單片機在電子技術中的應用

涂洪麒

(云南工業(yè)技師學院 云南省曲靖市 655000)

單片機作為集成性電路芯片，可代替?zhèn)鹘y(tǒng)電子線路構(gòu)建完善的控制系統(tǒng)，提升系統(tǒng)運行性能，實現(xiàn)實時監(jiān)督和控制。將單片機應用到電子技術中，對于增強其智能化有著顯著意義。為此，應加大對單片機的研究和開發(fā)力度，結(jié)合現(xiàn)有技術，優(yōu)化單片機的性能，推動相關領域的快速發(fā)展。

1 概念

單片機又被稱之為嵌入式微控制器，是嵌入計算機電路上的一種集成芯片，具有數(shù)據(jù)處理和隨機存儲的功能。單片機的結(jié)構(gòu)較為簡單，其中最為主要的部分為存儲器和中央處理器，二者的搭配使用對于優(yōu)化設備自身功能，提高數(shù)據(jù)處理效率有著顯著效果。現(xiàn)階段，單片機已經(jīng)在辦公自動化設備中、機電一體化設備中、家用電器、儀器儀表設備中得到廣泛應用，涉及領域眾多，是目前計算機發(fā)展中較為重要的技術。單片機的廣泛應用，為自動化、智能化水平的提高奠定了基礎，加強數(shù)據(jù)處理機存管的準確性。

2 單片機的構(gòu)成及其工作原理

在研究單片機在電子技術中的應用與開發(fā)前，要先對單片機的構(gòu)成及其工作原理進行詳細掌握，這樣才能更好的規(guī)劃單片機，改善在電子技術中的應用水平。單片機的構(gòu)成分為存儲器、中央處理器、運算器和控制器這幾部分。其中存儲器顧名思義是實行數(shù)據(jù)存儲的重要場所，單片機中的存儲器中含有256個單元，每個單元均有不同的存儲地址，保證存儲質(zhì)量及后期運算準確性。控制器作為單片機的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，是由指令寄存器、控制邏輯電路、程序計數(shù)器、地址指針、堆棧指針這幾部分構(gòu)成的，目的是對單片機運行過程中各項信息數(shù)據(jù)予以科學管控，并及時接收和傳輸指令。

單片機的工作原理其實很簡單，即按照接收到的指令開展相關操作。設計人員需先編寫指令，并將其傳輸?shù)絾纹瑱C中，每個指令都有對應的地址信息，單片機在接受到指令后，會找尋相應的地址信息，按照地址信息順序開展相關操作。單片機運行過程中，設計人員可實時對地址信息的運行情況予以跟蹤與了解，并結(jié)合其處理結(jié)果進行后續(xù)指令的增加或減少，完成整個系統(tǒng)的操作運轉(zhuǎn)。

3 單片機在電子技術中的應用優(yōu)勢

3.1 提升系統(tǒng)穩(wěn)定性

單片機在電子技術領域中的科學應用能夠有效增強系統(tǒng)穩(wěn)定性。系統(tǒng)在長時間運行過程中會受到諸多因素的影響而改變輸入和輸出產(chǎn)量、降低系統(tǒng)分辨率和靈敏度，這些問題的產(chǎn)生會導致系統(tǒng)穩(wěn)定性不斷降低，威脅系統(tǒng)安全的運行。而將單片機應用其中，可很好的避免上述問題的產(chǎn)生，并對存在問題的傳感設備進行修復，改變非線性系統(tǒng)的相關參數(shù)，以此促進各項工作的有效開展，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3.2 增強系統(tǒng)抗干擾能力

單片機在電子領域中應用時可有效完善系統(tǒng)運行中的抗干擾性能。具體體現(xiàn)在：一是提升抗確定干擾的能力。系統(tǒng)在日常運行中會受到外界與系統(tǒng)內(nèi)部自身的影響而出現(xiàn)一些干擾性問題，單片機的應用可有效解決這些問題，防止危險的產(chǎn)生。二是增強抗隨機干擾的能力。系統(tǒng)運行所處的環(huán)境存在復雜性特征，常會出現(xiàn)隨機波動的問題，進而對信噪比帶來不同程度的影響，削弱信號傳輸及系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。所以需要利用單片機對這些干擾問題予以有效處理和優(yōu)化，提高系統(tǒng)運行效率。

