單片機在智能儀器儀表中的應用探究

符強

摘 要 所謂智能儀器儀表，就是一種對數據信息儲存進行處理的一種微型處理器，其在日常生活中有著非常廣泛的應用。在計算機的系統中，有一個叫單片機的部分，其有著集成度高體積小等特點。它應用廣泛，在智能儀器儀表中也發揮著巨大的作用，它能更好地優化儀器儀表的性能。本文便就單片機在智能儀器儀表中的應用進行深入的探究。

關鍵詞 單片機;智能儀器儀表;微型計算機技術

近些年來，由于我國科技水平的提高，我國相關技術人才研發出了許多高科技設備。各種復雜的設備開始被廣泛應用于人們正常的生產生活中，為人們的生產生活提供了更多的便利。關于單片機的應用，由于它自身對信息特別的處理技術，現在被廣泛應用于計算機技術中且高效的帶動了微型計算機的發展。在智能儀器儀表中，設計者將單片機的加入進去，利用其控制性強、計算能力高效等特性使儀器儀表功能更加的全面，也就間接提高了智能儀器儀表在生產中的工作效率。

1單片機在智能儀器表中的應用分析

1.1 智能儀器儀表的功能

在部分工作中，往往需要用到一些智能儀器儀表來對一些數據進行處理，不同的智能儀器儀表有著不一樣的作用，要根據工作需要選擇合適的儀器儀表。以往在一些儀表應用中，會有一些可見的缺陷，由于單片機的加入，它使改善智能儀器儀表的輸出方式，使其更加多元化。對于其測量的相關功能，可幫助人們在工作上對一些參數進行測量，并能隨之儲存相應的數據。一些儀器儀表還能連接打印機，能夠方便的輸出結果。除此之外，智能儀器儀表還有處理一些復雜信號的能力，因為單片機的加入，會使儀器儀表的各種性能被完善。由于智能儀器儀表最大的特點就是會比以往的工具更加智能，所以它便比較人性化，能對一些問題進行自動檢測[1]。

1.2 常見的智能儀器儀表

（1）智能萬用表。常見的智能儀器儀表應該就算是智能萬用表了，它往往具有很好的精密度，對一些項目進行檢測是能夠得出比較精密的數據，這樣就會更加的準確，大大降低測量誤差。關于它的原理，其主要采用雙斜率積分的方式進行芯片工作，能夠在工作時抗干擾。

（2）智能毫伏表。毫伏表的功能是測量一些電路的電壓等等，相較于傳統毫伏表，加入了單片機的毫伏表增加了很多智能的功能，比如說可以進行自動歸零以及能對自身進行自動檢測，發現問題能夠自動報警，當單位不匹配時也能自動進行單位換算。這些智能的作用使儀器儀表變得更加實用。

1.3 智能儀器儀表的功能特點

（1）控制性強。智能儀器儀表最大的特點便是控制功能強。單片機的加入優化了儀器儀表的控制能力，能夠在運作時對各種參數進行監控，出現身體便于找出原因。測量過程中往往需要用到微機，它的控制的狀態位通常采取二進制的方式，二進制的狀態位主要有測量完成檢測位與啟動控制位等等。

（2）I/O功能強大。智能儀器儀表往往有著很多的功能，其主要原因是內部有很多復雜的結構，這些結構很大程度上幫助儀器儀表增加了一些智能的功能。由于內部比較復雜，所以為了使其能夠有條不紊的工作，設計者往往會在儀器儀表內部加入單片機微機中的接口芯片，通過對各個部件進行協調，使儀器儀表能夠正常運轉。

（3）數據計算能力高速。其實智能儀器儀表內部的系統跟計算機類似，加入的單片機也在其中扮演著相同的角色，能對得到的數據進行快速且準確的處理。對于普通的儀器儀表來說，在測量計算與操作中需要達到的速度是0.1-0.6秒左右。相較于以往的儀器儀表來說十分快速，也極大節省了測量時間。但是由于時常會有一些運算比較復雜的操作，這時候對于這種計算的儀器儀表就對其單片機有更高的要求。拿MCS-51來說，其時鐘在10-15兆赫之間，需要能對乘除法指令進行處理，且能夠完成高速的數據計算[2]。

2單片機在智能儀器儀表中的應用建議

2.1 單片機在智能儀器儀表中承擔著微處理器的角色

單片機在智能儀器儀表中應用廣泛，也在其中扮演著不同的角色。在對數據的獲取方面，單片機能幫助智能儀器優化這個功能，不只是單一的在數據的獲取方面得到更新，數據收集過后還能對其進行更深一步的處理，這樣也就為測量者節省出了計算時間。單片機在智能儀器儀表中往往是作為微型處理器的存在，由于智能儀器儀表中的計算機系統十分的復雜，加入單片機能夠對其簡化，使操作者更加容易操作。關于單片機的應用，大家往往在意的便是價格，由于單片機計算機的技術是在集成電路技術基礎上發展出來的，所以一般價格大家都能普遍接受，這也就促進其在生產領域的廣泛應用。

2.2 數字濾波

所謂數字濾波，就是通過數字設備將信號進行處理，根據其設置屏蔽或者篩選出某個頻段的信號，從而得到新的信號。據了解，普遍的工業生產中都會使用到智能儀器儀表，但是由于其工作環境原因，往往會對信號的獲取有些干擾。所以為了避免出現這種問題，利用智能儀器儀表中的單片機，將對其信號進行濾除，在獲取新信號的過程中，通過采樣平均方法抑制住了對信號的干擾。通過對單片機的有效利用，能夠提高工業生產的效率。

2.3 在智能儀器儀表設計和調試中的應用

在儀器儀表中加入單片機能夠有效提高儀器儀表的利用率，但是仍然需要注意一些問題。在對儀器進行設計時，一定要注意考慮單片機的因素，根據需求設計單片機。還要求設計者對微型處理器以及對微機的測試功能有全面的了解。除此之外，在使用過程中往往會出現一些故障，還要掌握一些對于突發狀況的解決方法。在出現故障時，儀器儀表要能對故障發生的部位以及產生的原因進行診斷，分析出的結果將有利于使用者的維修[3]。

3結束語

綜上所述，我們可以了解到單片機在智能儀器儀表中有廣泛的應用，其控制功能強大、I/O功能強大，數據計算能力高速，為人們在進行測量時提供了巨大的便利。如今智能儀器儀表的技術更新對于我們國家來說也是一種突破，相信在未來還會有更多的更新，能為我們國家的其他相關技術帶來更大的輔助。

參考文獻

[1] 成可南.計算機系統在自動化儀器儀表中的應用[J].自動化與儀器儀表，2018（7）：117-119.

[2] 鄒向陽，李鋒，劉戎.智能儀器儀表中數字溫度實時時鐘功能的設計[J].自動化儀表，2011（2）：60-62.

[3] 陳寶海.淺談單片機技術在智能儀表、儀器上的應用[J].科技風，2011（1）：243.