對(duì)單片機(jī)在電子領(lǐng)域當(dāng)中的應(yīng)用

盛華

摘要

隨著計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)的高速發(fā)展，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用于電子技術(shù)之中，為其生產(chǎn)提供了技術(shù)支持。而單片機(jī)作為嵌入式系統(tǒng)的重要代表，從八十年代4位、8位的單片機(jī)，發(fā)展到今天的300M高速單片機(jī)，單片機(jī)在電子技術(shù)發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮出了重要的作用。本文在對(duì)單片機(jī)做簡(jiǎn)要論述之后，從電子領(lǐng)域探討了單片機(jī)的應(yīng)用，并總結(jié)提出單片機(jī)的未來(lái)發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī) 電子領(lǐng)域 應(yīng)用 未來(lái)發(fā)展

1單片機(jī)原理及構(gòu)成

1.1單片機(jī)基本原理

單片機(jī)屬集成電路芯片，是將具有數(shù)據(jù)處理功能的中央處理器CPU、L/O接口、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、制度存儲(chǔ)器ROM、中斷系統(tǒng)和定時(shí)器等功能，有些還包括脈沖調(diào)制電路、A/D轉(zhuǎn)換器等集成到一塊硅片上的超大規(guī)模集成電路技術(shù)，本質(zhì)而言就是一個(gè)體積小但功能完善的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。首先將要完成的任務(wù)轉(zhuǎn)為指令，單片機(jī)每個(gè)構(gòu)建完成對(duì)應(yīng)基本任務(wù)，整個(gè)系統(tǒng)統(tǒng)稱(chēng)為指令系統(tǒng)。針對(duì)最終任務(wù)而言，單片機(jī)的單個(gè)部分不能獨(dú)立完成，需要分配給各個(gè)部件聯(lián)合完成，即稱(chēng)為程序。單片機(jī)種類(lèi)不同，完成任務(wù)的指令也不同，需要現(xiàn)將程序放于存儲(chǔ)器中，執(zhí)行命令時(shí)會(huì)按照地址順序給程序計(jì)數(shù)器，然后開(kāi)始執(zhí)行指令，最終完成任務(wù)。

1.2單片機(jī)的構(gòu)成

（1）存儲(chǔ)器，即存放指令的場(chǎng)所，可以分為存儲(chǔ)單元內(nèi)容和存儲(chǔ)單元地址。

（2）運(yùn)算器，這是單片機(jī)中最忙碌的部分，其核心部件是ALU。

（3）控制器，也就是整個(gè)單片機(jī)的大腦，具有強(qiáng)大的協(xié)調(diào)能力和控制能力，各環(huán)節(jié)的工作均有控制器操作。

2單片機(jī)在電子領(lǐng)域中的應(yīng)用

2.1家用電器方面

經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，促使人們更加注重對(duì)生活品質(zhì)的追求，隨著人們對(duì)家用電器需求的不斷提升，迫使商家對(duì)產(chǎn)品不斷升級(jí)改造，而對(duì)單片機(jī)的使用恰恰滿足了這種需求，也實(shí)現(xiàn)了對(duì)功能的創(chuàng)新和優(yōu)化。通過(guò)添加使用單片機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)將采用電器的智能化控制，提高了產(chǎn)品性能，提升了家用電器的更新?lián)Q代，還提升了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。比如在微波爐上采用單片機(jī)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)食物的自動(dòng)加熱和控溫，洗衣機(jī)則可以根據(jù)衣服的不同材質(zhì)、污濁程度進(jìn)行手法、洗衣液計(jì)量、揉搓時(shí)間的選擇，空調(diào)可以根據(jù)室內(nèi)溫度和人體舒適溫度進(jìn)行調(diào)解轉(zhuǎn)換，自動(dòng)清掃機(jī)可以準(zhǔn)確定位進(jìn)行清掃。

2.2手機(jī)通訊方面

現(xiàn)代單片機(jī)普遍具有通信接口，可以與計(jì)算機(jī)便捷的進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備之間搭建了良好的通訊物質(zhì)條件。如今的通信設(shè)備基本都實(shí)現(xiàn)了對(duì)單片機(jī)的使用和控制。手機(jī)作為現(xiàn)代社會(huì)必不可少的通訊工具，每天都要固定時(shí)間進(jìn)行充電，以保證手機(jī)的正常使用，但是很多手機(jī)充電器多采用大電流快速充電法，如果電池充滿后不及時(shí)斷電，電池就會(huì)發(fā)熱，過(guò)度充電還會(huì)損害電池的壽命。比如一些成本較低的充電器采用電壓比較法，為防止過(guò)沖在沖到一定程度后就會(huì)停止大電流快充，而轉(zhuǎn)為小電流的涓流補(bǔ)充充電，這樣可以對(duì)電池起到一定的維護(hù)作用，但若維護(hù)不當(dāng)還是會(huì)造成電池記憶效應(yīng)的折損，也就是電池活性衰退的現(xiàn)象。設(shè)計(jì)比較科學(xué)的充電器往往采用專(zhuān)用充電控制芯片配合單片機(jī)控制使用，再配以檢測(cè)裝置時(shí)刻檢測(cè)電池充電的飽和度和發(fā)電壓的變化信號(hào)，精確結(jié)束充電工作。通過(guò)單片機(jī)對(duì)芯片的控制，實(shí)現(xiàn)了手機(jī)充電過(guò)程的智能化，延長(zhǎng)了電池的使用壽命。

