先進(jìn)技術(shù)的利用，以確保單片機(jī)的可靠性能夠合理提升[4]。其中，EFT 技術(shù)的科學(xué)使用，可以增強(qiáng)抗干擾性能，保證信號(hào)工作能夠處于穩(wěn)定的狀態(tài)。目前，很多的單片機(jī)都將電源及地線的引腳安置在了相鄰引腳上，很大程度上降低了穿過(guò)芯片的電流，也可以在印制電路板上布置去耦電容，有利于系統(tǒng)噪聲的降低。

2 單片機(jī)的電子技術(shù)應(yīng)用分析

2.1 單片機(jī)在家用電器中的實(shí)際應(yīng)用分析

在社會(huì)的實(shí)際發(fā)展過(guò)程中，家用電器是保證建筑內(nèi)部環(huán)境穩(wěn)定性的基礎(chǔ)，同時(shí)也是確保內(nèi)部環(huán)境延時(shí)條件的關(guān)鍵，還可以根據(jù)家用電器的實(shí)際特點(diǎn)，為后續(xù)智能化環(huán)境的良好營(yíng)造奠定良好基礎(chǔ)。現(xiàn)階段，隨著城市化進(jìn)程推進(jìn)速度的不斷加快，城市居民據(jù)生活質(zhì)量的要求也越來(lái)越高，尤其是智能化概念，更是逐漸成為當(dāng)代人工作以及生活中的重要一部分。其中，對(duì)于單片機(jī)的應(yīng)用，是保證家用電器實(shí)現(xiàn)智能化控制的前提，可以為家用電器穩(wěn)定功能的延伸易提供可靠依據(jù)，從而讓家電環(huán)境可以更好的滿足可持續(xù)發(fā)展需求。同時(shí)，在家用電器中，對(duì)單片機(jī)進(jìn)行利用，也能夠進(jìn)一步促進(jìn)自身性能條件的提高，針對(duì)工作空間的適應(yīng)性，會(huì)提供一個(gè)較為完善的平臺(tái)[5]。比如：現(xiàn)代智能電視，在功能使用層面，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的電視，其中數(shù)據(jù)分析以及轉(zhuǎn)換，則是利用單片機(jī)所提供的智能化條件；在微波爐的實(shí)際使用過(guò)程中，時(shí)間的設(shè)定以及溫度的選擇，需要依靠單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。再比如：通過(guò)科學(xué)的運(yùn)用單片機(jī)技術(shù)，在電視上，足不出戶就可以便捷的選擇頻道方式開(kāi)展大型智能游戲。對(duì)于洗衣機(jī)的應(yīng)用，可以依照衣服材質(zhì)以及臟污程度，自動(dòng)選擇洗滌劑的用量和時(shí)間等。在諸多的家用電器中，實(shí)現(xiàn)對(duì)單片機(jī)技術(shù)的高效應(yīng)用，不僅為人們的生活帶來(lái)了很大便利，也為智能化發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2.2 單片機(jī)在工業(yè)控制領(lǐng)域中的實(shí)際應(yīng)用分析

從整體的角度上分析和研究，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用以及完善，在一定程度上促進(jìn)了工業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量的提高，也讓工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境得到了大幅度改善，實(shí)現(xiàn)了整體工作條件的優(yōu)化，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量以及效率提升具有很大促進(jìn)意義，也為工業(yè)控制領(lǐng)域的智能化發(fā)展提供了契機(jī)。其中，對(duì)于單片機(jī)的合理應(yīng)用，能夠確保在高危險(xiǎn)工業(yè)區(qū)域當(dāng)中具備良好的數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)以及處理?xiàng)l件，從而能夠持續(xù)性的落實(shí)工業(yè)技術(shù)。并且，合理應(yīng)用單片機(jī)，可以讓工業(yè)技術(shù)在使用期間，操作更加可靠且安全，以便工作的開(kāi)展提供先進(jìn)的經(jīng)濟(jì)統(tǒng)籌平臺(tái)，讓工業(yè)環(huán)境能夠更好的滿足當(dāng)前城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求[6]。比如：利用單片機(jī)構(gòu)建自動(dòng)消防系統(tǒng)能，可以基于環(huán)境變化提供的數(shù)據(jù)，來(lái)對(duì)單片機(jī)功能貫徹到智能化統(tǒng)籌平臺(tái)，明確內(nèi)部的情況，確保消防職能條件的落實(shí)可靠，進(jìn)而為工業(yè)環(huán)境安全性提供穩(wěn)定的平臺(tái)條件。

