電子技術(shù)中單片機(jī)的應(yīng)用和開發(fā)技術(shù)探討

楊志亮

摘 ?要：相較于一般的嵌入式系統(tǒng)，單片機(jī)面積小、質(zhì)量輕、能耗低，但卻擁有較強(qiáng)數(shù)據(jù)分析和處理能力，因此在各類電子產(chǎn)品開發(fā)中應(yīng)用廣泛。而在科學(xué)技術(shù)加速發(fā)展背景下，電子技術(shù)不斷取得了創(chuàng)新突破，應(yīng)用的單片機(jī)日漸多元和成熟。研究單片機(jī)在電子技術(shù)中的應(yīng)用和開發(fā)問題，能夠把握單片機(jī)核心技術(shù)優(yōu)勢，做到掌握單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用步驟，取得理想應(yīng)用效果，滿足電子技術(shù)發(fā)展需求。

關(guān)鍵詞：單片機(jī);技術(shù)特點(diǎn);電子技術(shù);應(yīng)用和開發(fā)

單片機(jī)技術(shù)是融合計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、物理學(xué)等多種學(xué)科技術(shù)的應(yīng)用科學(xué)技術(shù)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、便于制造攜帶、可靠性高、集成性高、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、控制功能強(qiáng)、處理能力強(qiáng)、低功耗等優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)滲透到我們生活的各個方面。本文對單片機(jī)的概念和技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行了簡要概述，對單片機(jī)在電子技術(shù)中的應(yīng)用和開發(fā)進(jìn)行了分析，以期為單片機(jī)在電子技術(shù)中的后續(xù)應(yīng)用提供參考。

1單片機(jī)在電子技術(shù)中的應(yīng)用原理

單片機(jī)的構(gòu)成包括控制器、運(yùn)算設(shè)備及儲存器等系統(tǒng)，而今已經(jīng)發(fā)展為一種十分常用的控制系統(tǒng)，在社會的各個領(lǐng)域、人們的生活中隨處可見，包括工業(yè)生產(chǎn)的自動化設(shè)備、各個領(lǐng)域所使用的儀表盤、終端移動電子通訊設(shè)備等，都包含著單片機(jī)的應(yīng)用。單片機(jī)的構(gòu)成原理并不簡單，是通過集成可編程性的電路，完成各部分組件所發(fā)出的指令的過程。也就是將集成電路作為編寫指令的單元，再分配給電路中的各個部件完成指令任務(wù)，實(shí)際操作中，各個部分都可以協(xié)同完成操作，而不是獨(dú)立的某一個單元完成操作。在單片機(jī)的集成電路中，完成指令任務(wù)的部分便被稱為程序，不同類型的單片機(jī)所具備的任務(wù)完成能力是各不相同的。與洽談嵌入式的系統(tǒng)相比，單片機(jī)的優(yōu)勢非常明顯，其體積較小、易于攜帶，比其他系統(tǒng)的集成度更高，而且對能源的消耗速度較慢，本質(zhì)上屬于一種微型計(jì)算機(jī)的處理結(jié)構(gòu)，具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)儲存與指令發(fā)布功能。在現(xiàn)代電子技術(shù)發(fā)展的過程中，單片機(jī)的應(yīng)用越來越廣泛，其應(yīng)用價值也體現(xiàn)在為人們的生活提供便利，操作穩(wěn)定、流暢性高，適用于更多的現(xiàn)代電子產(chǎn)品中。

2單片機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)

2.1使用壽命長

這里所說的使用壽命既包含與微處理器相比的使用壽命也包含利用單片機(jī)開發(fā)的產(chǎn)品的使用壽命。近些年伴隨著I/O功能模塊的不斷豐富以及較為成功的新型CPU核心技術(shù)的更新，在給用戶帶來更多選擇的同時，也使生命周期逐漸延長。

2.2計(jì)算速度快

與MPU通過不斷增高時鐘頻率而提高運(yùn)作速度不同，單片機(jī)為了降低噪音、提高抗干擾性能，會在不提高時鐘頻率的前提下，通過改變內(nèi)部時序大大提高運(yùn)算速度。

2.3低噪聲與高可靠性

可靠性是單片機(jī)運(yùn)作過程中的首要因素，因此為了提高單片機(jī)的可靠性，在單片機(jī)設(shè)計(jì)過程中引入EFT技術(shù)，消除毛刺信號，使系統(tǒng)時鐘的信號工作保持正常，提高單片機(jī)的可靠性。為了降低系統(tǒng)噪聲，目前許多單片機(jī)都改變了以往將電源及地線安置在集成電路外殼對稱引腳上的方式，而是采用32低噪聲布線技術(shù)及驅(qū)動技術(shù)，將地線和電源引腳安排在兩條相鄰的引腳上。

3電子技術(shù)中單片機(jī)的應(yīng)用和開發(fā)技術(shù)