2.3電子儀器儀表方面

單片機(jī)體積小、功耗低、功能強(qiáng)，具有可擴(kuò)展、可微化和使用便捷的優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于智能儀器儀表中，結(jié)合不同的需求，使用不同功能的傳感器，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓、頻率、濕度、硬度、壓力等物理量的測(cè)量。采用單片機(jī)將儀器儀表數(shù)字化、智能化，而且功能較之更為強(qiáng)大，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)精密設(shè)備的測(cè)量和使用，效果更為顯著。

比如現(xiàn)代醫(yī)療條件和技術(shù)的不斷升級(jí)，醫(yī)療設(shè)備的電子化普及率越來(lái)越高。而傳統(tǒng)條件下醫(yī)院的住院軟件、消毒器材、檢測(cè)器材等方面都表現(xiàn)出了諸多問(wèn)題，直接影響對(duì)疾病的診治，影響著病人的身體健康。而單片機(jī)技術(shù)的使用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多種疾病的集中分析。比如超聲波檢測(cè)、呼叫系統(tǒng)、分析儀器等儀器的優(yōu)化，均提高設(shè)備檢測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性，提高了診斷和出藥的準(zhǔn)確性，還保證了對(duì)病人的負(fù)責(zé)，使得醫(yī)療結(jié)構(gòu)更加合理、智能和自動(dòng)。

3單片機(jī)發(fā)展趨勢(shì)

（1）單片機(jī)會(huì)朝著CMOS快速領(lǐng)域發(fā)展，CMOS芯片除低功耗、高密度、低速度外，還具有功耗可控性功能，使單片機(jī)可以實(shí)現(xiàn)功耗方面的精細(xì)化管理;

（2）隨著國(guó)際間技術(shù)交流的臼益頻繁，加上強(qiáng)大的市場(chǎng)內(nèi)需與資提供，針對(duì)單片機(jī)靈活性高，可塑性強(qiáng)，與終端產(chǎn)品易結(jié)合等特點(diǎn)，未來(lái)單片機(jī)市場(chǎng)會(huì)快速推出新產(chǎn)品，深入挖掘新領(lǐng)域，尋找新的市場(chǎng)機(jī)會(huì)，進(jìn)一步提升整體單片機(jī)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力;

（3）使用單片機(jī)的產(chǎn)品抗干擾能力和安全性系數(shù)，也將是未來(lái)單片機(jī)系統(tǒng)性能提升的重要標(biāo)準(zhǔn)因素;

（4）未來(lái)單片機(jī)發(fā)展會(huì)進(jìn)行IC定制，復(fù)雜的SoC設(shè)計(jì)使得完全不同的模擬和數(shù)字界限越來(lái)越模糊，而且目前這種轉(zhuǎn)型還比較困難，因?yàn)槊總€(gè)領(lǐng)域使用的工作模式、工作工具、思考問(wèn)題的出發(fā)點(diǎn)都不一樣，從以前集成的芯片功能集中到單個(gè)的芯片中，這樣數(shù)字結(jié)合模擬芯片集成化將成為未來(lái)的發(fā)展方向，會(huì)更好的啟用到單片機(jī)復(fù)雜的設(shè)計(jì)之中。

4結(jié)語(yǔ)

科技的不斷發(fā)展，單片機(jī)的優(yōu)勢(shì)和對(duì)應(yīng)價(jià)值將進(jìn)一步凸顯。國(guó)內(nèi)單片機(jī)將進(jìn)一步開(kāi)拓市場(chǎng)，研發(fā)出更加符合國(guó)情發(fā)展和資源需求的產(chǎn)業(yè)鏈，單片機(jī)的性能將繼續(xù)朝著耗能低、噪音低、價(jià)格低的“三低”方向發(fā)展，同時(shí)朝品質(zhì)高、性能高的“兩高”方向優(yōu)化。通過(guò)單片機(jī)在電子領(lǐng)域的發(fā)展可以看出未來(lái)單片機(jī)市場(chǎng)的發(fā)展勢(shì)頭勢(shì)不可擋。

參考文獻(xiàn)

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