單片機在智能儀器儀表中的應用

文/沈舒雨

單片機應用在智能儀器儀表中，既具有I/O功能強大和控制功能強特點，又具有高速數據計算能力，在智能儀器儀表中應用單片機，能夠將微處理器角色充分地體現出來，致使儀器儀表計算機系統中應用單片機更加完善，有效處理數字濾波數字，能夠使系統運行更加安全可靠。

1 智能儀器儀表

1.1 常見智能化儀器儀表

1.1.1 智能萬用表

智能萬用表具有很高的測量精確度，能夠使各種誤差有效地降低。主要采用雙斜率積分的方式進行芯片工作，具有很強的抗干擾能力。

1.1.2 智能毫伏表

相對于傳統毫伏表，智能毫伏表將單片機添加了，能夠測試更高頻率正弦交流電壓，既可以自動歸零和自動診斷故障以及自動報警，又可以自動單位換算和量程自動切換等，并且具有質量輕便和體積小的特點，非常實用。在智能毫伏表中，有效應用單片機，不但使RAM與CPU的庫充得以實現，而且，I/O口也更加先進。

1.2 智能儀器儀表功能

智能就是智能儀器儀表的重點，運用強大輸出方式能夠將靈活特點充分地體現出來。智能儀器儀表可以接打印記錄儀等各種設備，從而使多元化輸出形式有效地實現。智能儀器儀表具備測量的功能，既能夠將高效運行的測量和控制以及處理有效地實現，又能夠智能化處理數據和實現存儲信息。智能儀器儀表還能夠處理復雜的信號，完善儀器儀表功能。致使自動診斷和檢測故障有效地實現，從而使測量誤差得以降低，精度提升。同時，能夠定時測定信號，從而使精確檢測多個參數得以實現。

2 智能儀器儀表中應用單片機的特點

2.1 強大的I/O功能

智能儀器儀表既具有多種功能的部件，又具有復雜的內部結構，單片機微機接口芯片能夠使各功能部件穩定且有序地運行，互相之間進行協調運轉。MCSA-51I/O線等相關部件，最少也能夠達到16位，針對于硬件結構而言，能夠更加簡化智能儀器儀表，從而使智能儀器儀表成本很大程度地降低了。

2.2 很強的控制功能

在計算機系統中，單片機屬于重要組成部分之一，單片機有效應用在智能儀器儀表中，具有很強的控制能力，能夠準確地監督控制智能儀器儀表的各個參數。微機對于測量責任能夠有效地承擔，致使大量常規儀器和開關中的數字電路節省了，一般采用二進制方式對其狀態位進行控制，二進制狀態位既具有啟動控制位，又具有完成測量檢測位等。MCS-51是許多單片機中的一種類型，指令輸入輸出處理功能和處理布爾功能都具備，已經廣泛應用于智能儀器儀表的控制上。

2.3 高速度的計算數據能力

在智能儀器儀表中，有效應用單片機，具有高速度計算數據的能力，智能儀器儀表在正常情況下，一個周期內，完成計算測量和相關操作，需要0.1～0.6s的時間。有一部分要求計算比較復雜，必須要有很高難度的函數計算能力，因此，要求單片機運算速度的功能比較高。例如，MCS-51，10～15MHz時鐘內以，可以處理乘法和除法的指令，將高速度計算數據有效地完成。

3 智能儀器儀表中應用單片機

3.1 數字濾波

有效運用數字設備計算對信號進行處理，濾除和篩選某個頻段信號，新信號就能夠獲取，即數字濾波。數字濾波能夠將智能儀器儀表抗干擾能力有效地提高，結合新信號，智能儀器儀表就能夠將高效利用實現。智能儀器儀表工作的環境很差，各種干擾問題也比較多，致使智能儀器儀表工作效率受到了嚴重地影響。運用單片機，能夠將數字濾波有效地實現，惡劣信號得以控制，從而濾除信號。

3.2 微處理器的功能

單片機具有強大的功能，將復雜計算機系統融入其中。單片機有效應用在智能儀器儀表中，既能夠測量功能，又能夠將控制和處理復雜數據有效地實現。在智能儀器儀表中，單片機就是一個微型處理器。單片機能夠集中很多部件的功能，致使各種部件復雜性和單一性避免了。單片機具有計算機系統屬性，處理數據的過程中就能夠得心應手。單片機雖然體積比較小，但是，能夠將智能儀器儀表功能進行延展，檢測故障和自動檢查的過程中，測量工作也可以繼續進行。在集成電路技術發展的基礎之上而得到的單片機技術，單片機具有很高的性價比，已經廣泛應用于很多領域。

4 調試和設計智能儀器儀表中應用單片機

4.1 整體設計智能儀器儀表

智能儀器儀表的功能如果想更加強大，必須要整體設計智能儀器儀表。整體設計才能夠將合適的部件選擇，設計重點明確，并且能夠測試和診斷故障。同時，無論實現功能，還是設計目的，都必須要明確。

4.2 協調軟件和硬件

設計智能儀器儀表的過程中，必須要合理科學地分解設計對象，運用各種設計智能儀器儀表方法，根據任務方式進行設計。如此這樣，能夠使設計智能儀器儀表的成本很大程度地降低，并且設計效率也會提升，以免不斷地進行修改。整體設計智能儀器儀表非常適用該種方式，目的就是使各部分功能都能夠有效地實現。

4.3 可維修性和自動診斷功能

調試智能儀器儀表和應用單片機設計的過程中，自動診斷功能必須要實現。有效運用自動診斷，能夠將故障位置迅速尋找到，對原因進行分析，從而將合理維修方案提供。

5 總結

綜上所述，無論是單片機的應用，還是發展，都需要計算機等相關技術的大力支持。單片機既體積小和質量輕，又結構簡單，在智能儀器儀表中已經廣泛應用，有效應用單片機，既能夠使智能儀器儀表應用效果有效地提升，又能夠很大程度地提升工業生產的效益。