單片機在智能儀表方面的應用分析

何璐兵

（許昌電氣職業學院，河南 許昌 461000）

傳統的電子儀表大多數采用的設計是邏輯電路設計，而這些傳統電子儀表的主要組成部分都是電子電路，通過將模擬信號轉換成數字信號的方式來進行測量。在單片微型計算機出現之后，傳統的儀表就進行了相關的修改，將以前的邏輯電路換成了單片機為主題，使用微電子技術和微處理器來進行電子儀表的構建。而微電子技術的處理能力是要遠遠大于邏輯電路的，不僅僅能夠有效的簡化電子儀表的硬件電路，同時還能夠從根本上改變整個電子儀表的結構和功能。電子儀表對于機電工程來說相當于是機電工程施工部分的監管者和調試者，也正是因為如此，電子儀表對于機電工程的重要性是不言而喻的。電子儀表在整個電氣施工的過程中占據著一個重要的部分。所以智能儀表同樣具有這些功能，接下來我們就將詳細的探討智能電子儀表的制作過程，以及單片機在其中所起的作用。

1 智能電子儀表在電氣工程中的重要性

在探討智能智能電子儀表之前，我們需要知道智能智能電子儀表對于電氣工程的重要性，現如今的機電工程已經逐漸走進了人們的視野中，機電工程變得越來越重要，而作為其中重要部分的智能電子儀表，智能電子儀表的安裝和調試就變得十分重要。智能電子儀表對于機電工程施工來說是十分重要的，所以在進行安裝之前，首先要進行準備工作以確保能夠正常進行智能電子儀表的安裝。想要進行智能電子儀表的安裝，首先就要了解智能電子儀表的結構，智能電子儀表一般情況下由儀表本體和一些附屬設備以及管線和電纜組成，想要完整并且正確的安裝一個智能電子儀表，那么對智能電子儀表的內部結構就要進行相關的了解。電纜的排線，儀表的安裝位置，附屬設備的位置和管線的排布，這些都是要在安裝前進行研究和討論的問題，這些問題沒有得到解決之前，智能電子儀表的安裝就不能進行。智能電子儀表調試的時候需要注意的幾個要點，第一個就是在進行智能電子儀表調試的時候，盡量保持環境中不要有過強的電磁場對智能電子儀表產生干擾，這個調試的過程需要盡量遠離強電磁場從而保證智能電子儀表測試的時候不會受到干擾。第二點就是對于智能電子儀表的測試位置的選擇，除了要避開強電磁場之外，就是要對測試的場景進行相關的選擇，要保證最理想的位置，選擇遠離磁場的干擾，并且能夠清晰接收到信號的位置為最佳。還有，在進行智能電子儀表的調試時需要將智能電子儀表的安裝進行相關檢查，以免出現某些接線端子出現松動問題，然后導致信號接收的時候出現混亂。在進行智能電子儀表調試的過程中還有很多需要注意的地方，在完成安裝后首先第一個要做的事情就是進行智能電子儀表的相關調試，在這個調試的過程中需要對智能電子儀表所產生的錯誤和暴露出的安裝方面的問題進行糾正。

2 單片機在智能儀表當中的應用

單片機在電子儀表當中的具體應用就是提升了儀表的各個能力，像是數據處理能力、控制能力以及I/O能力等等，所以單片機在智能儀表當中的應用是十分廣泛并且重要的，下面我們就將詳細的探討單片機在智能儀表當中的應用。

2.1 高速的數據處理能力

通常的傳統電子儀表在進行數據處理的時候速度是較慢的，測量、計算和輸出的整個操作過程一共需要傳統電子儀表0.5秒的運算時間，部分傳統儀表計算較為復雜，需要通過浮點計算、正弦函數以及平方根計算，這些計算對于傳統儀表來說處理的速度依舊較慢。但是這種問題在智能電子儀表當中得到了解決，由于微型電子技術所具備的高運算速度，大部分的運算過程都會被大大縮短，像是MCS-51的時鐘頻率達到了12MHz，這就直接體現了智能電子儀表的運作速率，這種超強的運算能力使得智能電子儀表能夠進行高速的運算，從而在整體上直接提升電子儀表的數據處理能力[1]。

2.2 更強的控制能力

智能電子儀表在得到了單片機的加成之后，整個智能電子儀表的測量過程都是由單片機直接進行控制的，相對于傳統的電子儀表需要經過大量的數字電路和各種開關，智能電子儀表所需要的控制時間更短，同時也正是因為如此，智能電子儀表的整個控制速度更快，所以控制能力也更強。除此之外，單片機當中還具有布爾處理功能，這種處理功能包含著整整一全套的微處理指令和為控制輸入輸出功能，這些都能夠直接應用于智能電子儀表的控制中。

