淺析單片機原理及其系統維修

廖兵 李波濤 馮瑋

摘要：單片機應用廣泛，功能強大，且計算性能穩定，但在工作過程中依舊存在漏洞和問題，易產生故障，因此，有效的維修工作對于單片機正常運轉必不可少。本文在探討了單片機的工作原理之后，對單片機容易出現的問題進行了總結，提出了單片機維修的相關建議和注意事項，以保證單片機的正常運轉和工作。

關鍵詞：單片機；原理；系統維修

早期計算機的出現初步實現了人們對于機器代替人工的設想，但是隨著生產生活工作的復雜化和多樣化，體積更小，計算性能更加穩定的單片微型計算機出現，也就是本文中的單片機，單片機在經過幾十年的發展和革新中，實現了不斷的增強，現已被廣泛應用與人們的日常生活和生產過程中。

1單片機原理和應用

隨著科技的進步和新型科研工程的發展和出現，人們對計算機的性能需求不斷提高，計算機的存儲空間和計算速度直接影響科研項目的進度和實現，因此在各方的要求和推動下，單片機應運而生。簡單分類，單片機屬于一種集成的電路芯片，能夠將一臺計算機濃縮到一個芯片上，形成一個微型的計算機系統。單片機主要通過現今的超大規模的集成電路的研發技術，把中央處理器、存儲設備、不同的中斷系統以及轉換器和定時裝置等具有各自獨特功能的系統和裝置進行集中濃縮，放到一片硅片上，從而實現了體積和外觀的縮小化處理，在絲毫不影響功能性和計算能力的前提下，節約了空間，拓寬了應用的范圍。

2單片機系統維修及注意事項

單片機的本質其實就是一種單片型的微型計算機，是將大型的計算機內部裝置進行濃縮，集中到一片硅片上的產物，功能和工作原理都屬于對傳統計算機的保留和發展，能夠進行軟件編程和數據傳輸、接口的擴展等工作。因此在使用和運轉過程中存在問題，可能會由于各種原因產生故障。故障產生的原因可以分為內部因素和外部因素兩方面。

2.1內部故障。其內部故障可能是由于電路的老化、按鍵的失靈、顯示器的損壞等。由于單片機本質上就是一種微型的計算機，因此在進行檢修時，可以參考計算機故障維修和檢測的方式方法，但是在針對內部故障進行維修時，由于受到單片機整體體積較小的影響和限制，所以故障的維修過程不能夠對計算機的維修要求生搬硬套，要實事求是，根據具體的故障原因和損壞部分進行排查尋找，要求維修過程盡量精細化與準確化，防止出現維修過程中將正常工作部分進行損壞的狀況發生。

最常用和常見的對于單片機的維修方法有：觀察和聞嗅的方法、排除法、分段檢測法、最小誤差的方法、對比替換法以及實際敲打的方法等多種。這些基本方法能夠幫助操作檢修人員在第一時間快速高效的找到單片機的故障原因和故障單元。其中觀察和聞嗅的方法是單片機系統發生故障時第一要做的檢測動作，首先要觀察單片機是否有可觀察到的燃燒或者斷裂的損壞，其次聞一聞有沒有由于短路或其余故障造成的燒焦的味道來判斷單片機是否有工作異常，這一舉動不僅僅是檢測時應用，在平時對單片機的使用過程中，也應要求操作人員時時的把控單片機的運作狀態，一旦發現異常，立刻停止使用，防止造成更大的損失。對于排除法和分段檢測法，都能幫助檢修人員比較快的找到故障的部位，可以把單片機中的各個單元和部分進行分割，分別進行檢測，運用電阻或電壓的檢測方式來尋找短路和斷路位置，從而精準定位。也可以將疑似故障的單元單獨分離，觀察單片機的運作狀態，如果發現分理出部分之后，單片機可以恢復正常運作，那么故障單元就成功找到。對比替換的方法和排除分離的方法類似，將每個單元逐一進行替換，替換到某部分發現成功形成通路，那么就找到了故障的單元。最后的實際敲打的方式，即檢修人員通過對單片機進行敲打和變形，來觀察是否有通路形成，因為單片機有時的停機故障，其實是由于內部的線路或者部件連接出現了松動和斷裂，通過人為的震動和敲打，能夠暫時恢復連接，幫助人們找到故障原因。

2.2外部故障。外部故障是指從單片機的外觀上直接可視的故障。一般由于人工的操作不當造成了單片機的外觀損傷和開裂，從而發生故障，因此對于外部故障的檢修，首先要確保單片機的電源是否成功接通，是否通電，在確定單片機成功通電之后，需要維修人員對單片機整體的各個部分和裝置分別進行測試，驗證故障的部分到底是某一個裝置還是連接線路的問題。由于單片機的外部故障多數都是由于人為操作不當或者對于單片機的使用條件不了解不熟悉造成的，因此，除了對單片機進行及時的故障檢修之外，對單片機使用人員的專業能力和素養的培訓也是非常重要的。在使用單片機之前，應該對在崗的相關技術人員進行課程培訓和練習，讓相關人員充分了解單片機的運作條件以及熟練操作，并且提高操作人員的安全意識，積極防范單片機故障所帶來的危險情況。

3結語

單片機作為一種微型的計算機和控制器，經過幾十年來人們不斷地鉆研和革新，形成了如今人們生活中不可缺少的一部分。它在實現生活現代化、智能化、自動化方面功不可沒，滲透到了各個方面中，為人類的發展和社會進步做出了巨大貢獻。