3.1工業(yè)領(lǐng)域

現(xiàn)代電子技術(shù)中融入單片機(jī)技術(shù)以后，在工業(yè)生產(chǎn)中也促成了自動化流水生產(chǎn)線的升級，具體來講，就是在現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展中，由于單片機(jī)技術(shù)的融合，使科技發(fā)展的水平更高，工業(yè)生產(chǎn)的操作更加流暢，而我國現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展進(jìn)程更快。如工業(yè)信息數(shù)據(jù)系統(tǒng)中融入了單片機(jī)技術(shù)以后，工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的控制效果更好，從主機(jī)向下級的生產(chǎn)線發(fā)布生產(chǎn)命令時，下級設(shè)備的響應(yīng)更加迅速，尤其是在工業(yè)流水生產(chǎn)線上，單片機(jī)的應(yīng)用優(yōu)勢更加明顯。傳統(tǒng)的自動化生產(chǎn)系統(tǒng)往往需要人為操作加以監(jiān)督和管理，在單片機(jī)的控制下，人力的需求明顯降低，技術(shù)人員可以在流水生產(chǎn)線中設(shè)置報(bào)警系統(tǒng)，一旦系統(tǒng)中出現(xiàn)問題，報(bào)警系統(tǒng)會迅速反饋信息給主系統(tǒng)，主系統(tǒng)會發(fā)出指令給管理人員，并采用一定的措施應(yīng)對，提升了對系統(tǒng)故障的響應(yīng)效率，可以推動現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)力的進(jìn)步。

3.2火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)

在火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)研究中，應(yīng)用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)，可知系統(tǒng)包含主體控制器和多種探測器。利用室內(nèi)各種傳感器設(shè)備，能夠采集煙氣溫度、顆粒濃度等信號，然后通過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路生成電信號，傳遞至中央控制器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中處理，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定閾值確認(rèn)是否發(fā)出報(bào)警指令。各類模塊將單片機(jī)當(dāng)成是核心，接收采集到的數(shù)據(jù)，并通過執(zhí)行單片機(jī)程序完成數(shù)據(jù)融合和判斷，自動發(fā)出報(bào)警信號。借助無線通信模塊，可以將信號傳遞給用戶，確保人員能夠及時進(jìn)行滅火處理。

3.3基于計(jì)算機(jī)和存儲器的開發(fā)

當(dāng)前技術(shù)條件下，計(jì)算機(jī)均配置有完善的通信設(shè)備和通信端口，旨在隨時隨地實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸與信息交互，獲取更加精準(zhǔn)有效的數(shù)據(jù)信息資料，這也同時使得單片機(jī)控制和應(yīng)用功能得以改進(jìn)。因此，在單片機(jī)技術(shù)開發(fā)中，應(yīng)始終注重計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)性支撐作用，特別是通過對單片機(jī)通信數(shù)據(jù)的開發(fā)提高單片機(jī)的信息傳輸和接收的效率，增加單片機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的準(zhǔn)確性。同時，在基于計(jì)算機(jī)和存儲器的開發(fā)中，還應(yīng)注重CPU的強(qiáng)化，解決以往單片機(jī)在運(yùn)行的過程中存在的死機(jī)、卡頓、運(yùn)作緩慢等諸多問題，改善中央處理器的結(jié)構(gòu)，在宏觀層面提高單片機(jī)使用性能，延長單片機(jī)壽命。

3.4單片機(jī)在家用電器中的應(yīng)用

家用電器是我們生活中的必備用品，在生活中隨處可見，如冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)等，近些年隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，家用電器也是不斷更新?lián)Q代，越來越智能化。根據(jù)不同的家用電器特點(diǎn)對單片機(jī)設(shè)計(jì)，進(jìn)行針對性的編程并實(shí)現(xiàn)特定的功能，然后將其嵌入到家用電器中去，提高家用電器的功能，擴(kuò)展了家用電器的工作空間，實(shí)現(xiàn)了家用電器的智能化和自動化。如傳統(tǒng)的洗衣機(jī)完全需要人工進(jìn)行操作，費(fèi)時、費(fèi)力，將單片機(jī)應(yīng)用于洗衣機(jī)，使用者可以根據(jù)自身需要按下按鈕，洗衣機(jī)就會按照預(yù)先設(shè)定好的程序進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)了洗衣機(jī)的全自動化控制，極大的方便了人們的生活。

結(jié)語

在工業(yè)化快速發(fā)展的社會，電子技術(shù)的發(fā)展逐漸占領(lǐng)我國的各大工業(yè)領(lǐng)域，單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用更借助互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)領(lǐng)域效率的提升，推動了工業(yè)領(lǐng)域的硬件建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)技術(shù)的自動化發(fā)展。當(dāng)前我國的單片機(jī)技術(shù)已經(jīng)可以應(yīng)用于各大公共服務(wù)系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)自動化控制功能，這樣的革新發(fā)展，不僅是我國的智能化設(shè)備實(shí)現(xiàn)了更新?lián)Q代，更是提高了智能化設(shè)備控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在未來單片機(jī)技術(shù)仍然會在信息工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮著重大作用。信息工業(yè)化的發(fā)展讓越來越多的智能設(shè)備開始在各個行業(yè)發(fā)揮關(guān)鍵作用，也提升了各行業(yè)發(fā)展的效率。單片機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展，與電子技術(shù)的結(jié)合實(shí)現(xiàn)了控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型和升級，與此同時，單片機(jī)技術(shù)在電子技術(shù)中的發(fā)展也將在未來的產(chǎn)業(yè)發(fā)展中扮演著更為重要的角色。

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