江蘇自動化研究所 崔周培 胡劍峰 張 琦

單片機在電子技術(shù)中的應(yīng)用和開發(fā)技術(shù)分析

江蘇自動化研究所 崔周培 胡劍峰 張 琦

國內(nèi)信息科技行業(yè)迅速發(fā)展，使得不同行業(yè)都在一定程度上受到現(xiàn)代科技的沖擊。不管是工業(yè)還是其他行業(yè)，科技進步幫助員工轉(zhuǎn)變了原有的生產(chǎn)方式，為企業(yè)帶來更多更優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。但科技也是一把雙刃劍，在促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時也給它們帶來了不小的挑戰(zhàn)。單片機的出現(xiàn)為工業(yè)發(fā)展打下基礎(chǔ)，也正是工業(yè)手動化向自動化發(fā)展的產(chǎn)物，了解單片機對電子技術(shù)的應(yīng)用和開發(fā)非常關(guān)鍵。

單片機；電子技術(shù)；應(yīng)用開發(fā)；研究分析

引言

為了適應(yīng)快速增長的生產(chǎn)需要，單片機應(yīng)運而生，由此產(chǎn)生了單片機技術(shù)，而這項技術(shù)的提出也為生產(chǎn)行業(yè)帶來了更多契機，要想知道單片機如何幫助其運作，就需要先了解它的組織構(gòu)造和基本原理。

1 單片機的基本構(gòu)造

用最簡單的話來說，單片機就是一種集成型的電路結(jié)構(gòu)，了解這種電路結(jié)構(gòu)能夠幫助技術(shù)人員研究出更多的自動化器械。并且它的基本原理也比較簡單，單片機是一種可以編程的電路組織，也就是說，改變電路原有的結(jié)構(gòu)，可以把單片機變成每個組成部件分工協(xié)作的狀態(tài)。但是僅僅依靠一個結(jié)構(gòu)的改變是沒有辦法完成單片機工作的，這就說明，設(shè)計者應(yīng)該根據(jù)單個指令對組織結(jié)構(gòu)進行劃分，對每個部件進行合理分配，從而保證單片機的有效運作?？偟膩碚f，單片機可以分為三個重要組成部分。

第一部分是控制器，控制器是單片機運作的核心，是操作的中心環(huán)節(jié)，相當于人體內(nèi)的大腦，在總體上起著控制的作用。另外，控制器部分是根據(jù)單片機中的不同結(jié)構(gòu)來設(shè)計的，所以它能夠調(diào)整單片機工作的狀態(tài)，幫助各部分運行協(xié)調(diào)到合理的狀態(tài)。

第二部分是儲存器，儲存器實際上就是一個記憶感應(yīng)器，單片機想要獲得更多的指令，就需要利用到儲存器，儲存器保存了各部分的不同地址劃分，為單片機中不同結(jié)構(gòu)部分的運轉(zhuǎn)提供了保證。

第三部分運算器，如果說，控制器是單片機的大腦，那么運算器就是單片機的心臟。運算是電子技術(shù)的核心，只有通過運算才能實現(xiàn)最基本的操作，而運算器也正是單片機結(jié)構(gòu)中最忙碌的部分。

2 單片機在電子技術(shù)中的運用

單片機為電子技術(shù)行業(yè)的發(fā)展打下了堅實基礎(chǔ)，但這并不意味著，單片機就是電子技術(shù)的核心，單片機和電子技術(shù)的發(fā)展都是經(jīng)歷了漫長的科研過程的，而在電子技術(shù)中，單片機的運用主要體現(xiàn)在兩個方面。

2.1 在通訊行業(yè)的運用

說到電子科技，很多人第一反應(yīng)就是通訊科技。是的，要說電子科技發(fā)展的最迅猛的行業(yè)，通訊行業(yè)是其中之一。就現(xiàn)階段而言，通訊科技已經(jīng)取得了較大突破，其表現(xiàn)方式多樣，并且各大電子通訊行業(yè)之間競爭激烈。這和居民生產(chǎn)生活條件的提高有著密不可分的聯(lián)系，由于社會經(jīng)濟條件的改善，電話和手機產(chǎn)品層出不窮，相關(guān)的企業(yè)也是像雨后春筍一般蜂擁發(fā)展。