3.3 促進相關產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展

隨著電子技術的快速發(fā)展，各系統(tǒng)設備也得到了一定程度的完善，其性能得到顯著優(yōu)化，而單片機在系統(tǒng)中的科學應用，不僅改善了系統(tǒng)性能，還很好地保證了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，并能夠根據(jù)系統(tǒng)運行要求實行功能上的調(diào)整和優(yōu)化，解決運行過程中存在的各種問題，進而強化系統(tǒng)及設備的運行效果，這無疑提升了產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)運行整體水平，為行業(yè)的快速發(fā)展奠定堅實基礎。

4 單片機在電子技術中的應用

單片機是在嵌入式技術的基礎上發(fā)展的一種新型數(shù)據(jù)計算技術，并具有操作簡單，成本低等優(yōu)勢。在家電及工業(yè)控制領域應用廣泛。隨著技術水平的提高，計算機技術應用范圍的擴展，單片機也得到了較為廣泛的發(fā)展，在新能源及風力發(fā)電上起到顯著效果。同時單片機在城市智能化建設中也發(fā)揮顯著優(yōu)勢，對城市規(guī)劃及環(huán)境治理奠定堅實基礎，更好的推動了城市經(jīng)濟及生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，為我國綜合實力的增強提供保障。下面就對單片機在電子技術中的具體應用進行分析概括。

4.1 家用電器中的應用

家用電器在目前人們生活中發(fā)揮著重要功效，再加上其使用范圍廣，覆蓋面積大等特征優(yōu)勢，成為城市建設及環(huán)境穩(wěn)定發(fā)展的重要元素。單片機在家用電器中的應用可改善家用電器的智能化水平，推動城市經(jīng)濟的快速發(fā)展，加強城市總體經(jīng)濟實力。同時，單片機在家用電器中的應用可加強電器使用過程的安全性與穩(wěn)定性，減少安全事故的產(chǎn)生，有利于能源及資源的節(jié)約，這對于我國可持續(xù)發(fā)展目標的實現(xiàn)具有顯著的推動作用。

此外，單片機在家用電器中的應用，對于優(yōu)化電器性能，提高電器實用性具有積極意義，這使得家用電器的應用范圍得到了擴展，保證城市建筑空間功能系統(tǒng)的完善性，為智能化時代的到來提供動力，極大的滿足現(xiàn)今社會發(fā)展需求。在數(shù)據(jù)分析和轉(zhuǎn)換基于單片機提供的智能條件，使現(xiàn)代智能電視在功能使用方面同傳統(tǒng)電視相比，具有更多的功能，單片機的應用，如微波爐、電飯煲、空調(diào)等，其可以根據(jù)單芯片條件提供的參數(shù)進行時間設置和溫度選擇，使功能更加強大。

4.2 工業(yè)控制中的應用

單片機在工業(yè)控制中的合理應用最為明顯的特征就是加大象風力發(fā)電的控制力度。通過對象風機及操作室的連接控制，提高風力控制系統(tǒng)的運行效率，工作人員不需要深入現(xiàn)場也可完成相關設備的操作和指導，達到遠程控制目標，推動工業(yè)控制向著自動化、智能化的方向邁進，進而優(yōu)化控制水平，減少風險問題的產(chǎn)生。

