在電子技術中單片機的應用優勢與開發實踐

陳秋實 王世元

【摘 要】在我國社會經濟發展中，電子技術發展與應用已經逐漸演變成了不可替代的重要內容，其在各個領域中應用，既能夠有效提高企業的綜合效益，又能夠提高企業生產的自動化與智能化水平，從而全面促進工業化發展進程，提高我國的國際市場綜合競爭力。而且，隨著電子技術的應用越來越普遍化，其已經成為了當今社會經濟發展中的一項重要技術。

【關鍵詞】電子技術；單片機；應用優勢；開發

1單片機特點

由于單片機的體積小、質量輕、價格便宜，可以連續工作六七十個小時無障礙工作，控制能力比較強等優點，因此在工業領域廣泛應用。目前很多單片機已經將外圍器件和外設接口集成在一片內，所以不需要擴展總線，減少了芯片體積。這類芯片稱之為非總線型片機。控制型片機是根據應用范圍進行劃分。單片機主要由存儲器、運算器、控制器構成。

2在電子技術中單片機的應用優勢

隨著半導體技術的穩定發展，直接推動了MPU的快速更新，而所研發的CPU核心，能夠在I/O功能模塊逐漸更新完善的基礎上得以多元化和全面化。CPU核心產品的不斷增多，促進了單片機類型的多樣性發展，促使其直接為用戶提供了許多類型選擇。在使用單片機開發電子技術產品的時候，用戶可以切實依據自身具體需求，選擇不同的8位或者16位類型單片機，確保能夠滿足電子技術產品的開發需求。就數據分析可知，通過單片機進行電子技術產品開發，其使用壽命會明顯長10年左右，這就大大延長了電子技術產品的應用時間。

3單片機在電子技術的應用

3.1單片機在通訊系統中的應用

3.1.1語音識別系統的軟件設計

軟件設計師語音識別系統設計的關鍵，語音識別系統進入主程序以后，主程序則調用子程序的模板對語音模板進行訓練和識別等任務。當軟件運行時，只要按鍵按下則程序根據執行命令，則按照指令命令執行。如果是訓練模板則按照模板訓練的算法進行操作，如果程序下方的是語音識別命令則執行語音識別的程序。

3.1.2語音識別系統的硬件設施

語音識別系統的硬件包括微控制器、聲音采集模塊、存儲電路、鍵盤控制電路、帶通濾波器、顯示電路等單元構成。其中微控制器是整個識別語音系統的控制中心，負責對語音信號的存儲、對語音信號的運算處理，并將結果輸出；聲音采集模塊主要負責語音信號轉換為電信號，然后對電信號進行處理。由于單片上的容量有限，存儲電路存儲語音信號的時候，可能外部存儲器提供整個語音識別系統的存儲容量；由于輸入的語音信號具有一定的雜音，影響到語音識別系統的信號識別，因此需要帶通濾波器對語音信號進行過濾，從而提高語音信號的識別效率；鍵盤控制模塊主要負責對語音信號的錄入、模板的訓練和語音信號識別的控制；顯示模塊主要顯示當前語音識別系統結果，方便用戶進行下一步操作。

3.2單片機在工業控制領域的應用

3.2.1軟件設計

系統軟件的主要程序只三個部分開關、關門以及延時，根據系統設計要求。開門子程序設計應該滿足快速開門或者慢速開門要求，并根據開門過程的不同階段自動選擇不同的速度。當系統感應到門口有人時，要立即緩慢開門。人離開一會，系統感應后會加快關門的速度。或者系統保持開門的狀態，讓后面的人陸續進入，直到所有的人進入大門后，大門關閉。維持開門狀態的子程序設計在維持開門狀態的同時，還需要接受探測器信號，是否后面有人需要通過大門，從而讓大門保持開的狀態，如果沒有檢測人的信號，這個時候大門彩繪關閉。這個過程中，對開門狀態的維持，可以采用軟件計時的方式。關門子程序模塊的設計可以記錄關門的步數，便于隨時轉入到開門的子程序模塊。在這個環節，需要探測器探測大門附近的信息，如果有人立即啟動開門程序，如果沒有檢測到人的信息，則啟動關門程序。由于本系統的程序比較簡單，屬于實時控制，所以需要探測器進行探測信號，并結合軟件進行定時。程序的延時設計則根據實際情況確定。

3.2.2硬件設計

單片機通過接口直接控制設備軟件，所以單片機的控制系統軟件和硬件同步運行。以自動感應門為例，該軟件的主要程序包括開門、關門、延時三個部分，程序比較簡單。系統包括信號輸入通道、信號輸出通道、人機對話通道。信號輸入通道主要負責信號采集，并對不同的輸入形式進行轉換，單片機的I/O模塊通過輸入線直接采集數據信息，如果I/O不能滿足信號采集要求，可以在外部設置連接電路。信號輸出通道則負責將采集的信息傳輸到計算機控制中心，從而最終實現設備的自動化控制。輸出過程中可以直接利用I/O模塊接口，如果模擬信號比較復雜，需要對其進行轉換、過濾。目前在工業控制領域，廣泛應用PLC技術，也就是可編輯邏輯控制器，這是一種可編程的存儲器，可以存儲在設備內部，實現邏輯運算、順序控制、定時等操作指令，并通過I/O輸入輸出模塊實現對機械設備的控制和管理。具有強大的運算能力、控制能力、通信能力和診斷能力，滿足工業控制領域的安全性、可靠性和穩定性。

4單片機技術的開發

單片機在電子技術中的開發，主要包括CPU開發、程序開發、存儲器開發、計算機開發及C語言程序開發，同時得到開發能夠保證單片機在十分復雜的計算機與控制環境中可以正常有序的進行，這就需要相關人員采取一定的措施，（1）CPU開發。開發單片機中的CPU總線寬度，能夠有效完善單片機信息處理功能緩慢的問題，提高信息處理效率與速度，開發改進中央處理器的實際結構，能夠做到同時運行2-3個CPU，從而大大提高單片機的整體性能。（2）程序開發。嵌入式系統的合理應用得到了大力推廣，對程序進行開發時要求能夠自動執行各種指令，這樣可以快速準確地采集外部數據，提高單片機的應用效率。（3）存儲器開發。單片機的發展應著眼于內存，加強對基于傳統內存讀寫功能的新內存的探索，使其既能實現靜態讀寫又能實現動態讀寫，從而顯著提高存儲性能。（4）計算機開發。進一步優化和開發單機片應激即分析，并應用計算機系統，通過連接通信數據，實現數據傳遞。（5）C語言程序開發。優化開發C語言能夠保證單片機在十分復雜的計算機與控制環境中，可以正常有序的進行，促使其實現廣泛全面的應用。

結束語

伴隨著現代化科學技術的快速發展，電子技術研究領域中對嵌入式技術的應用與嵌入式系統的發展開始加強全面重視。作為最具代表性的一大嵌入式系統，單片機作為技術條件支持，在很大程度上促進了電子技術功能性與專業性的進一步優化與升級。綜上所述，以上內容就是對在電子技術中單片機的應用優勢與開發實踐的論述。

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