和之前有所不同，電話除了可以聊天之外還增添了許多別的功能，舉個例子，現(xiàn)在大多數(shù)的電話都有一個錄音功能，其工作原理是，單片機在電話工作的過程中采集相關(guān)的語音信息并匯總，同時向電話發(fā)送總的控制信號，幫助錄音；如果在這個時候，信號突然中斷，那么有關(guān)技術(shù)人員就會很難控制它，這個時候，單片機要是能夠獲得更多電壓就能夠快速對其進行控制。

單片機對手機的運用也同樣如此，手機中蘊含的多種語音功能也是單片機的作用，電子技術(shù)能夠?qū)κ謾C中的語音信息進行區(qū)分匯總，并自動進行識別和輸入，這和單片機的使用脫不了關(guān)系，另外，單片機也變成了音頻的接入點，它會自動識別語音并自主輸入。

2.2 對電腦病毒的作用

大部分上班族經(jīng)常會遇到這樣一種問題，在正常使用網(wǎng)絡(luò)的時候，電腦會突然遭受病毒的襲擊。為什么電腦容易受到木馬病毒的侵害，其實是因為電腦有一個外部接入設(shè)備，這個設(shè)備是木馬病毒傳播的主要途徑之一，很多時候一不留心，在使用外來設(shè)備連接電腦時，就會感染病毒。而電腦病毒傳染的途徑主要有USB接口和開關(guān)等重要接口。要是不想電腦遭受病毒的侵害，就可以使用單片機來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，從根本上減少電腦使用的危險性。

2.3 對家用電器的影響

事實上，單片機的發(fā)展經(jīng)過了漫長的時間變化，它的第一次使用也并不是電腦或是手機這樣的設(shè)備，而是更古老的電器；單片機的運用也并不局限于新興科技，在日常生活中也隨處可見它的身影。比如說，如果熟悉出租車的人就知道，出租車的計價器就是使用單片機的，包括路程感應(yīng)和傳輸設(shè)備，都離開不了單片機的影響。單片機中的感應(yīng)設(shè)備可以讓系統(tǒng)自動記錄路程的遠近，并快速計算出所發(fā)生的價格，工作原理就是單片機使用搜集數(shù)據(jù)的方式來對信息中樞做出反饋并傳達出來。不僅僅是計價器，像生活中常用到的空調(diào)，都是以信息搜集處理的方式來進行工作的。這就在一定程度上表明，單片機是和我們的日常生活息息相關(guān)的，了解單片機的主要作用，能夠為單片機的充分應(yīng)用打下基礎(chǔ)。

2.4 在醫(yī)療領(lǐng)域的作用

不光是電子商品，單片機在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用也是相當廣泛的，因為現(xiàn)代醫(yī)療科技的進步需要更多科學(xué)技術(shù)的支持，這就使得單片機技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域也能得到運用。例如：病人在康復(fù)之后需要做健康檢查，這個時候，單片機技術(shù)幫助醫(yī)療設(shè)備獲取到更多數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)也能夠為醫(yī)生提供更多的參考資料，進而給病患提供合適的療養(yǎng)建議。單片機技術(shù)的進步也為醫(yī)療儀器檢測出更精確的結(jié)果打下基礎(chǔ)，使得醫(yī)療設(shè)備變得更加精確智能。最常見的單片機醫(yī)用儀器主要有：健康檢測儀器、超聲波檢測系統(tǒng)和X光檢測儀等。這些設(shè)備的自動化和精確化也為醫(yī)療行業(yè)做出了不小的貢獻。

2.5 在其他領(lǐng)域的作用

除了醫(yī)療領(lǐng)域之外，化工行業(yè)也少不了單片機的投入使用，因為大部分化學(xué)工廠都存在著安全問題，生產(chǎn)環(huán)境比較惡劣，而要是能夠大量使用單片機設(shè)備，那么不僅可以讓機器運作得更加迅速，還能最大程度的減少工人工作時的危險系數(shù)，實現(xiàn)更安全的工作。

3 單片機的開發(fā)技術(shù)分析

雖然說單片機技術(shù)的使用為不少工業(yè)領(lǐng)域提供了更多的發(fā)展機遇，但是它還存在一些不足，還有更大的發(fā)展空間，所以對單片機的開發(fā)技術(shù)的研究探索仍不能停止。