單片機技術的應用，能夠加強數(shù)據(jù)處理的準確性，保證工業(yè)生產(chǎn)效率及安全性，而且在此基礎上提供了先進的經(jīng)濟規(guī)劃平臺，確定了當前城市經(jīng)濟發(fā)展中工業(yè)環(huán)境的優(yōu)勢。另外，單片機在象風機中的應用，建立了完善的自動火災報警系統(tǒng)，可結(jié)合設備所在區(qū)域的環(huán)境變化特征，利用智能化的協(xié)調(diào)平臺，更好的進行象風機設備的管控，降低不良因素的影響，加強系統(tǒng)設備運行的安全性。且單片機的應用加快了系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)處理速度及平臺運算速度，準確預測和感知存在的風險隱患，且及時通知相關部門做好預防和控制作業(yè)，以此強化系統(tǒng)整體運行效果，營造安全的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境。

4.3 在醫(yī)療器械領域中的應用

完善的醫(yī)療體系對于城市功能的優(yōu)化及良好生存環(huán)境的營造有著積極作用，同時這也為我國醫(yī)療治理方案的進步提供科學保障。單片機在醫(yī)療器械領域中的應用，為醫(yī)療數(shù)據(jù)的存管、審核及分析提供了動力，加快數(shù)據(jù)處理速度，便于及時掌握現(xiàn)有的醫(yī)療水平，做出合理救治及提升方案，促進城市的進步。再者，單片機的應用能夠更好的為醫(yī)院的數(shù)字檔案管理帶來方便。如在超聲儀器、X光照射等測試過程中，可以根據(jù)條件來確定不同患者的身體狀況，創(chuàng)造適宜的觀察環(huán)境，改進整體醫(yī)療質(zhì)量。

4.4 通訊設備中的應用

通訊設備研發(fā)中應用單片機技術，可提升其智能化發(fā)展水平。在社會發(fā)展新形勢下，通訊技術為人們溝通提供了便利，人們信息傳播的渠道不斷增多，如視頻通話、語音通話等，便于人與人之間更好的完成信息的互傳，提高交流效率。不過傳統(tǒng)技術中對于音質(zhì)的處理還不是十分完善，語音輸入中經(jīng)常會存在雜音或中斷的現(xiàn)象。應用單片機后，可改善傳統(tǒng)通訊中存在的弊端，提高信息傳輸效率。除此之外，單片機還能夠?qū)崿F(xiàn)電話錄音。電話在錄音時，需要借助單片機的功能完成錄音，用戶下達指令后，單片機就會立刻反饋這一指令，完成錄音。

4.5 儀器儀表中的應用

儀表系統(tǒng)多用于電力控制中，目的是獲取較為精準的電力信息數(shù)據(jù)，并通過科學分析，做出相應的調(diào)整方案，改進電力供應質(zhì)量，推動行業(yè)健康發(fā)展。將單片機技術應用其中，數(shù)據(jù)分析及協(xié)調(diào)效率得到顯著提升，從而營造實時監(jiān)控環(huán)境，加強儀表系統(tǒng)運行的智能化程度。

將單片機應用在風機塔筒內(nèi)部的儀表環(huán)境中，可對整個儀表的運行狀態(tài)及穩(wěn)定性實行控制，同時降低外界不良因素對儀表系統(tǒng)的影響，避免故障的產(chǎn)生，改進風機塔筒內(nèi)部電子系統(tǒng)的運行質(zhì)量，實現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展。

另外，在半導體技術快速發(fā)展的當下，MPU技術的更新速度也在加快，這在一定程度上推動了單片機技術的創(chuàng)新發(fā)展。再加上新型CPU的應用，為單片機技術的優(yōu)化奠定了堅實基礎，與此同時，其所需的信息傳輸平臺也將逐漸完善，為電子技術的完善及應用范圍的擴展提供支持保障。

5 單片機的開發(fā)技術

單片機的應用為各領域的發(fā)展創(chuàng)新提供了更多機遇，不過單片機技術在目前的推廣應用中仍存在一些問題有待解決，所以應加大對單片機技術的研究和開發(fā)力度，改善單片機技術水平，為各產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造更多空間。

5.1 更新CPU數(shù)據(jù)

