單片機技術在傳感器設計中的應用

文亞輝

（江西應用工程職業學院，萍鄉 337042）

1 傳感器與單片機

傳感器就是在機器設備上的作用就如同我們人體的眼睛一樣，主要就是用于對物體狀態的檢測，根據機器識別要求的不同產生出各種各樣的傳感器類型，比如溫度、顏色、質量、形態甚至是物質成分，在當前的技術環境下可以通過傳感器實現篩選與檢測工作。但是傳感器對于物體的識別缺乏自主判斷的意識，有時會因為外界環境的變化而出現過度反應，又或者由于識別精度的不足而出現疏漏所以靈敏性過高或過低都不利于機械設備的正常工作。如何通過更全面算法實現傳感器的智能化一直都是研究重點與難點所在。

單片機就是一種通過電路芯片控制功能而實現的一種具備自動控制功能原件，它將CPU 芯片、I/O 接口、存儲器、定時器功能進行結合從而實現小型計算機控制系統。雖然體型不大但所包含的技術算法、硬件構成都非常全面，具有集成度高、運行穩定、成本高的特性。單片機的應用使得很多電氣信息控制設備的體積大大減少。由于應用了半導體硅材料使用效果卻非常顯著，上到航空航天技術下到基本傳感器都已經普遍開始應用單片機技術。

2 單片機技術在傳感器設計中的應用

2.1 有助于提高傳感器的穩定性

傳感器的精度主要還是依賴于自身運行的穩定性，尤其是在經過長期的工作后仍然保持對輸出量的精準判斷，所以傳感器的穩定性是檢測傳感器質量的最重要指標之一。傳感器的穩定性指標主要有靈敏度、分辨能力、硬件質量、算法優化等因素。一部分可以通過硬件設備的改進提升，而主要還是對物體識別算法的研究上，尤其是制造企業對于傳感器的使用要保證能夠全天候工作且不會出現任何誤差才行，所以在進行廣泛使用前要對傳感器進行穩定性檢驗，單片機技術的應用可以將其中的硬件與算法缺陷進行同步提升。通過一體化的集成應用平臺，一方面解決了硬件之間的傳輸干擾，另一方面單片機可對傳感器所產生的非線性誤差改變進行校正，可以對自動對運行過程中的問題情況進行記錄分析，以此來增強了傳感器的工作性能。

2.2 有助于降低對傳感器的干擾

大部分傳感器的應用都需要承擔起生產檢測流程。所以傳感器的工作環境往往都會伴隨振動、聲音、碰撞的惡劣環境，除了自身設備組算法的的影響外，外界環境對于傳感器也會造成巨大的干擾，所以就需要傳感器本身具備精確性和穩定性。單片機在傳感器上的應用可以對其本身的工作狀態進行隨時監控，即使傳感器所處的工作環境比較復雜仍然可以提供準確的測量數據，通過單片機的芯片與存儲設備及時對傳感器進行工作趨勢分析，通過趨勢變化的分析就可以很好的發展傳感器的不合理的工作狀態。比如，傳感器每轉動一圈單片機系統就會對修正其所輸出的特性曲線，通過工作時傳感器輸出電壓等因素的分析來確保本身的精確性和穩定性。

2.3 有助于推動傳感器演變與發展

單片機主要有以下幾個方面的優勢，第一，為傳感器提供標準化的信號輸出、實現檢測、手機、分析的一體化處理。第二，對誤差進行線性校正類似于傳感器自己的傳感器，用來對自己運行狀態的檢測。第三，有效拓展傳感器與其他控制單元的連接途徑，比如借助電路集成實現遠距離無線控制等。

隨著科技進度與社會生產生活的發展，人們對于傳感器類型與應用途徑都提出了更高的要求，不管是在傳感器的設備控制上，比如傳感器的運算能力、信號輸出方式，還是傳感器末外部特征，比如規格型號、體積成本，都要求能夠體現出信息化時代下的個性、智能、快捷的特點。所以未來單片機這種集成化的硬件技術已經成為信息化時代下的發展趨勢。

3 結束語

綜上所述，單片機在傳感器設計中的應用正好發揮了兩者的技術優勢，提升傳感器準確性、穩定性的同時也為單片機應用發展提供了更多可能。伴隨著我國2025智能制造與信息化時代的發展需求，單片機與傳感器的應用不管是技術發展，還是社會需求上都具備了足夠的機遇，同時對于技術人員也提出了更多挑戰。所以將單片機技術應用于傳感器的設計非常值得人們進一步探索和研究。