單片機在智能儀表方面的應用

劉欣

摘? 要：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。電子儀表對于電氣工程來說相當于是電氣工程施工部分的監管者和調試者，也正是因為如此，電子儀表對于電氣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。

關鍵詞：單片機;智能儀表;應用

1簡述單片機的實際工作原理

實際上，單片機的實際工作原理比較簡單，利用疊加器進行相應工作。但儲存器和單片機發生必要的聯系，單片機就會開始投入到相應的工作當中，系統中的外部儲存器就會傳送相關的信息資料，記載重要的數據信息。單片機的運行原理也很簡單，主要是利用各種指令進行相應的技術工作。工作人員可以輸入不同的代碼和指令，要求單片機完成相應的工作。另外，輸入的指令長度和單片機工作的實際內容密切相關，一定要在何時完成信息之后再進行指令輸入工作，提高工作的精準性和整體效率。

2單片機的技術特點

2.1使用壽命長

這里所說的使用壽命，不僅包括與微處理器相比的使用壽命，還包括由單片機開發的產品的使用壽命。近年來，隨著I/O功能模塊的不斷豐富和新CPU核心技術的不斷成功更新，它不僅給用戶帶來了更多的選擇，而且逐漸延長了生命周期。

2.2計算速度快

與MPU通過增加時鐘頻率來提高運算速度不同，MCU在不增加時鐘頻率的情況下，通過改變內部時序來降低噪聲，提高抗干擾性能。

2.3低噪聲、高可靠性

可靠性是單片機運行中最重要的因素。為了提高單片機的可靠性，在單片機的設計過程中引入EFT技術，消除毛刺信號，保持系統時鐘信號正常工作，提高單片機的可靠性。為了降低系統噪聲，許多單片機改變了在集成電路外殼的對稱引腳上放置電源和地線的方式。相反，他們使用32低噪聲布線技術和驅動技術，將地線和電源引腳放置在兩個相鄰的引腳上。

3.單片機在智能儀表中的應用

3.1高速數據處理能力

傳統電子儀器的數據處理速度一般比較慢。測量、計算和輸出的整個操作過程需要傳統電子儀器0.5秒的操作時間。一些傳統的儀器計算比較復雜，需要進行浮點運算、正弦函數和平方根運算。對于傳統儀器來說，這些計算仍然很慢。然而，這一問題在智能電子儀器中得到了解決。由于微電子技術的高計算速度，大部分計算過程將大大縮短。例如MCS-51的時鐘頻率達到了12Mhz，直接反映了智能電子儀器的工作速度。這種超強的計算能力使智能電子儀器能夠進行高速運算，從而直接提高電子儀器整體的數據處理能力。

3.2更強的控制能力

加入單片機后，智能電子儀器的整個測量過程由單片機直接控制。與傳統的需要大量數字電路和開關的電子儀器相比，智能電子儀器的控制時間更短。正因為如此，智能電子儀器的整體控制速度更快，控制能力也更強。此外，該單片機還具有布爾處理功能，包括一整套微處理指令和控制輸入輸出功能，可直接應用于智能電子儀器的控制。

3.3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。

4.單片機在智能電子儀表方面的應用

4.1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。隨著我國在集成電路領域的發展，單片機技術的發展速度變得非常快，而隨著單片機的發展，我們研發的單片機數量也在不斷增加，這使得單片機的價格大大降低，同時，單片機的功能和用途也在不斷增加。智能電子儀器行業就是其中之一，由于其體積小、抗干擾能力強等優點，單片機幾乎立刻取代了傳統電子儀器的邏輯電路系統。智能電子儀器采用單片機作為微處理器，有效地增加了儀器的測量功能，使儀器的維護和使用更加方便。

4.2單片機的設計與調試部分

第二個目的是協調和控制智能電子儀器的設計和調試，這是單片機的第二個功能。當采用單片機時，其強大的性能保證了整個設計目標的正確性和科學性。一般來說，智能電子儀器都是基于微處理器的，軟件和接口電路的設計也是一個很大的工作量。這些設計過程和調試工作需要嚴格按照相關要求進行，以保證智能電子儀器的正常運行。因此，在智能電子儀器的設計中，我們需要注意的首要選擇是智能電子儀器的微處理器。微處理器的性能直接決定了整個智能電子儀器的工作性能，以及功能的種類。在智能電子儀器中，除了微處理器外，還需要選擇輸入輸出方式和測試原理。在智能電子儀器的設計中，需要考慮兩個方面，一是軟件方面，二是硬件方面。只有在軟硬件兩方面進行協調，才能更好地保證智能電子儀器的運行。通常，在智能電子儀器的設計過程中，在硬件設計過程中需要注意智能儀器的體積。由于需要保證智能電子儀器的體積可以隨身攜帶，便于測量，所以需要將智能電子儀器的體積縮小。二是軟件方面。軟件方面需要保證智能電子儀器在使用時能盡可能滿足工程的需要，使工程測量過程中只使用這種智能電子儀器，從而提高整個電氣工程的工程效率。

結論

電氣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，以及對于電氣工程的相關影響。

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