單片機在電子技術中的應用優勢與開發研究

張翔

（江蘇旅游職業學院，江蘇揚州，225000）

1 單片機結構

單片機屬于集成電路芯片，主要是以集成電路技術為載體，融合具備數據處理能力的CPU、只讀存儲器的ROM、隨機存儲器的RAM、中斷系統等各種構件，集中到微型硅片上，促使其可以形成健全的計算機系統。其中，單片器組成部分相對較多，具體如圖1所示。

圖1 單片機結構圖

1.1 運算器

在單片機中，運算器是十分關鍵的部分，其核心在于二進制算數與邏輯運算部件ALU，主要通過暫存器、累加器、布爾處理器、程序狀態寄存器等之間的有機配合，運算并處理數據信息。

1.2 控制器

所謂控制器主要包括定時控制邏輯電路、指令寄存器、譯碼器、SP、程序計數器等，控制器在中央處理器CPU中承擔著十分重要的作用，即其運行的神經中樞，屬于單片機的核心組成部分。中央處理器在獲得指定地址之后，自動在ROM中抽出指令字節，然后放到指令寄存器內進行寄存，其中字節則會被譯碼器轉換成各種控制信號，以此促使其可以在定時與控制電路中實現有機融合，以此形成相應的控制信息。

1.3 存儲器

部分型號的單片機存儲器主要是由256個存儲單元所構成，其中不同存儲單元間所對應的地址大不相同，所以，促使其具備256個存儲地址。其中，存儲器在存儲數據的時候，存儲單元主要是利用16進制數表示，也就是八位二進制信息。

2 單片機在電子技術中的應用優勢

2.1 保證可靠性

為了確保單片機應用的可靠性，部分廠家已經開始嘗試在設計中添加各種新型技術，就現階段應用最為廣泛的EFT技術。這是一種以單片機為基礎的抗干擾技術，其功能主要是以正弦信號為載體得以實現的。EFT震蕩電路在運行過程中，如果正弦信號受外界干擾，波形則會自動形成毛刺信號，用戶在接收到其告警時，就可以及時處理單片機系統的干擾狀況。另外，在單片機設計過程中，適當融入可靠性較高的技術，有助于深入開發電子技術，促使其可靠性大大提高。

2.2 延長使用壽命

隨著半導體技術的不斷進步與發展，其在很大程度上推動了MPU的快速更新，新研發的CPU核心則會在I/O功能模塊的推動下，得以豐富。而CPU核心產品的不斷增加，進一步加快了單片機8位、16位、32位類型的快速發展，以此為用戶提供了更加多元化的單片機類型。用戶在通過單片機開發電子技術產品的時候，可以切實依據自身需求，合理選擇單片機，確保能夠滿足電子技術開發的多樣性需求。就調查顯示，通過利用單片機開發的電子技術產品，其使用壽命明顯延長，也就延長了電子技術的可利用時間。

3 單片機在電子技術中的應用

3.1 在儀器儀表中的應用

現階段，在儀器儀表領域，開始朝向智能化發展。在此領域，單片機由于體積小、高度集成度、可靠性等優勢，得以在儀器儀表中被廣泛應用，可以在很大程度上促進儀器儀表行業的穩定發展。而且，隨著單片機的應用，可以進一步推動儀器儀表實現智能化與數字化發展，以此提高其在處理、測試、控制等方面的功能。在航空領域，利用單片機技術，可以明顯提高儀器的準確性、可靠性、集成性，通過提高航空電子系統的智能化水平，有效保障人們的出行安全。

3.2 在醫療器械中的應用

在醫學技術的推動下，人們生活水平不斷提高的影響下，人們開始十分注重身心健康。而單片機以其自身獨特優勢，切實應用與醫療器械中，可以有效準確分析各種疾病，這樣不僅可以提高設施設備在疾病診斷上的準確性和可靠性，還可以做到對癥治療，有效降低誤診和漏診等不良現象。并且，合理利用單片機，可以促進醫療設施設備結構實現自動化與智能化發展，即在超聲波檢測中的應用，在診斷疾病時，準確性與可靠性十分突出。

3.3 在工業控制領域的應用

在現代化自動化控制技術快速發展的推動下，單片機在工業控制領域中實現了廣泛應用。尤其是在核工業與電力高壓等特殊工種作業環境下，很容易威脅人體健康，因此，必須實現自動化作業，以此降低人體危害。所以，單片機由于其自身的獨特優勢，得以在工業領域備受青睞。單片機通過采集和控制數據信息，可以實現智能化控制與管理，即在自動報警、自動噴漆、流水線作業等各個系統中的廣泛應用。

4 單片機在電子技術中的開發

4.1 CPU開發

（1）開發單片機中的CPU總線寬度

中央處理器CPU的地址總線寬度直接決定了尋址的具體范圍，而數據總線則進一步決定了單次可以獲得的數據長度。初期時，CPU地址總線寬度只是8位，而在實際需求不斷增長，科學技術快速發展的推動下，需要擴展為32位或48位，甚至是更高位，這樣一來，就能夠有效完善單片機信息梳理功能緩慢的問題，提高信息梳理效率與速度。

（2）開發中央處理器CPU的實際結構

以前發揮單片機的功能是以CPU運行為基礎的，但是，經過開發與改進之后，可以同時運行2-3個CPU，從而大大提高單片機的整體性能。

4.2 程序開發

嵌入式系統的合理應用得到了大力推廣，其對單片機開發已經不再單純地局限于裸機環境。就某種意義而言，單片機程序操作能夠在一定程度上自動執行各種指令。因為單片機處理、存儲、傳遞數據時，優勢突出，能夠保證計算機在任何環境下得以正常有效運行，可以快速、準確地采集外部數據，且高效性較強。另外，還可以進一步實現數據處理和邏輯分析，以此提高單片機的應用效率。

4.3 存儲器開發

所謂存儲功能實際上就是單片機中最強大和實用的一大主要功能。所以，開發單片機應該側重于存儲器。而具體改進與開發需要以傳統存儲器讀寫功能為基礎，強化探究閃速型存儲器，而新型存儲器既能夠實現靜態讀寫，又能完成動態讀寫，從而明顯提高存儲性能，防止單片機掉電的時候，導致信息被丟失，進而大大提高單片機的有效與便捷性。

4.4 計算機開發

任何單片機都具備一定的通信接口，以此為載體能夠有效連接單片機和計算機間的數據，并提供更加準確、有效的數據信息，從而為計算機網絡與通信設施設備的合理應用奠定堅實的基礎。所以，如果想要進一步優化和開發單片機，應積極分析并應用計算機系統，通過連接通信數據，實現數據傳遞。

4.5 C語言程序開發

如果為了保證單片機在十分復雜的計算機與控制環境中，依據可以正常有序運行，必須全面采取有效措施，優化開發C語言，并大力開發單片機，促使其實現廣泛、全面應用，在電子技術中，得以充分發揮高效作用。