淺談單片機(jī)的應(yīng)用與前景

朱凱 姚錦飛 李姚

摘要：在中國(guó)這個(gè)發(fā)展中大國(guó)，單片機(jī)的出現(xiàn)意味著計(jì)算機(jī)分為通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。單片機(jī)單芯片因它的體積微小和成本低廉的優(yōu)點(diǎn)而廣泛的應(yīng)用到家電、儀表、汽車電子、工業(yè)控制單元、辦公自動(dòng)化設(shè)備、通信設(shè)備等這些產(chǎn)品中去，是現(xiàn)代電子系統(tǒng)中極其重要的智能化工具。在未來，單片機(jī)將會(huì)進(jìn)一步的走向低功耗、小體積、大容量、高性能、低價(jià)位和混合信號(hào)集成化。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī);應(yīng)用 ;前景

一、前言與簡(jiǎn)介

隨著我國(guó)文化、經(jīng)濟(jì)、科技等各方面的發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用也隨之越來越廣泛。在這樣一個(gè)高速發(fā)展的環(huán)境下，各種新興產(chǎn)品猶如雨后春筍，單片機(jī)的作用也顯得越發(fā)重要。

二、單片機(jī)的應(yīng)用

1.單片機(jī)的內(nèi)容及特點(diǎn)

單片微型計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱單片機(jī)，它是一種集成在電路芯片上，把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)這要體現(xiàn)在這幾個(gè)方面：①單片機(jī)的集成度高，它包括了CPU、RAM、ROM、計(jì)數(shù)器、并行口、串行口，可謂小而完善;②單片機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便易行，可實(shí)現(xiàn)模塊化;③單片機(jī)的可靠性很高，持續(xù)無故障時(shí)間久;④單片機(jī)的處理速度很快，功能強(qiáng)大。

2.單片機(jī)的重要應(yīng)用

（一）單片機(jī)在智能化儀器儀表中的應(yīng)用：

使用單片機(jī)改造儀器儀表，可使得儀器儀表智能化、數(shù)字化、多功能化、多功能化和柔性化，從而使得儀器儀表可以修正誤差，解決線性化處理。智能化儀表相對(duì)于傳統(tǒng)的儀器儀表，可以多種形式輸出，可以與打印記錄儀、發(fā)光管顯示器等相匹配，靈活多變的優(yōu)點(diǎn)是傳統(tǒng)儀器儀表所不能比擬的。較為常見的智能化儀器儀表有智能萬用表、智能毫伏表、溫度測(cè)控儀和邏輯分析儀。

智能化儀器儀表的優(yōu)點(diǎn)可以體現(xiàn)在這些方面：①智能化儀器儀表可以對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行較為復(fù)雜的處理與計(jì)算，增強(qiáng)儀器儀表的功能與性能;②智能化儀器儀表可以進(jìn)行自檢和對(duì)故障進(jìn)行監(jiān)測(cè);③智能化儀器儀表具備靈活多變的信息輸出的能力;④智能化儀器儀表可以通過實(shí)現(xiàn)自動(dòng)量程切換，從而提高儀器儀表的精度與分辨率;⑤智能化儀器儀表可以自行修復(fù)誤差;⑥智能化儀器儀表可以對(duì)特定信號(hào)實(shí)行定時(shí)、定點(diǎn)測(cè)量;⑦智能化儀器儀表可以實(shí)現(xiàn)多回路/多參數(shù)的精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)。

（二）單片機(jī)在工業(yè)控制中的應(yīng)用：

單片機(jī)因其良好的抗干擾性和可靠性成為工業(yè)控制中不可缺少的部件。伴隨單片機(jī)的發(fā)展，出現(xiàn)了很多高級(jí)語言的開發(fā)工具，通過這些系統(tǒng)，單片機(jī)在工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，很大程度上提高了工業(yè)設(shè)備的智能化，也提高了工業(yè)設(shè)備的處理能力與效率，并且相對(duì)于傳統(tǒng)省去大量的空間和復(fù)雜的設(shè)備，在中國(guó)的社會(huì)主義建設(shè)當(dāng)中，單片機(jī)無疑會(huì)發(fā)揮更大的作用。例如報(bào)警系統(tǒng)、流水線的智能化管理、電梯智能化控制、與計(jì)算機(jī)之間聯(lián)網(wǎng)從而實(shí)現(xiàn)二級(jí)控制系統(tǒng)等等。

（三）單片機(jī)在家用電器中的應(yīng)用：

現(xiàn)如今的家用電器基本上都采用了單片機(jī)控制技術(shù)，在各種家用電器如電視機(jī)，洗衣機(jī)，電冰箱，空調(diào)，電飯煲等等電器上都可以看到單片機(jī)的影子，可謂千奇百怪，可以說單片機(jī)是我們生活，工作不可分割的一部分。

（四）單片機(jī)在汽車設(shè)備中的應(yīng)用：

伴隨著生活質(zhì)量的提高，汽車逐漸融入到每個(gè)人的家庭中來，單片機(jī)技術(shù)滲透到汽車行業(yè)的方方面面，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)控制器中的單片機(jī)可以對(duì)汽車起到保護(hù)、控制的作用，汽車性能檢測(cè)設(shè)備中的單片機(jī)可以精確的對(duì)汽車的性能和技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。此外，在汽車的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、防抱死系統(tǒng)中都有用到單片機(jī)技術(shù)。

（五）單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用：

隨著人們生活水平的提高，人們對(duì)醫(yī)療設(shè)備的殺菌滅毒問題、自動(dòng)化問題的關(guān)注程度遠(yuǎn)勝于前。而國(guó)內(nèi)的小診所的殺毒滅菌能力、殺菌質(zhì)量以及自動(dòng)化程度并不能滿足現(xiàn)如今人們的實(shí)際需求。單片機(jī)因其特點(diǎn)逐漸應(yīng)用到醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中來，并很快得到廣泛的應(yīng)用。此外醫(yī)用設(shè)備中的醫(yī)用呼吸機(jī)、醫(yī)用診斷設(shè)備、監(jiān)護(hù)儀、病床呼叫設(shè)備中也都是用到單片機(jī)技術(shù)。

（六）單片機(jī)的其他應(yīng)用：

此外，單片機(jī)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信、文化教育、工商、國(guó)防以及航空航天中都有十分廣泛的應(yīng)用。例如，在飛機(jī)、軍艦、坦克、導(dǎo)彈、魚雷制導(dǎo)、智能武器裝備、航天飛機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)中均有單片機(jī)技術(shù);在計(jì)算機(jī)的外部設(shè)備如繪圖儀，打印機(jī)等設(shè)備上也應(yīng)用了單片機(jī)。

三、單片機(jī)的前景

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展已明顯朝著巨型化、單片化、網(wǎng)絡(luò)化著三個(gè)方向發(fā)展，而單片機(jī)最明顯的優(yōu)勢(shì)在于可以嵌入到各種設(shè)備、儀器中去。在未來，單片機(jī)的可靠性和應(yīng)用能力會(huì)越來越高，并且會(huì)和互聯(lián)網(wǎng)相連接;由于它集成了多種多樣的電路，如果從功能上說可以稱其萬能機(jī)。在未來，低功耗管理、更寬的工作電壓、高性能化、混合信號(hào)集成化、串行擴(kuò)展技術(shù)、體積小、低價(jià)位、以及基于ISP（InSystem Programmable）的開發(fā)環(huán)境是單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)。

（南京工程學(xué)院）