單片機在智能儀器儀表中的應用

方洋 湖北工程學院新技術學院

引言：伴隨著當今計算機技術的快速發展，智能儀器儀表也得到了發展的技術支持。單片機在智能儀器儀表上的應用越來越普遍，這既有利于提升儀器儀表的性能，大大增加工作效率，同時也有利于企業經濟效益的健康穩定發展。因此，研究單片機在智能儀器儀表的應用特點和其未來的發展方向有重要意義。

1.單片機應用于智能儀器儀表的主要特點

智能儀器儀表目前往往是多重功能的集合，主要具備以下功能：能夠進行復雜信號的采集、處理、輸出等操作，從而使整體儀器的性能得到大幅提升；能夠對儀器儀表自身進行自檢及調試，具備適用預警功能，方便用戶進行維修；能夠實現測量量程的智能切換，增加數字的準確度及操作精度；能夠具備多種形式的數據輸出功能，滿足不同數據處理需要；能夠自檢數據誤差，提高工作效率；能夠對特殊的信號進行準確時間、準確位置的收集，能夠實現多指標同時檢測。

將單片機應用于智能儀器儀表領域，能夠促進智能儀表儀器向著功能全面化、操作智能化、使用便捷化等方向發展。應用了單片機的智能儀器儀表相比傳統的儀器儀表優勢十分突出，能夠同時具備數據測量、數據處理、數據整合等功能。具有以下幾個明顯特點：

首先，單片機具有較強的控制能力。單片機對于數據具有較強的掌握能力，能夠監測各重要指標的動態變化，是計算機系統中必不可少的組成部分。因此，當應用于智能儀器儀表時，也表現出了良好的數據控制能力。微機是主要進行數據測定等工作的部件，能夠節約一定量的常規儀器中設置的開關與電路。例如有一種類型的單片機，能夠進行布爾處理，同時還可以進行信號輸入及輸出的操作，憑借著這些優勢單片機在智能儀器儀表領域中表現出較好的數據控制能力。

其次，單片機具有較為優秀的I/O功能。由于智能儀器儀表往往其內部設置較為繁復，一般都具有多種零部件。而單片機中的芯片可以保證智能儀器中的各部件有序進行工作，保證了智能儀器的工作效率。另外，應用單片機也能夠簡化智能儀器內部，大幅降低其生產成本及消耗。

并且單片機還能夠快速處理數據，將單片機應用于智能儀器中，能夠幫助智能儀器迅速準確得進行數據處理，提高了儀器的數據處理速度，并且能夠完成較為復雜的運算。但當需要較高的數據運算能力時，對于單片機的配置要求也隨之升高。

2.智能儀器儀表中應用單片機的主要領域及其特點

2.1 將單片機作為微型處理器應用于智能儀器中

在智能儀器儀表中，包括了單片機、微型處理器、數據儲存器等部件。目前的智能儀器儀表已經不能滿足于數據集取這單一功能，而是需要同時具備數據收集、數據處理、數據輸出等多種功能，這樣可以大大提高智能儀器的利用度，提升工作效率。而將部分部件的功能集合與芯片中，就可以使單片機作為智能儀器儀表中的微型處理器。這既使得智能儀器內部系統得到了簡化，同時也能豐富其功能及應用范圍。

2.2 利用單片機過濾干擾信號應用于智能儀器中

目前由于智能儀器儀表已經在實際生產中得到了較為廣泛的應用，尤其是工業生產中，而其使用的環境往往較差，干擾因素較多且難以避免。數字濾波能夠通過設備來過濾掉干擾信號，使新的信號輸出，這一過程通過篩選出某一波段的數字信號并將其去除來得到需要的數字信號再進行處理。因此，將單片機的數字濾波功能安裝在智能儀器儀表上，能夠避免信號干擾，增加采集信號的準確性，提高了所得信號的可使用性，使得智能儀器儀表的運行更加高效。

2.3 將單片機應用于智能儀器儀表的自診與設計中

首先，單片機可以應用于智能儀器儀表的初期總體設計上，如果要保證智能儀器儀表的功能性及其設計合理性，首先應當考慮所使用的單片機的性能及型號等。要在最初的產品設計時，對其使用的單片機的綜合數據進行考核，并且要對其功能有全面了解，并且掌握其出現故障時的處理操作等。單片機還具有一定的自診斷功能，在智能儀器儀表發生故障時，能夠通過自查提醒故障產生的部位等，便于用戶檢修。智能儀器儀表目前常常具有多重功能，因此在應用單片機時，應當設計其應用的主要功能，將總體任務分成子部分，分配各單片機按照指令進行不同的任務操作。

2.4 目前主要使用的應用單片機的智能儀器儀表示例

智能毫伏表是單片機應用的典型示例，目前能夠實現一定范圍的正弦交流電測量，擁有自動選用適合量程、自動進行數據單位換算、超載自動報警、自動歸零等功能。對比市場上同類儀表，其性價比高、小巧便攜、操作簡易。邏輯分析器是目前對不固定、無法預測的一些數據故障進行分析的儀器。將邏輯分析器的各個端口連接在故障設備上，通過單片機進行區別分析和實時記錄，尋找故障原因及故障部位，能夠實現故障電路的確定和排除。這種邏輯分析器的核心部件就是單片機。

3.結束語

綜上所述，近年來我國計算機技術發展速度較快，單片機技術將越來越成熟，其在智能儀表儀器領域中的應用領域也將不斷擴展。單片機具有占用空間小、數據計算能力強、數據操控能力強的優勢，能夠是儀器儀表功能更加完整。將來單片機將會向著快捷、高效、精準方向發展，同時提升其工作效率及工作性能。單片機的應用將向著功能多樣化、操作靈敏化方向不斷發展。