單片機技術的應用及發展研究

張春帥 劉穎 侯宇辰 李明 宋麗瓊

摘要：近年來，單片機技術的不斷發展和創新大大促進了社會生產的進步和人民生活水平的提高。單片機技術在發展中以其種類繁多、使用壽命長、運算速度快以及噪音低，可靠性強等特點在發展中受到了廣泛的歡迎和推廣。目前單片機技術已經應用到人民生產和生活的方方面面，為人們生活水平的提高做出了重大的貢獻。

關鍵詞：單片機技術 應用 發展

1單片機的相關范疇概述

1.1單片機概述

伴隨著電子計算機技術的發展，單片機計算機，特別是 VLSI的迅速發展，大大推動了單片機技術的發展和應用。單片機實際上是一塊集成電路，采用 VLSI（VLSI）技術，形成一種功能完善的微機控制系統。通過系統指令實現，可以完成各種復雜的計算任務，并具有多種控制功能。此外，由于缺少 I/O器件，使得單片機的功能與普通計算機沒有區別，再加上輸入輸出模塊，可以形成一個強大的控制中心，使其可以應用于各種應用環境。單片機其處理能力和性能一直很高，有多種微型計算機，但最典型的是 Intel的 MCS-51系列。雖然是 8位單片機，但由于其品種齊全、兼容性強、數據豐富、價格便宜、應用范圍廣，即使有更好的替代品，市場應用價值也很高，目前仍然廣泛應用于許多低檔應用環境。

1.2單片機的特性

單片機因其獨特的優點，在誕生后迅速為世界所接受。單片機技術有以下特點：

1.2.1具有很強的控制功能

單片計算機的控制功能主要用于工業生產過程控制。單片機技術指令系統十分豐富，具有良好的可移植性和邏輯運算能力。單片機可編程化，其獨特的控制功能可滿足不同工作場合不同類型控制的需要，因此可說控制功能十分強大。

1.2.2系統可擴展

單片機芯片包含了計算機正常工作所需的各種元件。同時，芯片外還有大量總線可擴展性，可以方便地創建各種規模的應用程序。

2單片機技術的應用

2.1機電設備一體化的控制中心

機電設備一體化是近年來機械行業發展的總體趨勢，機電設備一體化控制是通過單片機的內部控制實現的。單片機是機電設備的核心部件，在設備運行中通過單片機的自動控制功能實現設備運行過程的自動化和智能化，這樣的自動控制有效提升了設備運行的效率，提高了生產力。在當前的社會發展中，自動化控制技術已經普遍應用到一些生產型企業中，不僅幫助企業減少了生產的時間，同時生產的質量也得到了大大的提升。

2.2數據采集系統的采集單元

單片機在使用中作為數據采集單元將采集到的數據傳遞給計算機進行進一步處理，最終通過對數據的分析處理實現系統自動化控制的功能。因此在利用計算機進行生產和控制的過程中既可以最大限度地減少生產中時間的浪費，而且能夠確保在整個過程中數據分析的準確性和可靠性。目前在許多領域進行數據采集方面都有借助于單片機的控制技術進行數據的分析和采集，進而降低錯誤發生的概率。

2.3分布控制系統的前段控制器

在單片機系統的使用中，進行直接控制級的計算機分布控制系統（DCS）在實際運行過程中，其直接操作和控制操作的過程都是依靠使用單片機來實現的。在系統運行中利用單片機的功能實現對數據的采集、計算分析、控制輸出等，不斷協調系統的功能，并準確完成系統發布的操作任務。

2.4智能化儀表的機芯

將單片機使用到儀表中可以實現儀表的自動化控制。與傳統的儀表進行對比，利用單片機技術的儀表在運行過程中還具有自動調節、修整、補償以及適應的功能，并且還可以實現 PID的自動化調節，降低系統運行中熱和噪音等外界環境的影響。單片機的這個功能可以使其廣泛地應用于社會生產和生活的很多領域中，幫助人們解決很多難解的問題?，F階段，單片機技術甚至被應用到了醫學領域的治療保健中。單片機技術的推廣和應用給人類的發展提供了更多的可能性。

2.5在電子產品中的使用

隨著社會技術的不斷發展進步，單片機已經廣泛地應用到企業的工業生產中以及人類的日常生活中。例如，我們常用的家用電器電冰箱、洗衣機、空調，還有日常使用的 IC卡等。在家用電器設備中使用單片機技術能夠大大提高設備的智能化程度，為人類生活提供方便的同時使得電器設備的使用性能也提高了很多，為人類的生活提供了巨大的方便。還有，在我們經常會使用到的銀行的終端系統、ATM機以及其他的外圍設備中都利用了單片機技術，通過單片機技術將這些設備與計算機的終端連接在一起，真正實現系統在使用中計算、存儲以及顯示功能一體化。單片機技術的應用為人類的生產和生活提供了巨大的方便，促進了人民生活水平和生活質量的提升。

3單片機技術在未來的發展

單片機技術從 1971年誕生到現在已經經歷的很長的發展歷史，在這漫長的發展過程中單片機技術也在隨著科技的發展不斷進步。例如在單片機發展的過程中嵌入式單片機和嵌入式 In？ ternet技術、Machz單芯片 PC是嵌入式單片機不斷發展和創新的產物。

而在今后的社會發展中單片機技術也不會止住其發展的步伐，還會不斷進行技術的改革和創新?！扒度胧?Internet”并不是普通概念上的嵌入式循環控制器，而是在 PC時代科學技術不斷發展創新的結果。還有嵌入式 MCU也已經廣泛應用于工業生產領域和居民的日常生活中，在很大程度上改變了人們生產和生活的方式，促進了社會發展的文明和進步。但是，在現階段技術的發展現狀是大多數的嵌入式系統都還處在單獨使用的階段，一旦研究者攻克技術的難題將這些相互獨立的嵌入式系統有效連接到 In- ternet上，就能夠實現低成本并且以非?？旖莸姆绞綄⑿畔鬟f到世界的任何有互聯網的角落，這就是單片機技術嵌入式 Internet的發展方向。

4結束語

單片機簡單的說就是一種集成電路芯片，利用集成電路技術把微處理器（CPU）、計時/計數、存儲器以及通信部件等集成到一塊硅片上，形成了一個完整的微型計算機系統。單片機技術目前已經發展相對成熟，并且在很多工業領域都得到了廣泛的應用，在工業方面單片機主要應用于工業測控領域，因此也被稱作微控器或者嵌入式控制器。

參考文獻：

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（作者單位 ：北方自動控制技術研究所）