淺析單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展方向

【摘要】：單片機(jī)在目前的市場中被廣泛的應(yīng)用到各大領(lǐng)域，幾乎到處都能看到單片機(jī)的身影。如各種控制器的儀表，一些精密測量儀器也會應(yīng)用到單片機(jī)，在生活中，比較普遍的有汽車上的發(fā)動機(jī)控制器，攝像機(jī)，以及智能洗衣機(jī)等控制器等等，從中都能找到單片機(jī)的影子。隨著單片機(jī)的廣泛應(yīng)用，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、教育等領(lǐng)域也開始大范圍的應(yīng)用單片機(jī)。本文主要是對幾個單片機(jī)的具體應(yīng)用進(jìn)行介紹，并對單片機(jī)的發(fā)展趨勢進(jìn)行簡單的分析。

【關(guān)鍵詞】：單片機(jī)技術(shù)；應(yīng)用；發(fā)展方向

1.單片機(jī)概述

單片機(jī)就是利用大規(guī)模集成電路技術(shù)把中央處理單元、程序儲存器以及通信口集成在一個芯片上，構(gòu)成最小的計算機(jī)系統(tǒng)，通俗上說就是單片機(jī)實現(xiàn)了微型計算機(jī)系統(tǒng)的功能，可以說單片機(jī)的出現(xiàn)對電子技術(shù)來說具有重要的促進(jìn)作用，經(jīng)過多年的技術(shù)發(fā)展，單片機(jī)的技術(shù)不斷創(chuàng)新與發(fā)展，其應(yīng)用的范圍也越來越廣泛。

2.單片機(jī)主要的應(yīng)用領(lǐng)域

因為單片機(jī)有諸多優(yōu)點，因此它的應(yīng)用領(lǐng)域很廣，在我們的生活中隨處可見單片機(jī)的身影。目前單片機(jī)主要應(yīng)用領(lǐng)域有：①智能化家用電器：現(xiàn)在的家用電機(jī)幾乎都采用單片機(jī)來進(jìn)行控制，替代了電子線路的控制。如智能洗衣機(jī)、電冰箱、微波爐、電視機(jī)、空調(diào)、電飯煲以及各種音響設(shè)備等，五花八門，無所不有。②智能儀表：單片機(jī)結(jié)合不同類型的傳感器，可以實現(xiàn)對電壓、頻率、濕度、功率、厚度、角度、溫度、壓力、速度等物理量的測量。使用單片機(jī)可以使儀器儀表智能化、數(shù)字化，功能更加強(qiáng)大。③工業(yè)控制：利用單片機(jī)可以構(gòu)成各種各樣的控制系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，如各種測控系統(tǒng)、過程控制系統(tǒng)等。④計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通訊設(shè)備：現(xiàn)代的單片機(jī)普遍具有通訊接口，方便與計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，而現(xiàn)代的通訊設(shè)備上也普遍安裝上了單片機(jī)，從常見的手機(jī)、對講機(jī)到樓宇自動通訊呼叫系統(tǒng)和列車的無線通訊。⑤醫(yī)療設(shè)備：單片機(jī)在醫(yī)療設(shè)備中的應(yīng)用也十分廣泛，例如醫(yī)院住院病人的呼叫器，各種監(jiān)護(hù)儀等。⑥汽車電子：汽車的發(fā)動機(jī)控制器、ABS防抱死系統(tǒng)、制動系統(tǒng)等都離不開單片機(jī)。此外，單片機(jī)還在國防、金融、教科研等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

單片機(jī)的應(yīng)用意義不僅僅在于它廣闊的應(yīng)用范圍和取得巨大的經(jīng)濟(jì)效益。單片機(jī)更大的意義在于，單片機(jī)完全打破了原有控制系統(tǒng)設(shè)計的思路和方法。原來用硬件實現(xiàn)的控制功能，現(xiàn)在用單片機(jī)實現(xiàn)通過用軟件方法來控制系統(tǒng)。現(xiàn)在可以用單片機(jī)進(jìn)行智能化的數(shù)字計算控制、模糊控制和自適應(yīng)控制來實現(xiàn)原來自動控制系統(tǒng)中的PID調(diào)節(jié)。我們將這種用軟件代替硬件提高系統(tǒng)性能的控制技術(shù)稱為微控技術(shù)。微控技術(shù)的不斷發(fā)展是與單片機(jī)的越來越廣發(fā)的應(yīng)用緊密地聯(lián)系在了一起。

