分析單片機在電子技術中的應用和技術開發

張意如

摘? ?要：基于我國科學技術的高速發展，不同類型的先進科學技術被廣泛應用于社會不同領域之中，最大限度地提升了社會生產力。單片機因其體積相對較小、精度高以及可靠性強等特點，在電器電子設備、醫療電氣設備領域得到普及。文章簡要分析了單片機所具有的特征及其結構，同時從通信系統以及工業控制領域兩方面論述其應用與開發現狀，以期為我國技術人員將單片機技術應用在電子技術之中提供相應的參考以及幫助。

關鍵詞：單片機;應用技術;開發方式

單片機是一種嵌入式系統，特別是在現代自動化設備、通信技術以及控制技術等多個領域得到更為廣泛的運用，其相較于其余嵌入式系統而言，具有體積較小、能耗不高以及繼承性強的優勢，其具備優秀的數據處理能力，符合電氣設備針對存儲功能的要求，信息數據處理水平以及管控能力也較為優秀，可以令設備具有自動化以及智能化管理控制功能，使得工業生產效率得到明顯提升[1]。

1? ? 單片機特點及其結構

單片機屬于一種集成電路芯片，普遍利用規模較大的集成電路技術將中央處理設備、中斷系統以及隨機存儲設備等多項功能集成于硅片之上，進而構成一個微小規模的計算系統，因為單片機體積過小、自重輕、價格低廉，能夠持續工作長達70 h，且期間基本不會產生明顯障礙，具有優秀的控制能力。上述優勢的存在也使得其在工業領域之中的應用更為廣泛。如今，許多單片機已然實現外圍器件同外設接口集成于一片之中，故而無需拓展總線，達到縮減芯片體積的目的，而這一類型芯片稱為非總線型片機，控制型片機便是結合運用范圍予以劃分[2]。單片機結構具體包括運算器、控制器以及主要寄存器，具體如下：

（1）運算器。具體由算數邏輯單元、累計設備以及計算設備構建而成。算數邏輯單元借助針對累計設備以及寄存設備兩個8位數予以換算以及對比，獲得更為新穎的數值然后再次存入累計設備之中，以替換原本的數據。

（2）控制器。具體由程序計算器、質量寄存器以及指令譯碼設備等眾多設備構成，屬于整體部件的核心機構，負責指導，針對單片機所接受的指令具有決策作用。其工作流程為首先從內部獲取一條指令，同時報出下條指令所在的位置，之后針對其予以檢驗工作，并配置該指令操作期間所必要的控制信號，保證之后工作分工更為明確，并保證運行的有效性，然后針對質量傳輸期間予以管控，并配合存儲設備以及數據總線等各項部件保證單片機的穩定運行。

（3）主要寄存器。包含累計設備A、主要寄存設備DR以及程序計算器PC等。累計設備A于整體單片機之中的運用更為頻繁，其具備雙重功能，不僅負責針對運算之間的數據予以存儲，同時也對運算結果予以存儲。主要寄存器DR能夠實現運算期間保留少量信息數據，該部件具體調節運算器件的卡頓、字節過多等多種問題，且僅對尚在譯碼的指令或是指令內的一個字節予以存儲[3]。

2? ? 單片機于電子技術之中的應用

2.1? 單片機通信系統之中的應用

單片機于通信領域內的運用主要集中在手機語音方面，近些年來，基于我國智能手機的高速發展，智能手機語音功能得到明顯強化，手機的語言不止是只可以用作通信，同時也可辨別手機語音的信息內容，然后，將語音轉變為文字信息，文字轉換正確率高達70%，手機語音識別技術同單片機之間存在直接關聯。其工作流程如下，單片機首先運用語言信號，并借助控制模塊錄入以前所收集的語音信號，借助模擬/數字（Analog/Digital，A/D）模塊針對語音信息數據予以轉化，在轉化之后錄入控制設備，同時構建標準語音庫，且把語音信息數據存儲在電路之中。手機語音開展識別的過程中，必須利用控制模塊錄入必須開展的操作，然后收集用戶語音信息數據，系統針對所收集的語音信號予以合理的運算處理之后，對其進行提取、建立為矢量模板，并存儲在存儲單元之中，同時同標準語音庫內的語言信息數據展開對比，之后于數據庫內挑選與本段音頻語音信號最為接近的語音信號，將語音信號轉化為語音數據信息，向用戶反饋。單片機具體構成部分包括硬件結構以及軟件系統，其中，硬件設備負責為軟件的正常運行提供相應的物理支持，而軟件單片機的應用則負責提供相應的技術支持。

2.2? 單片在工業控制領域之中的運用

基于計算機、信息技術以及電力電子技術的廣泛應用。工業生產也逐漸朝自動化、智能化方向發展，單片機因為本身體積規模較小、自重輕盈以及高集成性等優勢，在智能儀表設計期間運用較多。工業控制系統對信息數據處理能力有較為嚴格的要求，優秀的網絡通信能力，有助于實現智能管控。如今，大部分工業生產企業都是借助大量智能化或是自動化設備，例如分布式控制系統（Distributed Control System，DCS）、可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）、人機接口（Human Machine Interface，HMI）、遠程測控終端（Remote Terminal Unit，RTU）以及測控儀器等組件的全過程控制系統，以實現針對基礎生產流程的監督以及管控。工業領域引入單片機技術之后，將該技術廣泛應用于工業設備現場管理與控制之中，以達到對即時信息數據的獲取以及自行控制，進而達到自動化管控的目的，例如目前相對多見的門禁系統，借助感應設備，可實現對大門的自動化打開以及關閉。

3? ? 結語

基于我國單片機技術的高速發展，單片機芯片容量明顯增加，能夠符合大規模工業生產領域生產需要，并提高電子設備的智能化水平。故而，技術人員也需要明確當前單片機技術的主要運用方向，了解其結構以及優勢，予以合理的開發與運用，使得單片機價值得到充分發揮。

[參考文獻]

[1]蔡植善，陳木生，吳仲龍，等.基于單片機技術與LabVIEW軟件的項目開發與實踐[J].實驗科學與技術，2018（16）：9-12.

[2]葛昆.在電子技術中單片機的應用優勢與開發實踐[J].信息通信，2019（2）：296-297.

[3]劉霄，潘慶先，孫紅霞.單片機原理及應用課程中的多元化教學方法實踐[J].電子技術與軟件工程，2019（12）：241-242.