單片機(jī)在電子技術(shù)中的應(yīng)用

涂洪麒

(云南工業(yè)技師學(xué)院 云南省曲靖市 655000)

單片機(jī)作為集成性電路芯片，可代替?zhèn)鹘y(tǒng)電子線路構(gòu)建完善的控制系統(tǒng)，提升系統(tǒng)運(yùn)行性能，實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)督和控制。將單片機(jī)應(yīng)用到電子技術(shù)中，對于增強(qiáng)其智能化有著顯著意義。為此，應(yīng)加大對單片機(jī)的研究和開發(fā)力度，結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)，優(yōu)化單片機(jī)的性能，推動相關(guān)領(lǐng)域的快速發(fā)展。

1 概念

單片機(jī)又被稱之為嵌入式微控制器，是嵌入計算機(jī)電路上的一種集成芯片，具有數(shù)據(jù)處理和隨機(jī)存儲的功能。單片機(jī)的結(jié)構(gòu)較為簡單，其中最為主要的部分為存儲器和中央處理器，二者的搭配使用對于優(yōu)化設(shè)備自身功能，提高數(shù)據(jù)處理效率有著顯著效果?，F(xiàn)階段，單片機(jī)已經(jīng)在辦公自動化設(shè)備中、機(jī)電一體化設(shè)備中、家用電器、儀器儀表設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用，涉及領(lǐng)域眾多，是目前計算機(jī)發(fā)展中較為重要的技術(shù)。單片機(jī)的廣泛應(yīng)用，為自動化、智能化水平的提高奠定了基礎(chǔ)，加強(qiáng)數(shù)據(jù)處理機(jī)存管的準(zhǔn)確性。

2 單片機(jī)的構(gòu)成及其工作原理

在研究單片機(jī)在電子技術(shù)中的應(yīng)用與開發(fā)前，要先對單片機(jī)的構(gòu)成及其工作原理進(jìn)行詳細(xì)掌握，這樣才能更好的規(guī)劃單片機(jī)，改善在電子技術(shù)中的應(yīng)用水平。單片機(jī)的構(gòu)成分為存儲器、中央處理器、運(yùn)算器和控制器這幾部分。其中存儲器顧名思義是實(shí)行數(shù)據(jù)存儲的重要場所，單片機(jī)中的存儲器中含有256個單元，每個單元均有不同的存儲地址，保證存儲質(zhì)量及后期運(yùn)算準(zhǔn)確性?？刂破髯鳛閱纹瑱C(jī)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，是由指令寄存器、控制邏輯電路、程序計數(shù)器、地址指針、堆棧指針這幾部分構(gòu)成的，目的是對單片機(jī)運(yùn)行過程中各項信息數(shù)據(jù)予以科學(xué)管控，并及時接收和傳輸指令。

單片機(jī)的工作原理其實(shí)很簡單，即按照接收到的指令開展相關(guān)操作。設(shè)計人員需先編寫指令，并將其傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)中，每個指令都有對應(yīng)的地址信息，單片機(jī)在接受到指令后，會找尋相應(yīng)的地址信息，按照地址信息順序開展相關(guān)操作。單片機(jī)運(yùn)行過程中，設(shè)計人員可實(shí)時對地址信息的運(yùn)行情況予以跟蹤與了解，并結(jié)合其處理結(jié)果進(jìn)行后續(xù)指令的增加或減少，完成整個系統(tǒng)的操作運(yùn)轉(zhuǎn)。

3 單片機(jī)在電子技術(shù)中的應(yīng)用優(yōu)勢

3.1 提升系統(tǒng)穩(wěn)定性

單片機(jī)在電子技術(shù)領(lǐng)域中的科學(xué)應(yīng)用能夠有效增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性。系統(tǒng)在長時間運(yùn)行過程中會受到諸多因素的影響而改變輸入和輸出產(chǎn)量、降低系統(tǒng)分辨率和靈敏度，這些問題的產(chǎn)生會導(dǎo)致系統(tǒng)穩(wěn)定性不斷降低，威脅系統(tǒng)安全的運(yùn)行。而將單片機(jī)應(yīng)用其中，可很好的避免上述問題的產(chǎn)生，并對存在問題的傳感設(shè)備進(jìn)行修復(fù)，改變非線性系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)，以此促進(jìn)各項工作的有效開展，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3.2 增強(qiáng)系統(tǒng)抗干擾能力