3.1 CPU數(shù)據(jù)的進一步更新

CPU內(nèi)核是單片機技術(shù)的關(guān)鍵，因為CPU所包含的數(shù)據(jù)直接影響到了單片機位數(shù)的寬度。而之后的單片機制造中，也會增加對CPU的投入程度，使單片機的內(nèi)存容量得到最大程度的擴充。傳統(tǒng)的CPU核心使用壽命較短，通常情況下可以支持十到二十年的設(shè)備使用，難以支撐更長時間的使用，所以在單片機使用過程中，容易出現(xiàn)由于使用壽命短而廢棄較多的情況發(fā)生。如今，半導(dǎo)體技術(shù)的革新為單片機使用壽命的提升帶來了福音，而MUP的更新速度也要比之前快很多，因此，在面對越來越快的科技發(fā)展和競爭愈發(fā)激烈的市場，單片機CPU內(nèi)核的革新為其發(fā)展提供了更好的機會。而和過去有所不同，MUP技術(shù)的變革也帶來了更加廣闊的市場，單片機在日常生活中的使用也更加廣泛了。

3.2 實現(xiàn)耗能低速度更快

MUP技術(shù)的發(fā)展為單片機的使用帶來了更快的運轉(zhuǎn)速度，而速度變快是根據(jù)時間內(nèi)的振幅快慢和運動頻率所決定的。單片機的運動速度變快就證明它所需要的耗能就越大，而耗能大不僅減少單片機的使用壽命，還導(dǎo)致機器在運轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)了噪音較大的問題，給生產(chǎn)者帶來了噪音污染，所以過快的運行速度并不合理，因此，在過去有關(guān)的專業(yè)研發(fā)人員沒有將單片機的運轉(zhuǎn)速度提高到最快。目前，研發(fā)人員通過改變單片機內(nèi)部順序，在不改變單片機整體振動頻率的情況下實現(xiàn)了單片機運行速度的提高，滿足更多的需求，而且也將耗能量降到最低。

3.3 系統(tǒng)減噪處理技術(shù)

單片機之所以得到眾多行業(yè)的青睞，就是因為它有著可靠性較高的特點，相比起其他技術(shù)，單片機技術(shù)運轉(zhuǎn)速度均衡，使用壽命較長，這些優(yōu)點也使得單片機逐漸從工業(yè)中解脫出來，在市場中變得越來越受歡迎。而更多生產(chǎn)廠家為了發(fā)揮這些有利條件，使用了EFT這項高新技術(shù)，增添了單片機在使用過程中的穩(wěn)定性，這樣一來，就算單片機在使用過程中受到磁波干擾，也能快速調(diào)整實現(xiàn)正常運作，進而讓使用者在投入利用的過程中體會到單片機的優(yōu)勢，從而形成源源不斷的單片機發(fā)展市場。

不管是什么樣的機器，在使用過程中都存在著噪音的問題，單片機也不例外，雖然研發(fā)者在設(shè)計過程中以犧牲單片機運轉(zhuǎn)速度來降低工作過程中所產(chǎn)生的噪音，但是噪音污染仍舊是單片機占領(lǐng)市場的重大阻礙。面對這種情況，研發(fā)人員反復(fù)研究后得知，單片機噪音的主要來源是在集成電路上，電源噪音撞擊到電子芯片所發(fā)出的，知道了噪音來源之后，研發(fā)者改變了原本電源所在的位置，或者在電源和芯片的接口處安放隔絕物，進而從根本上降低了整個系統(tǒng)的噪音，讓使用者的使用感受變得更好。

4.結(jié)束語

現(xiàn)代電子科技將全人類引領(lǐng)到了全新的世界，改變了日常生活方式。自從計算機面世以來，單片機這種嵌入式的計算機系統(tǒng)便應(yīng)運而生，并在生活中扮演著舉足輕重的角色。所以說，研究單片機在電子技術(shù)中的應(yīng)用是計算機科技研究的重要領(lǐng)域之一。

[1]吳巖．單片機在電子技術(shù)中的應(yīng)用和開發(fā)技術(shù)研究[J]．科技論壇,2011,3．