傳感器設計中應用單片機技術的分析

劉婷

摘要：現階段，隨著社會經濟的不斷發展，高精科技的發展越來越無法離開傳感器的應用。人們通過運用傳感器，可以清楚的對某設備的達標情況和高精度 特性進行有效的判斷。但是我們傳統的那些傳感器存在著穩定度不高，可靠性較差，體積較大等問題，會影響其對于設備的測量，而單片機的出現，就有效 地解決了這些問題，單片機技術擁有靈活性、可控性、可拓展性等優點，彌補了傳統傳感器的缺陷。本文將介紹傳感器的內容、單片技術的內容及其應用、單 片技術在傳感器上的應用，讓人們更加了解單片機技術在傳感器上的應用的優勢，從而使得傳感器在高精技術中更好的發揮其作用，增強其運行能力。

關鍵詞：傳感器；單片機；應用

中圖分類號：TP212；TP368.12 文獻標識碼：A 文章編號：1672-9129（2017）09-079-01

Abstract：Atthisstage，withthecontinuousdevelopmentofsocialeconomy，thedevelopmentofhigh-precisiontechnologycannotleavesensorapplicationmoreand more. People through the use of sensors， you can clearly the compliance of a device and high-precision characteristics of an effective judge. But our traditional sensors have some problems， such as low stability， poor reliability and large volume， which will affect the measurement of the equipment. The emergence of SCM solves these problems effectively.TheSCMtechnologyhastheflexibility，Controllability，scalability，etc.，tomakeupforthetraditionalsensordefects.Thisarticlewillintroducethesensorcon- tent， monolithic technology content and its application， monolithic technology in the sensor application， so that people have a better understanding of the advantages of single-chiptechnologyinthesensorapplication，makingthesensorinthehigh-precisiontechnologyisbetterPlayitsroleandenhanceitsoperationalcapacity.

Key words： sensor； microcontroller； application

在傳感器的設計方面，要想辦法使得傳感器的性能得以提高，使傳感器滿足標準化、小型化和高性能的要求，就得利用單片機技術，單片機技 術擁有著價格低廉，體積微小，運算性能大的優點，能很好地彌補傳統傳 感器的缺陷。

1 傳感器的介紹

所謂傳感器，是一種可以對物體的某種性質進行檢測的設備，他是一種可以將被測物體的某些基本參數，依據確定的精確度，轉化成為擁有相應關系的設備。其實傳感器的原理是與人的感覺器官有很多相似之處，就 好比溫控傳感器與人的觸覺類似，當物體的表面的溫度發生變化時，溫控傳感器就能接受并進行回應；聲敏傳感器和人的聽覺相似，借助聲音的震動，判斷和接收信息并進行傳遞；氣敏傳感器就類似于人的嗅覺，如果氣 味發生改變，氣敏傳感器就能接收信號并做出反應等。

2 單片機技術及其應用

所謂單片機是一種對電路芯片進行集成處理，然后通過規模十分龐大的電路集成技術，在一個硅片上將可以進行信息處理的 I/O 口、儲存器、

CPU、SAM 等功能板塊集合在一起，然后一起組成小型微機控制系統。以單片機的優點來說，其不僅具有半導體硅片的光、熱、磁等物理特性，它的集成度高還比較高，這樣就可以大大減小傳感器的體積，而且，單片機還 具有相當高的可靠性，其可以連續工作一百多個小時，除了這些之外，單 片機還具有通過中央控制系統對自身進行處理的能力，有了這些優點可以讓傳感器變得更加運算速度更快，精確性更高。迄今為止，單片機技術憑借著上述那些優勢，已經使其自身應用范圍得到了非常大的改善，大到航空航天的探究、電子計算機系統的研究、小到我們生活中使用的智能電器等都很好的應用著單片機技術。

3 單片機技術對傳感器的作用

3.1 單片機技術對于提高傳感器抗干擾能力的作用。如果傳感器在一 些惡劣的環境下運行，其往往會遭受溫度、濕度或者是電磁波給他帶來的 影響，所以傳感器要具備一定的抗干擾能力，才能在惡劣的環境下運行起來，從而給人們帶來準確的數據。而這些干擾有些是確定性的干擾，有些是隨機性的干擾，但都能通過單片機進行解決。

（1）確定性干擾。在傳感器的實際工作中，往往會碰到一些由于傳感器 自身結構所帶來的確定性的干擾，這些干擾我們可以利用單片機技術來解 決。比如在電渦流位移傳感器的應用中，如果被測物體的均勻性或者磁導性 存在誤差，會導致磁感器測量不準確。尤其是在傳感器中軸的位置，是需要 非常精確的測量的，但是軸表面的材質及其不均勻，很難精確測量，雖然軸 轉動過程中位置是不發生變化的，但是因為傳感器上有電壓的存在，測量結 果仍然存在很大的誤差。我們可以通過單片機技術，對傳感器輸出的特性曲 線進行修正，從而解決中軸軸表面材質不均勻所帶來的確定性干擾。

（2）隨機性干擾。如果碰到了惡劣的環境，那么就會出現很多隨機性干擾，需要我們在工作中，盡量人為地減少這些干擾，也可以利用單片機技術，

消除一些隨機干擾。如：軟件的“看門狗”（WATCHDOG），WATCHDOG是一種定時監視器，當有電磁波對傳感器進行干擾的時候，系統會發生死機、彈飛 等情況，這時候 WATCH DOG 就可以幫助系統進行修復，使系統恢復正常。

3.2 單片機對于提高傳感器穩定性的作用。眾所周知，傳統的沒有應用單片機技術的傳感器穩定性差，得到的數據精確度低。所謂傳感器穩定 性，是指其作為傳感器在長期的工作環境下持續輸出量所發生的變化。目 前，傳感器的穩定性已經受到了人們的廣泛關注，為了提高傳感器的穩定性，我們以智能壓力傳感器為例子，智能壓力傳感器選擇了利用單片機技術來解決傳感器在長期工作環境下所產生的非線性誤差問題，從而增加傳感器穩定性。我們將傳感器接受到的外界壓力定義為X，將輸出的信號定義為Y，在對壓力傳感器進行相應的處理后，輸出可以被單片機接受的信號Y，然后用單片機將Y進行處理，得修正過的標準輸出Yc。一般我們在標定傳感器的情況下，是要校正溫度和壓力，通過未修正的 Y 與溫度系數Θ，計算出被測的X，再乘以比例系數，得標準方程：Yc=Kx。

3.3 單片機技術對于提高傳感器發展的作用。隨著單片機技術的不斷發展，單片機成本逐漸減小，對傳感器的發展起到了積極的作用。目前我國也開展了利用單片機技術所進行的傳感器標準化工作，其功能要求如下：第一，要能夠對傳感器的信號進行放大；第二，要擁有溫度補償技術； 第三，要擁有線性校正技術；第四，要可以進行信息儲存；第五，要能夠處理簡單的信號。

綜上所述，利用單片機的應用，可以對設備是否達標的情況和高精度的特性進行有效判斷，解決了之前傳統傳感器因為其自身的可靠性較差、穩定性不高、較大的體積等缺點，對于設備的測量產生影響。本文對于傳感器技術以及單片機技術的應用等做了詳細的介紹和分析；對于什么是傳感器，什么是單片機技術做了詳細闡述，對單片機在傳感器的穩定性、抗干擾性以及發展性等方面有什么優點做了一定的闡述。我們可以看出，單片機對于傳感器的作用是非常之大的，在今后的研究中，要深入探索單片機技術對于傳感器的應用。

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