2.3 具有更強的I/O功能

傳統的電子儀表當中需要包含著各種各樣的功能部件，這些功能部件能夠有效的利用單片機的各個接口芯片，其中像是并行的I/O口，計數器以及鍵盤顯示驅動接口，各種各樣的接口都會直接提升I/O功能。并且由于單片機內部具有16-32位I/O口線和兩個16位定時/計數器的緣故，這些部件有效的增加了整個儀表的I/O功能，也正是因為如此智能電子儀表能夠有更多的內部空間，簡化了整個儀表的硬件結構，降低儀表的造價。

3 單片機在智能電子儀表方面的應用

單片機在智能電子儀表方面的具體應用有很多種，首先我們需要知道的是單片機在智能電子儀表當中所進行的設計方法是什么，如何才能夠最大化單片機的功能，保證單片機的功能完全發揮。

3.1 單片機作為微處理器進行設計

將單片機作為微處理器進行設計的智能電子儀表，根據微處理器和儲存器的配置進行分開，不同的智能電子儀表所具有的功能也不同。選擇單片機作為微處理器的智能電子儀表能夠具有一定的計算機功能，這種儀表不僅僅能夠獲取數據，同時還能夠對數據進行一定的處理以此來將數據進行應用，從而保證能夠給測量者提供更多的信息。在智能電子儀表當中，現如今將單片機作為微處理器是把CPU、RAM、EPROM、中斷系統等等都集成在同一個芯片當中，單片機當做微處理器形成了一種構造小而完善的計算機系統。

隨著我們國家在集成電路方面發展，單片機技術的發展速度變得十分迅速，而隨著單片機的發展，我們所研發的單片機數量也在不斷的上升，這就使得單片機的價格大幅度降低，同時單片機的功能和用處也不斷增加。智能電子儀表行業就是其中之一，單片機由于其小巧的提及、抗干擾能力較強等等優勢幾乎是立刻取代了傳統電子儀表當中的邏輯電路系統。智能電子儀表在采用單片機作為微處理器的時候，有效的增加了儀表的測量功能，并且使得儀表的維修以及使用都變得更加簡單。

3.2 單片機作為設計和調試部分進行設計

第二個用途就是，在智能電子儀表設計以及調試的部分進行協調和控制，這就是單片機的第二個作用。單片機本身在進行使用的時候，其本身強大的性能能夠保證單片機在應用的時候，提升整個設計對象的設計正確性和科學性。而一個智能電子儀表一般情況下都是以微處理器為核心的，軟件和接口電路設計工作同樣也是一個大占比的工作，這些設計過程以及調試工作都需要嚴格的按照相關要求進行，保證智能電子儀表的正常運作。所以，在進行智能電子儀表的設計當中，我們需要注意的就是首先要選擇的就是智能電子儀表的微處理器，微處理器的性能直接決定了整個智能電子儀表的工作性能，以及所擁有的功能種類。除了微處理器之外，就是要進行輸入輸出方式以及測試原理的選定，這些對于一個智能電子儀表來說都是十分重要的。

智能電子儀表在進行設計的時候需要兼顧兩個方面，一個方面是軟件方面，另一個方面就是硬件方面，只有協調好軟硬件兩個方面才能夠更好的保證智能電子儀表的運行。通常情況下，我們在進行智能電子儀表的設計過程中，我們需要注意的是硬件設計的過程中智能儀表設計的體積，由于需要保證智能電子儀表的體積能夠隨身攜帶，方便測量工作，那么我們就需要使智能電子儀表的體積較小。另外就是軟件方面，軟件方面需要保證智能電子儀表在使用的時候，能夠盡可能的滿足工程的所需，使得工程測量的過程中只使用這一種智能電子儀表，以此來提升整個電氣工程的工程效率。

4 結語

機電工程在我國不斷的發展，電子儀表成為其中極為重要的一部分，而智能電子儀表相對于傳統的電子儀表來說，具有著更多的優勢，不僅僅是硬件和軟件方面的優勢。智能電子儀表還能夠更好的方便整個電氣工程的進行，保證工程的施工效率，并且在測量的時候更好的提升整個工程的測量精度，以此來提升整個電氣工程的工程質量。這些都是單片機對電子儀表的提升，上文就是我們關于單片機在智能電子儀表方面的應用，以及對于機電工程的相關影響。