2.3 單片機(jī)在醫(yī)療器械領(lǐng)域中的實(shí)際應(yīng)用分析

通常情況下，醫(yī)療體系的合理建立，可以讓整個(gè)城市功能環(huán)境更加完善，也可以提供較為健全的治療方案，以保證城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)能夠更加穩(wěn)定有序，從而促進(jìn)內(nèi)部功能環(huán)境運(yùn)行的正常性以及可靠性。其中，對(duì)單片機(jī)的合理應(yīng)用，能夠基于醫(yī)療需求的基礎(chǔ)上，有針對(duì)性的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行審查，精準(zhǔn)的展開(kāi)分析，以便能夠促進(jìn)整體醫(yī)療水平的提升，讓診斷下藥的精準(zhǔn)度更高，從而為后續(xù)群眾身體健康奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。同時(shí)科學(xué)的利用的單片機(jī)，還可以為醫(yī)療行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展提供數(shù)字化檔案，確保醫(yī)療行業(yè)的整體發(fā)展進(jìn)程能夠得到有效推動(dòng)。比如：在超聲波儀器檢測(cè)期間，利用單片機(jī)，可以依據(jù)現(xiàn)象條件，確定患者的身體狀況，實(shí)現(xiàn)整體觀察環(huán)境的綜合優(yōu)化和完善，進(jìn)一步對(duì)醫(yī)療效率進(jìn)行提升，增強(qiáng)醫(yī)療的整體質(zhì)量。

2.4 單片機(jī)在儀器儀表領(lǐng)域中的實(shí)際應(yīng)用分析

整體來(lái)看，儀器儀表體系的建立以及發(fā)展，能夠讓整個(gè)工業(yè)制造水平大大提升。并且，基于此種背景下，強(qiáng)化應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)，可以讓整體智能化技術(shù)具備可持續(xù)延時(shí)的優(yōu)勢(shì)，也可以基于內(nèi)部集成以及可靠性，促進(jìn)儀器儀表數(shù)據(jù)分析水平的提升，從而讓自身設(shè)備能夠朝著智能化以及數(shù)字化方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控環(huán)境完美且全面提高的目的。同時(shí)，利用單片機(jī)，也可以讓整體功能環(huán)境得到鞏固。比如：在航空工程內(nèi)部的儀器儀表環(huán)境中，借助單片機(jī)，能夠保證儀表?xiàng)l件的運(yùn)行更加穩(wěn)定、安全，大大降低事故出現(xiàn)的幾率，很多程度上滿足了當(dāng)前航空電子系統(tǒng)發(fā)展的實(shí)際需求，也能以此為基礎(chǔ)，為信息傳遞構(gòu)建良好平臺(tái)。

2.5 單片機(jī)在通信領(lǐng)域中的實(shí)際應(yīng)用分析

在通信領(lǐng)域中，合理的單片機(jī)進(jìn)行利用，一方面，手機(jī)語(yǔ)音。現(xiàn)階段，手機(jī)的語(yǔ)音功能越來(lái)強(qiáng)大，而對(duì)于語(yǔ)音識(shí)別來(lái)說(shuō)，其與單片機(jī)的使用有著緊密關(guān)聯(lián)。對(duì)于輸入的語(yǔ)音信息條目，借助該系統(tǒng)，可以識(shí)別以及進(jìn)行相關(guān)操作。在音頻入口有單片機(jī)，并在收集音頻信息分析辨別之后，可以將信息下發(fā)到各個(gè)部件，從而完成相關(guān)操作。另一方面，電話錄音。對(duì)于電話而言，除了在通話等層面有著良好的功能之外，還具備錄音功能。在錄音電話過(guò)程中，單片機(jī)可以對(duì)請(qǐng)求信號(hào)進(jìn)行合理收集，并速的將控制信號(hào)發(fā)送出去。

3 單片機(jī)的開(kāi)發(fā)技術(shù)分析

單片機(jī)在電子技術(shù)中的開(kāi)發(fā)，具體涵蓋的內(nèi)容相對(duì)較多，主要有程序開(kāi)發(fā)、存儲(chǔ)器開(kāi)發(fā)以及CPU 開(kāi)發(fā)等。并且，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)在電子技術(shù)中的開(kāi)發(fā)，可以保證單片機(jī)即便是在較為復(fù)雜的計(jì)算機(jī)以及控制環(huán)境下，也能夠穩(wěn)定的進(jìn)行和開(kāi)展。

3.1 CPU開(kāi)發(fā)

在對(duì)單片機(jī)具體開(kāi)發(fā)過(guò)程中，CPU 總線寬度可以讓單片機(jī)的信息處理功能緩慢問(wèn)題得到有效改善，大大促進(jìn)了信息處理效率的提升。同時(shí)，也可以促進(jìn)信息處理質(zhì)量的提升，不斷提高開(kāi)發(fā)的速度，改進(jìn)中央處理器的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到同時(shí)運(yùn)行兩個(gè)CPU 到三個(gè)CPU的目的和效果，進(jìn)而保證單片機(jī)的整體性能能夠得到全面增強(qiáng)。