單片機(jī)在電子領(lǐng)域中應(yīng)用時可有效完善系統(tǒng)運(yùn)行中的抗干擾性能。具體體現(xiàn)在：一是提升抗確定干擾的能力。系統(tǒng)在日常運(yùn)行中會受到外界與系統(tǒng)內(nèi)部自身的影響而出現(xiàn)一些干擾性問題，單片機(jī)的應(yīng)用可有效解決這些問題，防止危險的產(chǎn)生。二是增強(qiáng)抗隨機(jī)干擾的能力。系統(tǒng)運(yùn)行所處的環(huán)境存在復(fù)雜性特征，常會出現(xiàn)隨機(jī)波動的問題，進(jìn)而對信噪比帶來不同程度的影響，削弱信號傳輸及系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。所以需要利用單片機(jī)對這些干擾問題予以有效處理和優(yōu)化，提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。

3.3 促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展

隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，各系統(tǒng)設(shè)備也得到了一定程度的完善，其性能得到顯著優(yōu)化，而單片機(jī)在系統(tǒng)中的科學(xué)應(yīng)用，不僅改善了系統(tǒng)性能，還很好地保證了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，并能夠根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行要求實(shí)行功能上的調(diào)整和優(yōu)化，解決運(yùn)行過程中存在的各種問題，進(jìn)而強(qiáng)化系統(tǒng)及設(shè)備的運(yùn)行效果，這無疑提升了產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行整體水平，為行業(yè)的快速發(fā)展奠定堅實(shí)基礎(chǔ)。

4 單片機(jī)在電子技術(shù)中的應(yīng)用

單片機(jī)是在嵌入式技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展的一種新型數(shù)據(jù)計算技術(shù)，并具有操作簡單，成本低等優(yōu)勢。在家電及工業(yè)控制領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。隨著技術(shù)水平的提高，計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用范圍的擴(kuò)展，單片機(jī)也得到了較為廣泛的發(fā)展，在新能源及風(fēng)力發(fā)電上起到顯著效果。同時單片機(jī)在城市智能化建設(shè)中也發(fā)揮顯著優(yōu)勢，對城市規(guī)劃及環(huán)境治理奠定堅實(shí)基礎(chǔ)，更好的推動了城市經(jīng)濟(jì)及生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，為我國綜合實(shí)力的增強(qiáng)提供保障。下面就對單片機(jī)在電子技術(shù)中的具體應(yīng)用進(jìn)行分析概括。

4.1 家用電器中的應(yīng)用

家用電器在目前人們生活中發(fā)揮著重要功效，再加上其使用范圍廣，覆蓋面積大等特征優(yōu)勢，成為城市建設(shè)及環(huán)境穩(wěn)定發(fā)展的重要元素。單片機(jī)在家用電器中的應(yīng)用可改善家用電器的智能化水平，推動城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，加強(qiáng)城市總體經(jīng)濟(jì)實(shí)力。同時，單片機(jī)在家用電器中的應(yīng)用可加強(qiáng)電器使用過程的安全性與穩(wěn)定性，減少安全事故的產(chǎn)生，有利于能源及資源的節(jié)約，這對于我國可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)具有顯著的推動作用。

此外，單片機(jī)在家用電器中的應(yīng)用，對于優(yōu)化電器性能，提高電器實(shí)用性具有積極意義，這使得家用電器的應(yīng)用范圍得到了擴(kuò)展，保證城市建筑空間功能系統(tǒng)的完善性，為智能化時代的到來提供動力，極大的滿足現(xiàn)今社會發(fā)展需求。在數(shù)據(jù)分析和轉(zhuǎn)換基于單片機(jī)提供的智能條件，使現(xiàn)代智能電視在功能使用方面同傳統(tǒng)電視相比，具有更多的功能，單片機(jī)的應(yīng)用，如微波爐、電飯煲、空調(diào)等，其可以根據(jù)單芯片條件提供的參數(shù)進(jìn)行時間設(shè)置和溫度選擇，使功能更加強(qiáng)大。

4.2 工業(yè)控制中的應(yīng)用

單片機(jī)在工業(yè)控制中的合理應(yīng)用最為明顯的特征就是加大象風(fēng)力發(fā)電的控制力度。通過對象風(fēng)機(jī)及操作室的連接控制，提高風(fēng)力控制系統(tǒng)的運(yùn)行效率，工作人員不需要深入現(xiàn)場也可完成相關(guān)設(shè)備的操作和指導(dǎo)，達(dá)到遠(yuǎn)程控制目標(biāo)，推動工業(yè)控制向著自動化、智能化的方向邁進(jìn)，進(jìn)而優(yōu)化控制水平，減少風(fēng)險問題的產(chǎn)生。