CPU作為單片機技術中較為重要的內(nèi)容，涵蓋的數(shù)據(jù)內(nèi)容對于單片機位數(shù)寬度有著直接影響。所以在未來單片機的研究中，應加大對CPU的重視力度，擴大CPU數(shù)據(jù)存儲容量，為單片機性能的發(fā)揮提供保障。另外，CPU運行壽命也是需要關注的重點內(nèi)容，以往CPU的使用壽命相對較短，最多不超過20年，這使得單片機的應用頻率逐漸降低，造成了較多的浪費現(xiàn)象。

在現(xiàn)今及未來研究中，延長CPU使用壽命成為提高單片機應用效率，創(chuàng)造更大經(jīng)濟效益的基礎。尤其是在半導體和MUP快速發(fā)展的今天，對CPU研發(fā)力度的加大，能夠有效提升單片機技術水平，加強市場競爭力。同時在半導體及MUP技術快速更新的引導下，單片機的應用范圍也得到了一定擴展，不僅在工業(yè)控制領域中發(fā)揮了顯著功效，在日常生活中也起到更為顯著的作用。

5.2 降低能耗，提升運轉(zhuǎn)速度

MUP技術在單片機中的應用為單片機運轉(zhuǎn)速度的加快帶來了保證，不過運轉(zhuǎn)速度的加快會直接增加單片機的振幅及運動頻率，這在一定程度上會導致單片機運行中消耗過多的能源，同時縮短單片機的運行壽命，出現(xiàn)資源浪費問題。再者，以往單片機在使用中，運行速率的增加還會造成噪音污染的產(chǎn)生，對周邊環(huán)境及人群帶來較大影響。所以在對單片機進行研發(fā)時，工作人員并未將運轉(zhuǎn)速率過多提升，希望能夠降低能耗及污染的產(chǎn)生，不過在日后研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)通過改變單片機內(nèi)部順序的方式來解決因運轉(zhuǎn)速度過快而引發(fā)的問題，這不僅可以提高單片機的運行效率，滿足各種不同系統(tǒng)作業(yè)的需求，也能夠規(guī)避能耗及污染的產(chǎn)生，將單片機技術的發(fā)展推向新的高度，進而為我國科技水平及競爭實力的增強提供有效保障。

5.3 減燥處理技術

單片機因其自身優(yōu)勢特征在目前很多行業(yè)中得到了廣泛應用，再加上該技術穩(wěn)定性和抵抗能力較強，將其應用到各領域系統(tǒng)運行中，可加強系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和安全性，延長使用壽命，為行業(yè)發(fā)展提供更多支持。目前單片機技術已經(jīng)不單純的局限于工業(yè)控制領域，日常生活也得到了較大推廣，并深受人們喜愛。隨著單片機技術的改善，人們對其研究力度也在不斷加大，其中EFT技術在單片機中的應用就是最為明顯的例子。該技術的融入一方面提升了單片機運行的穩(wěn)定性。另一方面也降低了電磁波帶來的不利干擾，加強系統(tǒng)運行的可靠性，進而為單片機使用市場的擴展提供保障。

不過單片機在系統(tǒng)設備中的應用中會產(chǎn)生一些噪音，雖然研究人員通過降低單片機運轉(zhuǎn)速度的方式解決噪音污染問題，但隨著技術水平的提高，單片機運轉(zhuǎn)效率的降低勢必會影響其應用效率，阻礙行業(yè)發(fā)展。所以如何高效解決單片機運轉(zhuǎn)中的噪音問題成為未來研究的主流方向。通過不斷研究發(fā)現(xiàn)，單片機噪音問題大多集中在集成電路上，是由電源噪音裝機電子芯片導致的，為解決這一問題，可通過改變原有電源位置，或在電源與芯片間設置遮擋物等方式，來降低噪音污染，增強單片機的使用效果。

6 結(jié)束語

綜上所述，單片機技術的廣泛應用為人們的生活和工作帶來了更多的便利，促進經(jīng)濟及技術的創(chuàng)新發(fā)展，且隨著單片機技術研發(fā)程度的加深，其應用范圍還將持續(xù)擴大，并以此促進其他領域的快速革新，推動行業(yè)的持續(xù)前行。