3.2 程序開(kāi)發(fā)

嵌入式系統(tǒng)的科學(xué)應(yīng)用以及廣泛推廣，對(duì)程序在開(kāi)發(fā)過(guò)程中的要求也越來(lái)越高，能夠自動(dòng)執(zhí)行各種指令。只有這樣，才可以精準(zhǔn)且快速的將外部數(shù)據(jù)采集出來(lái)，以便單片機(jī)的整體應(yīng)用效率能夠得到大幅度提高。

3.3 存儲(chǔ)器開(kāi)發(fā)

在對(duì)單片機(jī)應(yīng)用以及開(kāi)發(fā)過(guò)程中，應(yīng)該從眼下著手，強(qiáng)化對(duì)基于系統(tǒng)內(nèi)存讀寫(xiě)功能的新內(nèi)存的探索，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)靜態(tài)讀寫(xiě)，也可以達(dá)到動(dòng)態(tài)讀寫(xiě)的目標(biāo)，從而使得存儲(chǔ)性能能夠得到有效提升。

3.4 計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)

在對(duì)單片機(jī)具體應(yīng)用的過(guò)程中，通過(guò)分析開(kāi)發(fā)單片機(jī)的流程，也應(yīng)該強(qiáng)化對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用，通過(guò)連接通訊數(shù)據(jù)的方式，讓數(shù)據(jù)得到良好傳遞。

3.5 C語(yǔ)言程序開(kāi)發(fā)

合理優(yōu)化開(kāi)發(fā)C 語(yǔ)言，可以讓單片機(jī)在較為復(fù)雜的計(jì)算機(jī)以及控制環(huán)境下，能夠高效且穩(wěn)定的運(yùn)行，大大促進(jìn)了其廣泛應(yīng)用以及推廣。

一般而言，在應(yīng)用傳統(tǒng)單片機(jī)技術(shù)期間，大多是以八位機(jī)為主要的開(kāi)發(fā)方向。然而，由于半導(dǎo)體技術(shù)以及CPU 技術(shù)發(fā)展速度的不斷加快，水平也越來(lái)越高，并且逐漸朝著16 位、32 位等方向發(fā)展。同時(shí)，由于技術(shù)進(jìn)步速度的日益加快，單片機(jī)的抗干擾性能也越來(lái)越高，速度不斷提升。比如：EFT 驅(qū)動(dòng)技術(shù)的合理應(yīng)用，能夠有效對(duì)單片機(jī)內(nèi)部電路信號(hào)干擾程度進(jìn)行減少，也可以達(dá)到有效降低噪音的目的和效果。由此可以看出，無(wú)論是單片機(jī)的品種，還是質(zhì)量，近年來(lái)都得到了很大程度的提高，再加上技術(shù)發(fā)展速度的不斷加快，客戶可以依照自身需求，有針對(duì)性的對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行選擇。

在對(duì)單片機(jī)開(kāi)發(fā)期間，為了能夠保證開(kāi)發(fā)的實(shí)效性和可靠性，應(yīng)該綜合的考慮適用的環(huán)境以及性能等特點(diǎn)，確保能夠開(kāi)發(fā)出更好滿足企業(yè)需求的自動(dòng)化系統(tǒng)。通常情況下，如何對(duì)型號(hào)展開(kāi)選擇，諸如：8501、PIC 等辦法，型號(hào)不會(huì)因?yàn)樾吞?hào)的不同而產(chǎn)生很大的差異性，所以應(yīng)選擇一種型號(hào)，實(shí)現(xiàn)舉一反三。同時(shí)，在對(duì)編程語(yǔ)言選擇的過(guò)程中，可以采取C 語(yǔ)言。因?yàn)槌绦蚓哂辛己玫目衫^承性，基于模塊化的設(shè)計(jì)，能夠進(jìn)一步提升管理工作的質(zhì)量和效率。此外，在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，還應(yīng)該對(duì)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)干擾等設(shè)計(jì)進(jìn)行綜合考慮，保證通過(guò)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)單片機(jī)，最大限度的達(dá)到企業(yè)實(shí)際需求。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜合而言，單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用以及發(fā)展為人們帶來(lái)了諸多便利。現(xiàn)階段，單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，并且隨著現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，設(shè)計(jì)人員也強(qiáng)化了對(duì)單片機(jī)技術(shù)的研究和應(yīng)用，不斷提升單片機(jī)的產(chǎn)品功能以及靈活性，有效促進(jìn)了該技術(shù)在電子技術(shù)領(lǐng)域中的良好發(fā)展。