電子技術(shù)嵌入式單片機應(yīng)用分析

時間:2022-07-27 08:40:32

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電子技術(shù)嵌入式單片機應(yīng)用分析

摘要:隨著科技持續(xù)不斷的發(fā)展壯大,在電子技術(shù)中,嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用具有極其重要的作用。然而,在嵌入式系統(tǒng)中,最為典型的代表就是嵌入式單片機,它必須滿足對象系統(tǒng)的環(huán)境要求、滿足對象要求的最小軟硬件配置、滿足對象系統(tǒng)的控制要求等條件,由硬件層、中間層、系統(tǒng)軟件層和應(yīng)用軟件層四部構(gòu)成。嵌入式單片機的應(yīng)用前景非常廣泛?,F(xiàn)如今,在工業(yè)控制、航空航天、無人機等多個領(lǐng)域中嵌入式單片機都已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。此文章主要就單片機的原理,當(dāng)今時代單片機發(fā)展的優(yōu)勢與其在電子技術(shù)中的應(yīng)用進行著重探討。

關(guān)鍵詞:電子技術(shù);嵌入式單片機;應(yīng)用

嵌入式單片機系統(tǒng),其有著體積小、耗能少、可靠性高等特點,在電子技術(shù)領(lǐng)域,不斷地提高研發(fā)新的技術(shù)產(chǎn)品,嵌入式單片機的研究運用與電子技術(shù)的發(fā)展往往聯(lián)系在一起,成為技術(shù)者和學(xué)者研究的熱門,可見嵌入式單片機技術(shù)在電子技術(shù)中的運用價值。本文將就此展開探討,以期望能更好的實現(xiàn)電子技術(shù)的多元化,從而能使其在各行各業(yè)中發(fā)揮強力的推動作用。

1單片機的概述

1.1單片機的構(gòu)成

雖然從整體上來看,單片機的體積很小,但是”麻雀雖小,五臟俱全”,它包含了中央處理器、存儲器、運算器、控制器等核心部件。它實質(zhì)上就是一種嵌入式的系統(tǒng),如果想要使單片機的功能發(fā)揮完全,那么就需要我們更加深入的了解單片機的組成構(gòu)造[1]。首先,對于單片機來說,其最為核心的部位就是中央處理器,幾乎所有的指令語句都是經(jīng)過中央處理器之后進行分配和的。其次,存儲器的存儲功能和對地址的分配都是通過單片機中256個存儲單元來實現(xiàn)的。另外,所有的數(shù)據(jù)也都是通過存儲器來實現(xiàn)調(diào)用和存儲的。第三,運算器使用二進制算法對所存儲的數(shù)據(jù)進行科學(xué)有效的管理。最后,單片機的另一個核心部件就是控制器,它控制了單片機系統(tǒng)的神經(jīng)中樞,用于對的指令進行儲存。它包含了指令存儲器、地址存儲器、程序存儲器等等[2]。

1.2單片機的原理

單片機是通過控制指令的方式來完成工作的。其所控制的這些指令是需要工作人員寫到它的存儲器中的,之后,再通過和存儲器的關(guān)聯(lián)單片機就能夠進行工作,存儲器就可以輸入信息參數(shù)。通過指令代碼,可以完成與其相對應(yīng)的工作。另外,對于指令的長短來說,它會給單片機的工作效率帶來較大的影響。1.3單片機的主要特點首先,單片機的最為主要的特點之一就是”芯片雖小,而五臟俱全"。單片機的內(nèi)部設(shè)置的有程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器以及各種不同的接口電路。然而大型的處理器運算速度比較高,運算器位數(shù)較多,處理能力較強,但需要在外部配置接口電路。其次,對于一般情況下,單片機的主頻大約都是在100MHZ以下的,因此它適合用于獨立工作的小型產(chǎn)品之中,引腳數(shù)量從幾個到百余個[3]。最后,單片機還具有應(yīng)用簡單、靈活,并且可以用匯編語言以及C語言來開發(fā)有關(guān)單片機的產(chǎn)品。

2當(dāng)今時代單片機的發(fā)展優(yōu)勢有哪些

2.1單片機的特點及優(yōu)勢

單片機的體積比較小,它的結(jié)構(gòu)相對來說比較簡單,但是它的功能相對完整,內(nèi)部芯片可以作為計算機系統(tǒng),應(yīng)用起來很快捷方便。除此之外,單片機有著較高的集成度,可靠性相對來說比較高,即使單片機處于長時間的工作也不會發(fā)生故障,產(chǎn)生的難題比較少。最后它在使用的時候低電壓、耗能少,是人們在日常生活中的首要選擇,為生產(chǎn)與研發(fā)方面提供了方便。單片機對數(shù)據(jù)的處理和運算能力相對來說比較強,可以在各種環(huán)境中使用,且有著較強的控制能力[4]。

2.2單片機可使系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性增加

單片機能夠增加使用系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。當(dāng)系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性受到一定程度影響的同時,也會使系統(tǒng)的分辨率以及其靈敏度受到極大的影響。但如果使用單片機,就可以有效的使系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性得到很大的提高[5]。另外,我們還會在單片機上使用EFT抗干擾技術(shù)以保證電子技術(shù)的安全性和可靠性。使用了EFT抗干擾技術(shù)后,如果受到干擾,那么EFT就會釋放出刺激信號進行提醒,這一技術(shù)使系統(tǒng)的安全性和可靠性又得到了進一步的提高。