3.數(shù)字單片機(jī)的技術(shù)發(fā)展

數(shù)字單片機(jī)在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)了更多部件，其主要目的就是實現(xiàn)單片機(jī)功能的多元化，一是有的單片機(jī)在內(nèi)部構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)控制模塊CAN，這類單片機(jī)在控制較復(fù)雜的系統(tǒng)時十分的關(guān)鍵；二是為了在變頻系統(tǒng)中使用單片機(jī)，需要在內(nèi)部設(shè)置脈寬調(diào)制控制電路，在這些單片機(jī)內(nèi)脈寬調(diào)制電路有6個通道輸出，產(chǎn)生三相脈寬調(diào)制交流電壓，實現(xiàn)內(nèi)部控制功能；三是現(xiàn)在的單片機(jī)采取了TrCore結(jié)構(gòu)，這種單片機(jī)包括：微控制器和DSP核、數(shù)據(jù)和存儲器核、外圍專用集成電路。此種單片機(jī)與傳統(tǒng)單片機(jī)相比大大提高了單片機(jī)的功能，因為此種單片機(jī)采取的是16位或者32位結(jié)構(gòu)，其工作頻率在60MHz以上。同時追求擴(kuò)大電源電壓范圍以及在電壓較低的情況下仍然能夠正常工作是單片機(jī)發(fā)展的重要目標(biāo)之一，因此各個企業(yè)都在積極生產(chǎn)能夠在

上述的功能，但是在后期也是可以在多媒體監(jiān)控軟件上進(jìn)行恢復(fù)的，因此，在應(yīng)用該種功能時必須要重點考慮系統(tǒng)運行安全性。

4.單片機(jī)的應(yīng)用模式和應(yīng)用領(lǐng)域

單片機(jī)的應(yīng)用，首先應(yīng)當(dāng)了解單片機(jī)的控制功能，即在現(xiàn)實生活中單片機(jī)對計算機(jī)的控制。在線控制應(yīng)用方面，計算機(jī)因自身處于系統(tǒng)之中，單片機(jī)必須滿足控制能力強(qiáng)、功耗低、體積小、成本低等要求。以單片機(jī)的類型來分類，單片機(jī)的控制功能可分為總線方式和非總線方式。

4.1商業(yè)營銷領(lǐng)域

由于在商業(yè)營銷系統(tǒng)已廣泛使用單片機(jī)的未來過程監(jiān)測、工業(yè)控制器及機(jī)電一體化控制系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)除一些小型工控機(jī)之外，許多都是單片機(jī)核心的單機(jī)或多機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。如工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)是由中央控制、感覺系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、等節(jié)點構(gòu)成的多機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

4.2智能儀表與集成智能傳感器

目前各種電氣測儀表、變送器，基本上采用單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)替代傳統(tǒng)的系統(tǒng)。使單片機(jī)系統(tǒng)增加了各種智能化功能，如數(shù)據(jù)處理、存儲、判斷、聯(lián)網(wǎng)、查找和語音功能等。將單片機(jī)與傳感器相結(jié)合，變成了全新的的智能傳感器，它將傳感器初級變換后的電作進(jìn)一步地變換處理，輸出能大幅度的滿足較遠(yuǎn)距離傳送、能與計算機(jī)端口傳送的數(shù)字信號。例如，將單片機(jī)與壓力傳感器集成在一起的徽小型壓力傳感器可隨鉆機(jī)送至井下，以反饋井底的壓力狀況。

4.3電子系統(tǒng)

通常在汽車與航空航天電子系統(tǒng)中的集中顯示系統(tǒng)、自動駕馭系統(tǒng)、通信系統(tǒng)以及動力監(jiān)測控制系統(tǒng)、運行監(jiān)視器等都要成為冗余的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

5.結(jié)語

單片機(jī)的出現(xiàn)大大改變了我們的生活，它在我們的日常生活中無處不在，大到航天飛機(jī)的控制裝置，小到電子手表的控制芯片，從計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸，到自動化設(shè)備的實時控制和數(shù)據(jù)處理，這些都離不開單片機(jī)的處理，這也體現(xiàn)了單片機(jī)在我們生活中的重要性。現(xiàn)在的單片機(jī)正處于飛速發(fā)展的階段，各種功能，各種優(yōu)勢，均在科技飛速發(fā)展的過程中得到了淋漓盡致的體現(xiàn)，而將來，單片機(jī)的功能和優(yōu)勢將會更多，其應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛。

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