单片机电子技术应用及发展

单片机电子技术应用及发展

摘要:

单片机是目前在各行各业应用相当广泛的嵌入式系统,在电子技术飞速发展的前提下,单片机的应用取得了令人满意的效果,逐渐在工业生产过程中占据主要地位。本文基于上述背景,对单片机中的电子技术应用与发展进行了论述,以期能帮助从业人员更加深入的了解并充分掌握单片机使用技术。

关键词:

单片机;电子技术;应用发展

体积小、精度高是单片机的主要优点,从功能控制层面分析,单片机可靠性要远远高于其他同类系统。因此,单片机在家用电气、医疗、工业制造等方面得到了广泛应用。以下将以单片机的组成和特征为基点,对单片机中电子技术的应用与发展进行逐步论述。

1单片机的主要架构

单片机主要包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备,从工作原理上来看,单片机是一种将程序指令存储器和数据存储器合并的存储器结构,程序指令存储地址与数据存储地址指向同一个存储器不同物理位置,因此,程序指令与数据宽度相等。从实用功能来看,单片机在控制性上有绝对优势,可支持设备升级和存储信息,且集成度高,能兼容多种电子设备。

2单片机电子技术在各领域的应用

2.1家用电器领域的应用

在家用电器朝智能化、实用性发展的前提下,单片机也呈现出越来越广阔的发展前景,例如在家用游戏机、电视遥控器等电器当中均会使用单片机来对电子设备进行控制。最为突出的例子是目前新型智能化洗衣机,利用单片机可通过运算器和控制器进行指令操作,识别机器的洗涤质量和时间,并能根据衣物的污染程度来自动选择洗涤模式。此外,在智能冰箱当中,利用单片机可根据食物新鲜度来完成冷冻到冷藏的自由转换,在家用电器当中使用单片机不仅能提高智能化水平,且能加快家用电器的功能研发速度。

2.2医用设备领域的应用

随着人们对医疗技术的逐渐重视,在医疗设备当中,单片机的应用也相当广泛,首先,大多数医用消毒设备均需要单片机电子技术支持才能完成消毒杀菌的功能,并且通过对单片机中控制器进行调整,能识别杀毒程度,对杀毒不彻底的区域或器械进行重新杀毒,有利于提高杀毒质量。单片机也在监护仪器、诊断设备当中应用广泛,由于人体各种生理参数可直接反映出人体的健康状态,因此对生理参数进行测量尤为重要。此外,生理参数几乎均为低频或超低频的模拟信号,对数据处理速率要求低,利用单片机电子技术就能完成处理。在医学领域,通用性较强的Intel系列单片机可用于对生理参数的直接测量,具体方法为:可直接使用自带AID转换的单片机,例如8098、80c552等型号,对经过放大、滤波等处理后的各种生理信号进行A/D转换,再以软件采集处理,从而可准确测量出相应的生理参数,为临床治疗提供依据。

2.3工业应用

在工业生产领域当中,单片机已经有十多年的使用历史,且在现代化工业体系当中承担着越来越重要的角色,在工业领域的特殊环境当中,例如核工业、粉尘工业等,由于对人体危害较大,因此自动化操作相当重要,而借助单片机的数据采集功能和控制功能,可对工业生产中的机械操作实现高效、智能的控制,包括自动喷漆系统、流水线作业、报警系统、温控系统等等。

2.4自动化仪器仪表的应用

从技术方面来看,单片机推动了传统扩展和测量仪器仪表技术的改革进程,自动化仪器仪表在单片机的技术支持下,实现了综合化、数字化、多功能化发展,与传统的数字电路相比,单片机功能更为强大,兼容性和综合性优势更为突出。例如电力行业中常用的智能万用表则充分利用了单片机优势,由于万用表的测量精度要求较高,利用单片机软件可对放大器和A/D转换器零点漂移产生的系统误差予以消除,同时也能消除不相关独立因素导致的随机误差,从而提高测量精度。例如ICL7135属于412分位的双积分A/D转换器,其数字范围区间为-19999~-20000,分辨率为1/40000,以双斜率积分式进行工作,抗工频干扰能力非常显著。

3单片机发展前景

在科技水平不断发展的前提下,单片机电子技术呈现出微型化、高稳定性、低噪音的发展趋势,具体表现为:

3.1微型化发展

在目前的技术水平支持下,将定时电路、ROM只读存储器和RAM随机存取数据存储器、CPU等功能的相关模块相对集中于微型化的单一芯片当中,同时,在功能模块当中,还可深入扩展增强型的单片机,有利于单片机朝微型化、功能多元化的方向发展。

3.2高稳定性和低噪音

近年来,生产企业在设计单片机时采取了一系列增强稳定性的技术,例如EFT抗干扰技术、驱动技术以及低噪音分布技术,一方面,当单片机振荡电路的正弦信号收到干扰时,波形上会迭加毛刺信号,当使用施密特电路整形时,交替使用Rc滤波电路即可消除毛刺;另一方面,将相邻两条引脚上单独设置电源和地角引线,不仅能降低芯片电流,而且能在电路板上印制去耦电容,达到降噪的目的。

4结语

单片机的应用已成为家电、工业、医疗诊断等方面的核心技术,在科学技术发展的背景下,单片机中的电子技术也越来越高端复杂,在逐渐朝微型化、高稳定性和低噪音发展的过程中,单片机电子技术也必将会引领新的科技革命。

作者:陈耀 单位:燕京理工学院

参考文献:

[1]闫泽愿,薛海莉.探讨单片机中电子技术的应用和发展[J].消费电子,2014,(4):94.

[2]沈国阳.浅谈单片机中的电子工程技术应用分析[J].农家科技(下旬刊),2014,(1):216.