單片機技術(shù)在電子工程中的應(yīng)用

路海英

（廊坊市第三人民醫(yī)院 河北省廊坊市 065000）

近年來，科學技術(shù)的進步帶動了單片機的發(fā)展，使得單片機在電子科技產(chǎn)品的發(fā)明和使用中得到了廣泛的應(yīng)用。目前。單片機因自身的優(yōu)勢在多個領(lǐng)域中發(fā)揮了重要作用。單片機作為嵌入式的系統(tǒng)，在人們的生產(chǎn)生活中普遍存在。單片機具有體積小耗能低、可靠性高和集成性高的特點，再加上體積小、存儲量大、存儲性能好和數(shù)據(jù)處理能力強的優(yōu)勢，在很多領(lǐng)域中得到了高度的重視，電子工程亦是如此。同時在單片機技術(shù)的推動下，現(xiàn)代電子工程實現(xiàn)了高速發(fā)展，各種各樣的智能產(chǎn)品層出不窮，因此單片機技術(shù)進行具有重要的研究意義和應(yīng)用價值。

1 單片機技術(shù)概述

1.1 單片機的定義

單片機也被稱為嵌入式微控制器，它是集成計算機電路芯片。單片機是由存儲器、中央處理器、運算器、控制器等部分組成。其中信算器可以進行各種算術(shù)運算和邏輯運算；控制器作為發(fā)布命令的決策機構(gòu)，可以協(xié)調(diào)和指揮整個微機系統(tǒng)的操作。寄存器主要包括累加器A、數(shù)據(jù)寄存器、指令寄存器、指令譯碼器、程序計數(shù)器和地址寄存器等。與計算機相比，單片機只是缺少了I/O 設(shè)備[1]。雖然單片機的整體結(jié)構(gòu)比較小，但其功能卻十分強大，在機械制造、航空航天等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

1.2 單片機的發(fā)展歷程和特點

在單片機的發(fā)展歷程中，先后經(jīng)歷了4 位，8 位，16 位，32位等階段。其中，以MCS-51 單片機為主的八位單片機在機械制造，工業(yè)控制等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。這是因為8 位單片機功能較為強大，因此在很多領(lǐng)域中占主流位置。

在當前的計算機發(fā)展中，單片機是其重要組成部分之一。隨著計算機水平的不斷提高，單片機也隨之進行高效革新，使其功能、種類和用途得到進一步的豐富。

目前，單片機所具有的特點主要體現(xiàn)在6 個方面。

（1）單片機具有使用方便、整體體積較小、系統(tǒng)構(gòu)成簡單、整體模塊化的特點；

（2）單片機對環(huán)境的要求低，因此環(huán)境適應(yīng)能力較強；

（3）單片機控制能力強大，單片機通過集成多種功能，使其控制功能能以增強；

（4）單片機功能消耗低，低壓就可以使其正常運行；

（5）單片機的處理速度快，單片機處理功能較強，數(shù)據(jù)和信息的處理速度較快；

（6）單片機的可靠性高，單片機可長時間工作，使系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)能力得到提升。

1.3 單片機的工作原理

單片機的工作原理是一種在線式或現(xiàn)場實時控制計算機的原理方式。與離線式計算機相比，單片機的抗干擾能力能強，成本也更低。簡單說來，單片機就是微型電腦，利用程序進行工作，同時具備可修改功能。在工作期間，通過編寫不同的程序來實現(xiàn)不同的功能。從本質(zhì)上來講，單片機就是一個可編程集成電路，在工作期間各個組成部件完成各自的任務(wù)。將需要完成的任務(wù)編寫成指令，單片機的每個組成部件按照指令完成自身的基本任務(wù)，但這并不意味著單片機的各個組成部分在作業(yè)期間是獨立的，很多指令也是需要各個部件聯(lián)合完成。不同種類的單片機指令系統(tǒng)也存在差異，但都是將編好的程序先放到存儲器中，命令執(zhí)行時會按順序給予程序計數(shù)器，隨后各個組成部分就開始執(zhí)行指令，最終完成程序編寫的任務(wù)。

2 單片機技術(shù)在電子工程中的應(yīng)用趨勢

自步入現(xiàn)代社會以來，科學技術(shù)就得到了迅速的發(fā)展?，F(xiàn)如今，單片機技術(shù)在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用無處不在，如:家用電器、醫(yī)療機械、移動通訊等。利用單片機的優(yōu)勢，可以在生活中和工作中為人們提供便捷。

2.1 對單片機的程序進行開發(fā)

隨著單片機的快速發(fā)展，其開發(fā)程度也越來越深，其在系統(tǒng)建設(shè)中的應(yīng)用也越來越廣泛?，F(xiàn)如今，自動執(zhí)行成為單片機技術(shù)在電子工程領(lǐng)域中的發(fā)展趨勢。而自動執(zhí)行就意味著單片機技術(shù)可以自動對數(shù)據(jù)進行傳輸處理和存儲。這就需要加大對單片機程序的開發(fā)，使其在任何環(huán)境下都能夠自動地對數(shù)據(jù)進行處理和收集，以保證單片機數(shù)據(jù)處理的準確性。