單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，能夠加強(qiáng)數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性，保證工業(yè)生產(chǎn)效率及安全性，而且在此基礎(chǔ)上提供了先進(jìn)的經(jīng)濟(jì)規(guī)劃平臺，確定了當(dāng)前城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展中工業(yè)環(huán)境的優(yōu)勢。另外，單片機(jī)在象風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用，建立了完善的自動火災(zāi)報警系統(tǒng)，可結(jié)合設(shè)備所在區(qū)域的環(huán)境變化特征，利用智能化的協(xié)調(diào)平臺，更好的進(jìn)行象風(fēng)機(jī)設(shè)備的管控，降低不良因素的影響，加強(qiáng)系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行的安全性。且單片機(jī)的應(yīng)用加快了系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)處理速度及平臺運(yùn)算速度，準(zhǔn)確預(yù)測和感知存在的風(fēng)險隱患，且及時通知相關(guān)部門做好預(yù)防和控制作業(yè)，以此強(qiáng)化系統(tǒng)整體運(yùn)行效果，營造安全的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境。

4.3 在醫(yī)療器械領(lǐng)域中的應(yīng)用

完善的醫(yī)療體系對于城市功能的優(yōu)化及良好生存環(huán)境的營造有著積極作用，同時這也為我國醫(yī)療治理方案的進(jìn)步提供科學(xué)保障。單片機(jī)在醫(yī)療器械領(lǐng)域中的應(yīng)用，為醫(yī)療數(shù)據(jù)的存管、審核及分析提供了動力，加快數(shù)據(jù)處理速度，便于及時掌握現(xiàn)有的醫(yī)療水平，做出合理救治及提升方案，促進(jìn)城市的進(jìn)步。再者，單片機(jī)的應(yīng)用能夠更好的為醫(yī)院的數(shù)字檔案管理帶來方便。如在超聲儀器、X光照射等測試過程中，可以根據(jù)條件來確定不同患者的身體狀況，創(chuàng)造適宜的觀察環(huán)境，改進(jìn)整體醫(yī)療質(zhì)量。

4.4 通訊設(shè)備中的應(yīng)用

通訊設(shè)備研發(fā)中應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)，可提升其智能化發(fā)展水平。在社會發(fā)展新形勢下，通訊技術(shù)為人們溝通提供了便利，人們信息傳播的渠道不斷增多，如視頻通話、語音通話等，便于人與人之間更好的完成信息的互傳，提高交流效率。不過傳統(tǒng)技術(shù)中對于音質(zhì)的處理還不是十分完善，語音輸入中經(jīng)常會存在雜音或中斷的現(xiàn)象。應(yīng)用單片機(jī)后，可改善傳統(tǒng)通訊中存在的弊端，提高信息傳輸效率。除此之外，單片機(jī)還能夠?qū)崿F(xiàn)電話錄音。電話在錄音時，需要借助單片機(jī)的功能完成錄音，用戶下達(dá)指令后，單片機(jī)就會立刻反饋這一指令，完成錄音。

4.5 儀器儀表中的應(yīng)用

儀表系統(tǒng)多用于電力控制中，目的是獲取較為精準(zhǔn)的電力信息數(shù)據(jù)，并通過科學(xué)分析，做出相應(yīng)的調(diào)整方案，改進(jìn)電力供應(yīng)質(zhì)量，推動行業(yè)健康發(fā)展。將單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用其中，數(shù)據(jù)分析及協(xié)調(diào)效率得到顯著提升，從而營造實(shí)時監(jiān)控環(huán)境，加強(qiáng)儀表系統(tǒng)運(yùn)行的智能化程度。

將單片機(jī)應(yīng)用在風(fēng)機(jī)塔筒內(nèi)部的儀表環(huán)境中，可對整個儀表的運(yùn)行狀態(tài)及穩(wěn)定性實(shí)行控制，同時降低外界不良因素對儀表系統(tǒng)的影響，避免故障的產(chǎn)生，改進(jìn)風(fēng)機(jī)塔筒內(nèi)部電子系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展。

另外，在半導(dǎo)體技術(shù)快速發(fā)展的當(dāng)下，MPU技術(shù)的更新速度也在加快，這在一定程度上推動了單片機(jī)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。再加上新型CPU的應(yīng)用，為單片機(jī)技術(shù)的優(yōu)化奠定了堅實(shí)基礎(chǔ)，與此同時，其所需的信息傳輸平臺也將逐漸完善，為電子技術(shù)的完善及應(yīng)用范圍的擴(kuò)展提供支持保障。

5 單片機(jī)的開發(fā)技術(shù)

單片機(jī)的應(yīng)用為各領(lǐng)域的發(fā)展創(chuàng)新提供了更多機(jī)遇，不過單片機(jī)技術(shù)在目前的推廣應(yīng)用中仍存在一些問題有待解決，所以應(yīng)加大對單片機(jī)技術(shù)的研究和開發(fā)力度，改善單片機(jī)技術(shù)水平，為各產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造更多空間。

5.1 更新CPU數(shù)據(jù)

