對單片機在電子領域當中的應用

盛華

摘要

隨著計算機、信息技術的高速發展，計算機系統應用于電子技術之中，為其生產提供了技術支持。而單片機作為嵌入式系統的重要代表，從八十年代4位、8位的單片機，發展到今天的300M高速單片機，單片機在電子技術發展過程中發揮出了重要的作用。本文在對單片機做簡要論述之后，從電子領域探討了單片機的應用，并總結提出單片機的未來發展。

【關鍵詞】單片機 電子領域 應用 未來發展

1單片機原理及構成

1.1單片機基本原理

單片機屬集成電路芯片，是將具有數據處理功能的中央處理器CPU、L/O接口、隨機存儲器RAM、制度存儲器ROM、中斷系統和定時器等功能，有些還包括脈沖調制電路、A/D轉換器等集成到一塊硅片上的超大規模集成電路技術，本質而言就是一個體積小但功能完善的微型計算機系統。首先將要完成的任務轉為指令，單片機每個構建完成對應基本任務，整個系統統稱為指令系統。針對最終任務而言，單片機的單個部分不能獨立完成，需要分配給各個部件聯合完成，即稱為程序。單片機種類不同，完成任務的指令也不同，需要現將程序放于存儲器中，執行命令時會按照地址順序給程序計數器，然后開始執行指令，最終完成任務。

1.2單片機的構成

（1）存儲器，即存放指令的場所，可以分為存儲單元內容和存儲單元地址。

（2）運算器，這是單片機中最忙碌的部分，其核心部件是ALU。

（3）控制器，也就是整個單片機的大腦，具有強大的協調能力和控制能力，各環節的工作均有控制器操作。

2單片機在電子領域中的應用

2.1家用電器方面

經濟社會的快速發展，促使人們更加注重對生活品質的追求，隨著人們對家用電器需求的不斷提升，迫使商家對產品不斷升級改造，而對單片機的使用恰恰滿足了這種需求，也實現了對功能的創新和優化。通過添加使用單片機，可以實現對整個將采用電器的智能化控制，提高了產品性能，提升了家用電器的更新換代，還提升了企業的競爭力。比如在微波爐上采用單片機技術，可以實現對食物的自動加熱和控溫，洗衣機則可以根據衣服的不同材質、污濁程度進行手法、洗衣液計量、揉搓時間的選擇，空調可以根據室內溫度和人體舒適溫度進行調解轉換，自動清掃機可以準確定位進行清掃。

2.2手機通訊方面

現代單片機普遍具有通信接口，可以與計算機便捷的進行數據通信，在計算機網絡和通信設備之間搭建了良好的通訊物質條件。如今的通信設備基本都實現了對單片機的使用和控制。手機作為現代社會必不可少的通訊工具，每天都要固定時間進行充電，以保證手機的正常使用，但是很多手機充電器多采用大電流快速充電法，如果電池充滿后不及時斷電，電池就會發熱，過度充電還會損害電池的壽命。比如一些成本較低的充電器采用電壓比較法，為防止過沖在沖到一定程度后就會停止大電流快充，而轉為小電流的涓流補充充電，這樣可以對電池起到一定的維護作用，但若維護不當還是會造成電池記憶效應的折損，也就是電池活性衰退的現象。設計比較科學的充電器往往采用專用充電控制芯片配合單片機控制使用，再配以檢測裝置時刻檢測電池充電的飽和度和發電壓的變化信號，精確結束充電工作。通過單片機對芯片的控制，實現了手機充電過程的智能化，延長了電池的使用壽命。

2.3電子儀器儀表方面

單片機體積小、功耗低、功能強，具有可擴展、可微化和使用便捷的優勢，被廣泛應用于智能儀器儀表中，結合不同的需求，使用不同功能的傳感器，可以實現對電壓、頻率、濕度、硬度、壓力等物理量的測量。采用單片機將儀器儀表數字化、智能化，而且功能較之更為強大，可以實現對結構精密設備的測量和使用，效果更為顯著。

比如現代醫療條件和技術的不斷升級，醫療設備的電子化普及率越來越高。而傳統條件下醫院的住院軟件、消毒器材、檢測器材等方面都表現出了諸多問題，直接影響對疾病的診治，影響著病人的身體健康。而單片機技術的使用，可以實現對多種疾病的集中分析。比如超聲波檢測、呼叫系統、分析儀器等儀器的優化，均提高設備檢測的準確性和可靠性，提高了診斷和出藥的準確性，還保證了對病人的負責，使得醫療結構更加合理、智能和自動。

3單片機發展趨勢

（1）單片機會朝著CMOS快速領域發展，CMOS芯片除低功耗、高密度、低速度外，還具有功耗可控性功能，使單片機可以實現功耗方面的精細化管理;

（2）隨著國際間技術交流的臼益頻繁，加上強大的市場內需與資提供，針對單片機靈活性高，可塑性強，與終端產品易結合等特點，未來單片機市場會快速推出新產品，深入挖掘新領域，尋找新的市場機會，進一步提升整體單片機的市場競爭力;

（3）使用單片機的產品抗干擾能力和安全性系數，也將是未來單片機系統性能提升的重要標準因素;

（4）未來單片機發展會進行IC定制，復雜的SoC設計使得完全不同的模擬和數字界限越來越模糊，而且目前這種轉型還比較困難，因為每個領域使用的工作模式、工作工具、思考問題的出發點都不一樣，從以前集成的芯片功能集中到單個的芯片中，這樣數字結合模擬芯片集成化將成為未來的發展方向，會更好的啟用到單片機復雜的設計之中。

4結語

科技的不斷發展，單片機的優勢和對應價值將進一步凸顯。國內單片機將進一步開拓市場，研發出更加符合國情發展和資源需求的產業鏈，單片機的性能將繼續朝著耗能低、噪音低、價格低的“三低”方向發展，同時朝品質高、性能高的“兩高”方向優化。通過單片機在電子領域的發展可以看出未來單片機市場的發展勢頭勢不可擋。

參考文獻

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[2]倪洋勛.淺談單片機在電子技術中的應用[J].電子制作，2017.