2.2 優(yōu)化C語言系統(tǒng)程序

眾所周知，在計算機領(lǐng)域中，C 語言具有非常強大的數(shù)據(jù)處理功能。利用C 語言可以實現(xiàn)用最簡單的方法處理編程。為了在繁瑣的數(shù)據(jù)環(huán)境中能夠進一步保證單片機技術(shù)的正常運用，相關(guān)技術(shù)人員必須要借助C 語言來提高單片機的使用效率，這樣才能夠有效地提高整體系統(tǒng)的控制能力和運行速度。

2.3 加強對計算機計算技術(shù)的研發(fā)

在單片機的應(yīng)用中，使用最多的就是通信接口。這是因為通信接口可以使單片機與計算機相連，進行數(shù)據(jù)溝通[2]。也就是說，利用通信連接可以使單片機與計算機之間進行聯(lián)系，進一步為數(shù)據(jù)的提供給予支持與幫助。因此要想進一步提高系統(tǒng)整體的運行速度，相關(guān)技術(shù)人員就要加強對計算機技術(shù)的研發(fā)，以推動單片機技術(shù)的深層次研究，以便更好地保障數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量和安全。

3 單片機技術(shù)在電子工程中的應(yīng)用

3.1 單片機技術(shù)在通訊設(shè)備中的應(yīng)用

在當今時代中，通訊設(shè)備主要是指電話、手機，它們在人們的生活中扮演著關(guān)鍵性的角色。在通訊工程的發(fā)展中，單片機技術(shù)發(fā)揮了巨大的作用，主要體現(xiàn)在手機和電話的錄音、語音等功能上。將單片機技術(shù)應(yīng)用到通訊工程中，使手機的語音功能越來越強大和完善，尤其在手機的語音識別功能上，單片機技術(shù)能夠?qū)斎氲恼Z音進行識別和處理，當單片機技術(shù)識別完輸入的音頻信息時就會將其傳到下一個組件。用戶按下錄音指令時，單片機系統(tǒng)就會接收到命令并發(fā)出信號來執(zhí)行錄音功能。

3.2 單片機技術(shù)在家電設(shè)備中的應(yīng)用

隨著我國科學技術(shù)的不斷發(fā)展，國民的生活質(zhì)量也在不斷的提高，很多家用設(shè)備都發(fā)生了巨大的變化。將單片機技術(shù)應(yīng)用到家用電器的設(shè)計和制造中，不僅可以使家用電器的體積減小，還能夠使家用電器的能耗降低。在設(shè)計家電時，設(shè)計人員可將單片機芯片放置于電器的內(nèi)部，實現(xiàn)家電的集成化和智能化。利用單片機技術(shù)制造家用電器可以有效地提高家電的性能，使家用電器逐步實現(xiàn)自動化功能，這也是家用電器的重大改革。如：在使用智能洗衣機時，可以通過利用單片機技術(shù)預定洗衣時間，當用戶按下開始按鈕后，單片機就會接收指令并按照用戶設(shè)定的時間對洗衣機進行控制，使其按照指令完成任務(wù)。

3.3 單片機技術(shù)在儀器儀表中的應(yīng)用

隨著生活質(zhì)量的提高，國民對儀器儀表等產(chǎn)品的要求越來越高，而在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和計算機技術(shù)不斷普及的今天，儀器儀表也需要具有智能化功能，以提高儀器儀表的準確性。如在航空工業(yè)中，飛機飛行時必須準確地掌握目標方向和地理位置才能夠更好地保障乘客和駕駛員的安全，為實現(xiàn)這一目標，航空工業(yè)必須不斷地提高儀器儀表的精度，在這期間單片機技術(shù)發(fā)揮了重要的作用。利用單片機的高集成度和高可靠性，可以有效地提高航空儀器儀表的處理速度和控制功能，使儀器儀表更具智能化，在使用期間能夠更精準的獲取數(shù)據(jù)，以保證航空飛行的安全。

3.4 單片機技術(shù)在工業(yè)控制中的應(yīng)用

隨著單片機技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，現(xiàn)已在很多行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。而在工業(yè)化自動控制中，必然也少不了單片機技術(shù)的應(yīng)用。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，往往會涉及到一些危害人體健康的工業(yè)制造，為了降低工業(yè)生產(chǎn)對人體的傷害，機械自動化生產(chǎn)是其發(fā)展的必然趨勢。而將單片機技術(shù)應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)，就可以通過程序控制實現(xiàn)工業(yè)自動化生產(chǎn)。利用單片機技術(shù)對數(shù)據(jù)進行采集和控制，進而實現(xiàn)對機械設(shè)備的操控和自動化管理。利用單片機程序來控制機械設(shè)備的運作，以減少高輻射高危險工業(yè)生產(chǎn)中人員的配置。

