單片機在電子技術中的應用和開發技術分析

江蘇自動化研究所 崔周培 胡劍峰 張 琦

單片機在電子技術中的應用和開發技術分析

江蘇自動化研究所 崔周培 胡劍峰 張 琦

國內信息科技行業迅速發展，使得不同行業都在一定程度上受到現代科技的沖擊。不管是工業還是其他行業，科技進步幫助員工轉變了原有的生產方式，為企業帶來更多更優質的產品。但科技也是一把雙刃劍，在促進產業發展的同時也給它們帶來了不小的挑戰。單片機的出現為工業發展打下基礎，也正是工業手動化向自動化發展的產物，了解單片機對電子技術的應用和開發非常關鍵。

單片機；電子技術；應用開發；研究分析

引言

為了適應快速增長的生產需要，單片機應運而生，由此產生了單片機技術，而這項技術的提出也為生產行業帶來了更多契機，要想知道單片機如何幫助其運作，就需要先了解它的組織構造和基本原理。

1 單片機的基本構造

用最簡單的話來說，單片機就是一種集成型的電路結構，了解這種電路結構能夠幫助技術人員研究出更多的自動化器械。并且它的基本原理也比較簡單，單片機是一種可以編程的電路組織，也就是說，改變電路原有的結構，可以把單片機變成每個組成部件分工協作的狀態。但是僅僅依靠一個結構的改變是沒有辦法完成單片機工作的，這就說明，設計者應該根據單個指令對組織結構進行劃分，對每個部件進行合理分配，從而保證單片機的有效運作。總的來說，單片機可以分為三個重要組成部分。

第一部分是控制器，控制器是單片機運作的核心，是操作的中心環節，相當于人體內的大腦，在總體上起著控制的作用。另外，控制器部分是根據單片機中的不同結構來設計的，所以它能夠調整單片機工作的狀態，幫助各部分運行協調到合理的狀態。

第二部分是儲存器，儲存器實際上就是一個記憶感應器，單片機想要獲得更多的指令，就需要利用到儲存器，儲存器保存了各部分的不同地址劃分，為單片機中不同結構部分的運轉提供了保證。

第三部分運算器，如果說，控制器是單片機的大腦，那么運算器就是單片機的心臟。運算是電子技術的核心，只有通過運算才能實現最基本的操作，而運算器也正是單片機結構中最忙碌的部分。

2 單片機在電子技術中的運用

單片機為電子技術行業的發展打下了堅實基礎，但這并不意味著，單片機就是電子技術的核心，單片機和電子技術的發展都是經歷了漫長的科研過程的，而在電子技術中，單片機的運用主要體現在兩個方面。

2.1 在通訊行業的運用

說到電子科技，很多人第一反應就是通訊科技。是的，要說電子科技發展的最迅猛的行業，通訊行業是其中之一。就現階段而言，通訊科技已經取得了較大突破，其表現方式多樣，并且各大電子通訊行業之間競爭激烈。這和居民生產生活條件的提高有著密不可分的聯系，由于社會經濟條件的改善，電話和手機產品層出不窮，相關的企業也是像雨后春筍一般蜂擁發展。

和之前有所不同，電話除了可以聊天之外還增添了許多別的功能，舉個例子，現在大多數的電話都有一個錄音功能，其工作原理是，單片機在電話工作的過程中采集相關的語音信息并匯總，同時向電話發送總的控制信號，幫助錄音；如果在這個時候，信號突然中斷，那么有關技術人員就會很難控制它，這個時候，單片機要是能夠獲得更多電壓就能夠快速對其進行控制。

單片機對手機的運用也同樣如此，手機中蘊含的多種語音功能也是單片機的作用，電子技術能夠對手機中的語音信息進行區分匯總，并自動進行識別和輸入，這和單片機的使用脫不了關系，另外，單片機也變成了音頻的接入點，它會自動識別語音并自主輸入。

2.2 對電腦病毒的作用

大部分上班族經常會遇到這樣一種問題，在正常使用網絡的時候，電腦會突然遭受病毒的襲擊。為什么電腦容易受到木馬病毒的侵害，其實是因為電腦有一個外部接入設備，這個設備是木馬病毒傳播的主要途徑之一，很多時候一不留心，在使用外來設備連接電腦時，就會感染病毒。而電腦病毒傳染的途徑主要有USB接口和開關等重要接口。要是不想電腦遭受病毒的侵害，就可以使用單片機來實現數據的傳輸，從根本上減少電腦使用的危險性。

2.3 對家用電器的影響

事實上，單片機的發展經過了漫長的時間變化，它的第一次使用也并不是電腦或是手機這樣的設備，而是更古老的電器；單片機的運用也并不局限于新興科技，在日常生活中也隨處可見它的身影。比如說，如果熟悉出租車的人就知道，出租車的計價器就是使用單片機的，包括路程感應和傳輸設備，都離開不了單片機的影響。單片機中的感應設備可以讓系統自動記錄路程的遠近，并快速計算出所發生的價格，工作原理就是單片機使用搜集數據的方式來對信息中樞做出反饋并傳達出來。不僅僅是計價器，像生活中常用到的空調，都是以信息搜集處理的方式來進行工作的。這就在一定程度上表明，單片機是和我們的日常生活息息相關的，了解單片機的主要作用，能夠為單片機的充分應用打下基礎。

