数字电子技术和单片机的应用发展

数字电子技术和单片机的应用发展

摘要:随着我国信息互联网领域的迅速发展,支撑其发展的关键技术——数字电子技术和单片机技术功不可没。为了适应我国快速发展的信息领域的需要,当前我国很多高等院校都开设了相关专业教学,旨在为社会培养输送一批符合行业发展实际需要的人才。本文首先对数字电子技术和单片机技术开展了理论概述,并进一步对数字电子技术和单片机技术的发展现状和应用方向进行了讨论,旨在为我国数字电子技术和单片机技术的发展提供一点理论帮助。

关键词:数字电子技术;单片机技术;现状;应用

近年来数字电子技术与单片机技术发展很快,也逐步在学术界得到了高度关注,国家在相关人才培养上也加大了了投入,在一些关键技术上有了新的突破。随着我国信息互联网领域的迅速发展,支撑其发展的关键技术——数字电子技术和单片机技术功不可没。当前数字电子技术与单片机技术面临着良好的发展机遇,在社会各个领域都得到了广泛应用,发展前景十分广阔。

1数字电子技术与单片机技术

1.1数字电子技术

在信息化背景下,信息将以更加高效的方式进行收集和传递,并提升了信号处理和收发效率,为人们沟通交流创造了有利条件,也发挥出推动各行各业发展的目的。进入信息化时代后,信号主要包括模拟信号与数字信号两种,通常信号均为模拟信号,有着直观的优势,缺点是抗干扰能力不强,传播过程中极易被电子设备、信道环境等影响。在信号传播中要想实现稳定的目标,数字信号处理与收发逐步受到了重视,也带动了数字电子技术的应用。数字电子技术主要研究了数字信号,涉及很多电路与元器件,主要有时序电路、模拟数字转换电路等,也包括一些芯片与集成器件等。

1.2单片机技术

单片机是一种微控制器,由各种元器件构成,如中央处理器CPU、存储器RAM和ROM、I/O端口等,并利用电路集成技术在一块硅片上集成,最终构成微型计算机系统,有着形体小、功能多等特点[1]。同时也增加了模拟数字转换模块、液晶和数码管显示器等,让单片机有了更多的功能。目前单片机因为优势比较限制,被逐步应用于工业控制中,同时也渗透到了小型家电产品生产等行业,在单片机技术进一步发展后,其在计算、存储等方面的能力将变得更强。

1.3数字电子技术与单片机技术的关系

单片机技术以数字电子技术为基础逐步发展起来的,这里能够看出单片机属于数字电子技术应用的重要领域之一。当然随着单片机技术的不断发展,也为数字电子技术发展创造了更加有利的条件。

2数字电子技术与单片机技术的发展

2.1数字电子技术的发展

近年来数字电子技术发展速度越来越快,在数字逻辑器件应用过程中,其从最开始的小规模集成电路逐步转变为超大规模集成电路,也由电子管、晶体管发展为可编程器件。对可编程器件应用以后,带动了数字电子技术的进一步发展。

2.2单片机技术发展

在二十世纪七十年代,INTEL公司研发了4位微处理器,计算机由此开始发展起来,之后几年该公司由研发了MCS‐48系列8单片机,这是单片机发展的开端。在各行业自动化、智能化发展趋势下,16位、32位单片机先后被研发出来。在16位单片机被32位单片机取代以后,单片机技术实现了大幅度的提升,此外对8位单片机来说,性能上有了飞跃式发展,处理能力至少比最开始翻了数百倍。在单片机发展过程中,包括SCM、MCU和SoC等时期,其这里面最具代表性的是INTELMCS‐51系列MCU系统,直到现在也被大范围应用。现阶段在系统设计中选择SoC单片机有良好的发展前景,专业单片机逐步发展起来。在微电子技术、IC设计和EDA工具等应用中,单片机也有了多元化发展,由单片微型计算机、单片微控制器转变为单片应用系统[2]。尤其是将嵌入式操作系统应用到单片机系统后,实现了对专用Windows、Linux操作系统的应用。