3.5 單片機技術(shù)在醫(yī)療器械中的應(yīng)用

單片機技術(shù)的應(yīng)用可以使醫(yī)療器械更具有科學化。隨著醫(yī)療條件和技術(shù)的不斷提升，越來越多的先進技術(shù)被應(yīng)用到醫(yī)療器械中，而單片機技術(shù)在醫(yī)療器械中說發(fā)揮的作用是使醫(yī)療器械結(jié)構(gòu)更合理、使用藥的準確性更高等。為了使儀器檢測效果更加準確，往往需要全方位的通力合作，應(yīng)用單片機的高可靠性、高準確性，可以有效地提高醫(yī)療器械檢測結(jié)果準確性，同時還能夠?qū)︶t(yī)療器械的結(jié)構(gòu)進行合理優(yōu)化。

醫(yī)療領(lǐng)域是單片機技術(shù)的重要應(yīng)用領(lǐng)域，主要體現(xiàn)在高端醫(yī)療器械上。高端醫(yī)療器械的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是由多個計算機和單片機組成的，普通的家用醫(yī)療器械往往只需要一個單片機就可以實現(xiàn)全部控制工作。在醫(yī)療器械不斷發(fā)展的時代，很多醫(yī)療設(shè)備功能都是依靠單片機技術(shù)實現(xiàn)的，醫(yī)學信息的信息化、醫(yī)學影像的數(shù)字化以及遠程手術(shù)等都需要使用單片機技術(shù)。單片機技術(shù)提高了醫(yī)院信息獲取、遠程操控的效率，同時還實現(xiàn)了醫(yī)學影像的存儲分類等，為醫(yī)學的快速發(fā)展提供現(xiàn)代化技術(shù)支撐。

4 提高單片機技術(shù)在電子工程中的應(yīng)用策略

4.1 加大資金投入

任何一項技術(shù)的研究與應(yīng)用都離不開資金的支持，因此要想使單片機技術(shù)在電子工程中的應(yīng)用更廣泛，就需要先加大資金投入，為單片機技術(shù)的研究提供資金保障。首先，政府要大力支持單片機技術(shù)研究，為其提供良好的環(huán)境和基礎(chǔ)資金保障。其次，可以向社會多方籌集資金用于技術(shù)研發(fā)。最后，要對資金進行合理配置。

4.2 提高技術(shù)人員的研發(fā)意識

單片機技術(shù)的發(fā)展是以電子工程為基礎(chǔ)的，因此要想推動單片機技術(shù)的應(yīng)用，就必須要提高電子工程的重視程度。單片機技術(shù)與電子工程是相輔相成的，單片機技術(shù)為電子工程的發(fā)展提供技術(shù)支撐，而電子工程為單片機技術(shù)的發(fā)展提供基礎(chǔ)條件。從我國當下的實際情況出發(fā)，應(yīng)加快高科技領(lǐng)域?qū)I(yè)人才的培養(yǎng)，引導專業(yè)人才進行科學研發(fā)，以此來推進我國先進技術(shù)的發(fā)展。

4.3 注重技術(shù)創(chuàng)新

創(chuàng)新是技術(shù)發(fā)展的必然需求，為進一步推動單片機技術(shù)的創(chuàng)新，應(yīng)加強國際間科研成果的交流。在技術(shù)的交流與分享過程中，總結(jié)經(jīng)驗、借鑒成果，并將其應(yīng)用到我國技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展中，以加快我國技術(shù)的發(fā)展步伐。從單片機技術(shù)在電子工程中的應(yīng)用來看，應(yīng)不斷加大相關(guān)人員的自主創(chuàng)新能力，這樣才能夠研發(fā)出高性能、高質(zhì)量單片機。

4.4 優(yōu)化單片機的存儲功能

為實現(xiàn)單片機技術(shù)在電子工程中廣泛應(yīng)用，必須要優(yōu)化單片機的存儲功能，這就需要從單片機的存儲器入手。通過改變單片機存儲原有的讀寫方式，來實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲的簡單化、便捷化和迅速化。閃速存儲器就是當下比較常見的存儲類型，它不僅融合了電子工程技術(shù)，還保存了一般存儲器的優(yōu)勢。閃速存儲器具有運行速度快、存儲空間大、存儲迅速的特點，最重要的一點是閃速存儲器能夠在一些特殊情況下保存所有的數(shù)據(jù)信息。

5 結(jié)束語

綜上所述，在科學技術(shù)快速發(fā)展的今天，電子技術(shù)產(chǎn)業(yè)的不斷進步是人們生活質(zhì)量提高的必然需求。單片機技術(shù)作為電子工程的核心技術(shù)，對其生產(chǎn)和科研所發(fā)揮的作用不可忽視。單片機技術(shù)作為嵌入式系統(tǒng)的代表，將其應(yīng)用到電子工程中具有重要的現(xiàn)實意義。這不僅僅體現(xiàn)在單片機技術(shù)應(yīng)用范圍廣泛上，更重要的是單片機技術(shù)能夠給人們帶來更多的經(jīng)濟效益。除此之外，將單片機技術(shù)應(yīng)用到電子工程中，也為電子工程的發(fā)展打開了新的途徑。只有通過不斷地完善和提升單片機技術(shù)，提高單片機的工作效率，才能夠更好地推動電子工程的發(fā)展，促進工業(yè)和社會的進步。