CPU作為單片機(jī)技術(shù)中較為重要的內(nèi)容，涵蓋的數(shù)據(jù)內(nèi)容對于單片機(jī)位數(shù)寬度有著直接影響。所以在未來單片機(jī)的研究中，應(yīng)加大對CPU的重視力度，擴(kuò)大CPU數(shù)據(jù)存儲容量，為單片機(jī)性能的發(fā)揮提供保障。另外，CPU運(yùn)行壽命也是需要關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容，以往CPU的使用壽命相對較短，最多不超過20年，這使得單片機(jī)的應(yīng)用頻率逐漸降低，造成了較多的浪費(fèi)現(xiàn)象。

在現(xiàn)今及未來研究中，延長CPU使用壽命成為提高單片機(jī)應(yīng)用效率，創(chuàng)造更大經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)。尤其是在半導(dǎo)體和MUP快速發(fā)展的今天，對CPU研發(fā)力度的加大，能夠有效提升單片機(jī)技術(shù)水平，加強(qiáng)市場競爭力。同時在半導(dǎo)體及MUP技術(shù)快速更新的引導(dǎo)下，單片機(jī)的應(yīng)用范圍也得到了一定擴(kuò)展，不僅在工業(yè)控制領(lǐng)域中發(fā)揮了顯著功效，在日常生活中也起到更為顯著的作用。

5.2 降低能耗，提升運(yùn)轉(zhuǎn)速度

MUP技術(shù)在單片機(jī)中的應(yīng)用為單片機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度的加快帶來了保證，不過運(yùn)轉(zhuǎn)速度的加快會直接增加單片機(jī)的振幅及運(yùn)動頻率，這在一定程度上會導(dǎo)致單片機(jī)運(yùn)行中消耗過多的能源，同時縮短單片機(jī)的運(yùn)行壽命，出現(xiàn)資源浪費(fèi)問題。再者，以往單片機(jī)在使用中，運(yùn)行速率的增加還會造成噪音污染的產(chǎn)生，對周邊環(huán)境及人群帶來較大影響。所以在對單片機(jī)進(jìn)行研發(fā)時，工作人員并未將運(yùn)轉(zhuǎn)速率過多提升，希望能夠降低能耗及污染的產(chǎn)生，不過在日后研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)通過改變單片機(jī)內(nèi)部順序的方式來解決因運(yùn)轉(zhuǎn)速度過快而引發(fā)的問題，這不僅可以提高單片機(jī)的運(yùn)行效率，滿足各種不同系統(tǒng)作業(yè)的需求，也能夠規(guī)避能耗及污染的產(chǎn)生，將單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展推向新的高度，進(jìn)而為我國科技水平及競爭實(shí)力的增強(qiáng)提供有效保障。

5.3 減燥處理技術(shù)

單片機(jī)因其自身優(yōu)勢特征在目前很多行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，再加上該技術(shù)穩(wěn)定性和抵抗能力較強(qiáng)，將其應(yīng)用到各領(lǐng)域系統(tǒng)運(yùn)行中，可加強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，延長使用壽命，為行業(yè)發(fā)展提供更多支持。目前單片機(jī)技術(shù)已經(jīng)不單純的局限于工業(yè)控制領(lǐng)域，日常生活也得到了較大推廣，并深受人們喜愛。隨著單片機(jī)技術(shù)的改善，人們對其研究力度也在不斷加大，其中EFT技術(shù)在單片機(jī)中的應(yīng)用就是最為明顯的例子。該技術(shù)的融入一方面提升了單片機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性。另一方面也降低了電磁波帶來的不利干擾，加強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，進(jìn)而為單片機(jī)使用市場的擴(kuò)展提供保障。

不過單片機(jī)在系統(tǒng)設(shè)備中的應(yīng)用中會產(chǎn)生一些噪音，雖然研究人員通過降低單片機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度的方式解決噪音污染問題，但隨著技術(shù)水平的提高，單片機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)效率的降低勢必會影響其應(yīng)用效率，阻礙行業(yè)發(fā)展。所以如何高效解決單片機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中的噪音問題成為未來研究的主流方向。通過不斷研究發(fā)現(xiàn)，單片機(jī)噪音問題大多集中在集成電路上，是由電源噪音裝機(jī)電子芯片導(dǎo)致的，為解決這一問題，可通過改變原有電源位置，或在電源與芯片間設(shè)置遮擋物等方式，來降低噪音污染，增強(qiáng)單片機(jī)的使用效果。

6 結(jié)束語

綜上所述，單片機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用為人們的生活和工作帶來了更多的便利，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)及技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，且隨著單片機(jī)技術(shù)研發(fā)程度的加深，其應(yīng)用范圍還將持續(xù)擴(kuò)大，并以此促進(jìn)其他領(lǐng)域的快速革新，推動行業(yè)的持續(xù)前行。