3数字电子技术和单片机的应用

3.1数字电子技术应用

对数字电子技术来说,主要对网络技术、数字通信技术、数字测量技术等进行应用,能够保证网络信息处理的效率,并可以更加快速传递更大容量的信息。在现代科学技术中,应用最为广泛的包括网络技术和数字通信技术,而将数字电子技术应用到测量计中,可以保证测量计精确度的提升。

3.2单片机技术应用

当前单片机已经普及到社会各个领域,如飞机的仪表控制、工业自动化中的实时控制与数据处理、计算机网络通讯与数据传输。在生活中单片机也发挥着重要作用,如智能IC卡、智能家用电器等。第一,仪器仪表中单片机技术的应用。在单片机与可编程逻辑器件支持下,能够替代以往电子领域中各种复杂的逻辑电路,将计算机技术与测量控制技术结合起来,构成智能化测控装置,有效提升了仪器仪表的数字化、智能化以综合化水平[3]。在电压表、功率计和示波器等方面的应用,可以保证测量更加精密。与以往电子电路和数字电路不一样,单片机功能更多,优势也更为显著。第二,工业控制中应用单片机技术。通过结合的单片机技术与测量控制技术,能够形成先进的测控系统、数据采集系统、信号检测与感知系统等,为工业自动控制创造了有利条件。如在智能化管理流水线、智能机器人以及智能报警系统等领域,单片机技术都发挥着重要作用。第三,医疗设备方面对单片机的应用。近年来单片机也开始在医用设备上得到了越来越多的应用,包括γ刀、呼吸机、监护仪等,同时也包括病床呼叫系统、超声诊断设备等。第四,家庭电器中单片机的应用。在家用电器中应用单片机,也让物联网发展有了良好条件。现在家用电器逐步朝着智能化方向发展,如在洗衣机中应用单片机,能够对衣服种类、脏污情况进行识别,从而确定相应的洗涤强度和时间。在冰箱冷柜中应用单片机,可以对食物保鲜情况、冷藏温度与时间等进行识别。此外,对变频空调、遥控彩电以及摄像机等产品来说,在单片机控制下也能实现自动工作,极大方便了我们的生活[4]。第五,网络通信中单片机的应用。现在很多通信设备应用了单片机智能控制,这是因为单片机包括通信接口,能够和计算机实现数据通信,常见的有无线电对讲机、电话机、列车无线通信等。第六,汽车电子对单片机的应用。在汽车设计方面,也对单片机应用越来越多,能够对发动机系统、abs防抱死系统等进行有效控制。在单片机技术支持下,汽车各个构成系统将正常运行,也促进了汽车的智能化发展,如无人驾驶技术在单片机应用后将逐步发展起来。

4结语

综上所述,在数字电子技术与单片机发展过程中,在社会各个领域得到了广泛应用,也发挥着重要作用。特别是在单片机智能化发展中,相关系统规模越来越小,功能越来越多,操作也更加简单,成本也得到了有效控制,具有更加广阔的应用前景。随着数字电子技术与单片机的结合,也带动了单片机技术的进一步发展,值得我们继续进行研究,确保更好的发挥出单片机技术在社会各行各业的作用。

参考文献:

[1]黄菊.浅析数字电子技术和单片机的应用与发展[J].电脑迷,2018(09):127.

[2]姜秀玲.单片机在电子技术中的应用和开发技术研究[J].科学技术创新,2018(15):177‐178.

[3]周丽华.浅谈单片机在电子技术中的应用优势与开发[J].科技创新导报,2018,15(07):95‐96.

[4]寇雷雷.数字电子技术与单片机的混合式设计应用[J].中外企业家,2018(06):113‐114.

作者:黄乐 单位:湖北第二师范学院