2.4 在醫療領域的作用

不光是電子商品，單片機在醫療領域的應用也是相當廣泛的，因為現代醫療科技的進步需要更多科學技術的支持，這就使得單片機技術在醫療領域也能得到運用。例如：病人在康復之后需要做健康檢查，這個時候，單片機技術幫助醫療設備獲取到更多數據，這些數據也能夠為醫生提供更多的參考資料，進而給病患提供合適的療養建議。單片機技術的進步也為醫療儀器檢測出更精確的結果打下基礎，使得醫療設備變得更加精確智能。最常見的單片機醫用儀器主要有：健康檢測儀器、超聲波檢測系統和X光檢測儀等。這些設備的自動化和精確化也為醫療行業做出了不小的貢獻。

2.5 在其他領域的作用

除了醫療領域之外，化工行業也少不了單片機的投入使用，因為大部分化學工廠都存在著安全問題，生產環境比較惡劣，而要是能夠大量使用單片機設備，那么不僅可以讓機器運作得更加迅速，還能最大程度的減少工人工作時的危險系數，實現更安全的工作。

3 單片機的開發技術分析

雖然說單片機技術的使用為不少工業領域提供了更多的發展機遇，但是它還存在一些不足，還有更大的發展空間，所以對單片機的開發技術的研究探索仍不能停止。

3.1 CPU數據的進一步更新

CPU內核是單片機技術的關鍵，因為CPU所包含的數據直接影響到了單片機位數的寬度。而之后的單片機制造中，也會增加對CPU的投入程度，使單片機的內存容量得到最大程度的擴充。傳統的CPU核心使用壽命較短，通常情況下可以支持十到二十年的設備使用，難以支撐更長時間的使用，所以在單片機使用過程中，容易出現由于使用壽命短而廢棄較多的情況發生。如今，半導體技術的革新為單片機使用壽命的提升帶來了福音，而MUP的更新速度也要比之前快很多，因此，在面對越來越快的科技發展和競爭愈發激烈的市場，單片機CPU內核的革新為其發展提供了更好的機會。而和過去有所不同，MUP技術的變革也帶來了更加廣闊的市場，單片機在日常生活中的使用也更加廣泛了。

3.2 實現耗能低速度更快

MUP技術的發展為單片機的使用帶來了更快的運轉速度，而速度變快是根據時間內的振幅快慢和運動頻率所決定的。單片機的運動速度變快就證明它所需要的耗能就越大，而耗能大不僅減少單片機的使用壽命，還導致機器在運轉過程中出現了噪音較大的問題，給生產者帶來了噪音污染，所以過快的運行速度并不合理，因此，在過去有關的專業研發人員沒有將單片機的運轉速度提高到最快。目前，研發人員通過改變單片機內部順序，在不改變單片機整體振動頻率的情況下實現了單片機運行速度的提高，滿足更多的需求，而且也將耗能量降到最低。

3.3 系統減噪處理技術

單片機之所以得到眾多行業的青睞，就是因為它有著可靠性較高的特點，相比起其他技術，單片機技術運轉速度均衡，使用壽命較長，這些優點也使得單片機逐漸從工業中解脫出來，在市場中變得越來越受歡迎。而更多生產廠家為了發揮這些有利條件，使用了EFT這項高新技術，增添了單片機在使用過程中的穩定性，這樣一來，就算單片機在使用過程中受到磁波干擾，也能快速調整實現正常運作，進而讓使用者在投入利用的過程中體會到單片機的優勢，從而形成源源不斷的單片機發展市場。

不管是什么樣的機器，在使用過程中都存在著噪音的問題，單片機也不例外，雖然研發者在設計過程中以犧牲單片機運轉速度來降低工作過程中所產生的噪音，但是噪音污染仍舊是單片機占領市場的重大阻礙。面對這種情況，研發人員反復研究后得知，單片機噪音的主要來源是在集成電路上，電源噪音撞擊到電子芯片所發出的，知道了噪音來源之后，研發者改變了原本電源所在的位置，或者在電源和芯片的接口處安放隔絕物，進而從根本上降低了整個系統的噪音，讓使用者的使用感受變得更好。

4.結束語

現代電子科技將全人類引領到了全新的世界，改變了日常生活方式。自從計算機面世以來，單片機這種嵌入式的計算機系統便應運而生，并在生活中扮演著舉足輕重的角色。所以說，研究單片機在電子技術中的應用是計算機科技研究的重要領域之一。

[1]吳巖．單片機在電子技術中的應用和開發技術研究[J]．科技論壇,2011,3．