淺談單片機的應(yīng)用與前景

朱凱 姚錦飛 李姚

摘要：在中國這個發(fā)展中大國，單片機的出現(xiàn)意味著計算機分為通用計算機系統(tǒng)和嵌入式計算機系統(tǒng)。單片機單芯片因它的體積微小和成本低廉的優(yōu)點而廣泛的應(yīng)用到家電、儀表、汽車電子、工業(yè)控制單元、辦公自動化設(shè)備、通信設(shè)備等這些產(chǎn)品中去，是現(xiàn)代電子系統(tǒng)中極其重要的智能化工具。在未來，單片機將會進一步的走向低功耗、小體積、大容量、高性能、低價位和混合信號集成化。

關(guān)鍵詞：單片機;應(yīng)用 ;前景

一、前言與簡介

隨著我國文化、經(jīng)濟、科技等各方面的發(fā)展，單片機的應(yīng)用也隨之越來越廣泛。在這樣一個高速發(fā)展的環(huán)境下，各種新興產(chǎn)品猶如雨后春筍，單片機的作用也顯得越發(fā)重要。

二、單片機的應(yīng)用

1.單片機的內(nèi)容及特點

單片微型計算機，簡稱單片機，它是一種集成在電路芯片上，把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器/計時器等功能集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的計算機系統(tǒng)。

單片機的優(yōu)點這要體現(xiàn)在這幾個方面：①單片機的集成度高，它包括了CPU、RAM、ROM、計數(shù)器、并行口、串行口，可謂小而完善;②單片機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單，操作方便易行，可實現(xiàn)模塊化;③單片機的可靠性很高，持續(xù)無故障時間久;④單片機的處理速度很快，功能強大。

2.單片機的重要應(yīng)用

（一）單片機在智能化儀器儀表中的應(yīng)用：

使用單片機改造儀器儀表，可使得儀器儀表智能化、數(shù)字化、多功能化、多功能化和柔性化，從而使得儀器儀表可以修正誤差，解決線性化處理。智能化儀表相對于傳統(tǒng)的儀器儀表，可以多種形式輸出，可以與打印記錄儀、發(fā)光管顯示器等相匹配，靈活多變的優(yōu)點是傳統(tǒng)儀器儀表所不能比擬的。較為常見的智能化儀器儀表有智能萬用表、智能毫伏表、溫度測控儀和邏輯分析儀。

智能化儀器儀表的優(yōu)點可以體現(xiàn)在這些方面：①智能化儀器儀表可以對被測信號進行較為復(fù)雜的處理與計算，增強儀器儀表的功能與性能;②智能化儀器儀表可以進行自檢和對故障進行監(jiān)測;③智能化儀器儀表具備靈活多變的信息輸出的能力;④智能化儀器儀表可以通過實現(xiàn)自動量程切換，從而提高儀器儀表的精度與分辨率;⑤智能化儀器儀表可以自行修復(fù)誤差;⑥智能化儀器儀表可以對特定信號實行定時、定點測量;⑦智能化儀器儀表可以實現(xiàn)多回路/多參數(shù)的精準(zhǔn)監(jiān)測。

（二）單片機在工業(yè)控制中的應(yīng)用：

單片機因其良好的抗干擾性和可靠性成為工業(yè)控制中不可缺少的部件。伴隨單片機的發(fā)展，出現(xiàn)了很多高級語言的開發(fā)工具，通過這些系統(tǒng)，單片機在工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，很大程度上提高了工業(yè)設(shè)備的智能化，也提高了工業(yè)設(shè)備的處理能力與效率，并且相對于傳統(tǒng)省去大量的空間和復(fù)雜的設(shè)備，在中國的社會主義建設(shè)當(dāng)中，單片機無疑會發(fā)揮更大的作用。例如報警系統(tǒng)、流水線的智能化管理、電梯智能化控制、與計算機之間聯(lián)網(wǎng)從而實現(xiàn)二級控制系統(tǒng)等等。

（三）單片機在家用電器中的應(yīng)用：

現(xiàn)如今的家用電器基本上都采用了單片機控制技術(shù)，在各種家用電器如電視機，洗衣機，電冰箱，空調(diào)，電飯煲等等電器上都可以看到單片機的影子，可謂千奇百怪，可以說單片機是我們生活，工作不可分割的一部分。

（四）單片機在汽車設(shè)備中的應(yīng)用：

伴隨著生活質(zhì)量的提高，汽車逐漸融入到每個人的家庭中來，單片機技術(shù)滲透到汽車行業(yè)的方方面面，汽車發(fā)動機控制器中的單片機可以對汽車起到保護、控制的作用，汽車性能檢測設(shè)備中的單片機可以精確的對汽車的性能和技術(shù)狀態(tài)進行檢測。此外，在汽車的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、防抱死系統(tǒng)中都有用到單片機技術(shù)。

（五）單片機在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用：

隨著人們生活水平的提高，人們對醫(yī)療設(shè)備的殺菌滅毒問題、自動化問題的關(guān)注程度遠(yuǎn)勝于前。而國內(nèi)的小診所的殺毒滅菌能力、殺菌質(zhì)量以及自動化程度并不能滿足現(xiàn)如今人們的實際需求。單片機因其特點逐漸應(yīng)用到醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中來，并很快得到廣泛的應(yīng)用。此外醫(yī)用設(shè)備中的醫(yī)用呼吸機、醫(yī)用診斷設(shè)備、監(jiān)護儀、病床呼叫設(shè)備中也都是用到單片機技術(shù)。

（六）單片機的其他應(yīng)用：

此外，單片機在計算機網(wǎng)絡(luò)、通信、文化教育、工商、國防以及航空航天中都有十分廣泛的應(yīng)用。例如，在飛機、軍艦、坦克、導(dǎo)彈、魚雷制導(dǎo)、智能武器裝備、航天飛機導(dǎo)航系統(tǒng)中均有單片機技術(shù);在計算機的外部設(shè)備如繪圖儀，打印機等設(shè)備上也應(yīng)用了單片機。

三、單片機的前景

計算機系統(tǒng)的發(fā)展已明顯朝著巨型化、單片化、網(wǎng)絡(luò)化著三個方向發(fā)展，而單片機最明顯的優(yōu)勢在于可以嵌入到各種設(shè)備、儀器中去。在未來，單片機的可靠性和應(yīng)用能力會越來越高，并且會和互聯(lián)網(wǎng)相連接;由于它集成了多種多樣的電路，如果從功能上說可以稱其萬能機。在未來，低功耗管理、更寬的工作電壓、高性能化、混合信號集成化、串行擴展技術(shù)、體積小、低價位、以及基于ISP（InSystem Programmable）的開發(fā)環(huán)境是單片機的發(fā)展趨勢。

（南京工程學(xué)院）