3單片機在電子技術(shù)中的應(yīng)用分析

由于科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,人們的生活質(zhì)量水平得到了”飛”一般的發(fā)展,其中最為顯著的現(xiàn)象就是利用單片機中電子技術(shù)的工作原理來是我們的社會中的許多東西不斷的發(fā)展,不斷的使其更加智能化。例如,將其應(yīng)用于醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域,工業(yè)行業(yè)和家用電器等等。其中在我國家用電器的市場中,單片機中電子技術(shù)的應(yīng)用是最為廣泛的。因為它使我國的家用電器不斷的進行更新?lián)Q代,功能也變得越來越多,并且也變得越來越智能化。比如,全自動洗衣機,它是根據(jù)單片機中電子技術(shù)的工作原理來對不同的衣服進行分類,并且會自動選擇合適的洗滌等級,最后再根據(jù)衣服的臟污程度選擇合適的洗滌時間;另外,單片機中的電子技術(shù)還可以實現(xiàn)對微波爐、冰箱、冰柜、液晶電視等等的家用電器的控制功能。以下是對單片機中電子技術(shù)在不同領(lǐng)域的具體應(yīng)用分析。

3.1在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域中的應(yīng)用

現(xiàn)如今,社會上各行各業(yè)的發(fā)展都相當(dāng)迅速,人們的生活質(zhì)量水平也隨之不斷提高。同時,人們對自身及其家人健康情況的在意程度也隨之增高。因此,醫(yī)療行業(yè)為了使人們的需求得到滿足,從而盡全力地去不斷地完善醫(yī)療水平。特別是在如今這個大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)的支持下,我們可以將單片機作為醫(yī)療器械的中心,然后再發(fā)揮單片機所具有的優(yōu)勢,進而使患者的身體數(shù)據(jù)和患者的身體狀況得到更全面的記錄。醫(yī)護人員可以通過這利用”一對一”的方式采集得到的比較精準的數(shù)據(jù)來診斷出患者的病情,之后,在通過查詢實際的病因來尋找到更加完善的治療方法與治療手段[6]。以上就是單片機在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用,它的應(yīng)用一方面使得我國的醫(yī)療水平得到了極大的提高,另一方面使得我國的醫(yī)療行業(yè)得到飛躍的發(fā)展。

3.2在工業(yè)行業(yè)的應(yīng)用

在工業(yè)上有許多高空作業(yè)或危險度很高的工作,這些工作十分危險嚴重的甚至威脅了人們的生命,但這些工作又不得不做。不過隨著自動化的發(fā)展工業(yè)行業(yè)的自動化水平不停的提高。相當(dāng)一部分工作都完成了自動化的改革,解放了人類勞動。將單片機應(yīng)用與工業(yè)行業(yè)相互融合,提高效率。高效率的開發(fā)和利用單片機的優(yōu)勢——數(shù)據(jù)采集和實時監(jiān)控[7]。方便實現(xiàn)工業(yè)的自動化的生產(chǎn)和無人化的監(jiān)管制度。

3.3家用電器的應(yīng)用

單片機具有消耗能量少、體積小等優(yōu)勢,所以被用于家用電器的設(shè)計和使用中。將單片機與家用電器結(jié)合在一起可以實現(xiàn)電器的自動化智能化操作,解放人們的雙手。使用家中的無線網(wǎng)絡(luò),與單片機連接就可以實現(xiàn)對家用電器的操作,實現(xiàn)對房間所有電器的使用,幫助人們完成一系列的衛(wèi)生服務(wù)[8]。例如:當(dāng)我們在公司或回家的路上的時候,我們就可以用手機或電腦操控家里的電器設(shè)備,用掃地機器人掃地、打開空調(diào)、熱水器加熱等。這時候有著單片機的家用電器就可以工作為我們服務(wù),方便了我們解放了雙手。

3.4在智能儀表中的應(yīng)用

因為經(jīng)濟發(fā)展的不斷提升,人民生活水平越來越高,對于生活品質(zhì)的要求也隨之提升。所以我們對于自己需要的東西的準確性越來越高。所以智能化的展業(yè)也越來越迅速。單片機具有高度集成化的特點。非常重要的又高效率的提高了智能儀表的發(fā)展和更新。通過智能化的控制控制平臺,提高相應(yīng)設(shè)備的發(fā)展和控制能力,強化智能設(shè)備的分析問題和和處理問題的效率及能力[9]。由于單片機的可靠性和集成度都比較高,在航空航天需要提高儀表盤的控制能力和精確度,從而提高智能化水平,降低事故的發(fā)生。

3.5在電話中的應(yīng)用

單片機是整個電話遙控系統(tǒng)的核心,系統(tǒng)所有電路都是在他的控制下進行工作的。以下是一個關(guān)于使用ATMWL公司生產(chǎn)的AT89C51單片機的例子,這個裝置最大的特點是它的片內(nèi)含有Flash存儲器,并且和MCS-51兼容,有一個8位準雙向I/O端口;有兩個16位可編程的定時器/計數(shù)器,它們具有四種工作方式,AT89C51使用的是40腳的雙列直插封裝(DIP)方式,當(dāng)作高性能的單片機,由于其受到引腳數(shù)目的限制,從而導(dǎo)致許多的引腳具有第二功能[10]。

4結(jié)論

在現(xiàn)在這個科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的時代,電子技術(shù)也一直保持著持續(xù)不斷地發(fā)展態(tài)勢。而單片機作為嵌入式系統(tǒng)中的鼻祖,其具有體積小,功耗低,安全可靠等許多優(yōu)良的特點,這些特點也使其在如今仍然具有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。此外,它在實用性,復(fù)雜性,和高效性等方面都達到了一個前所未有的高度。所以繼續(xù)更加深入的學(xué)習(xí)和了解它是我們義不容辭的責(zé)任。

參考文獻

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作者:張應(yīng)華 單位:焦作師范高等??茖W(xué)校