基于電子技術的嵌入式單片機應用分析

張應華

（焦作師范高等專科學校，河南 焦作 454150）

0 引言

嵌入式單片機系統，其有著體積小、耗能少、可靠性高等特點，在電子技術領域，不斷地提高研發新的技術產品，嵌入式單片機的研究運用與電子技術的發展往往聯系在一起，成為技術者和學者研究的熱門，可見嵌入式單片機技術在電子技術中的運用價值。本文將就此展開探討，以期望能更好的實現電子技術的多元化，從而能使其在各行各業中發揮強力的推動作用。

1 單片機的概述

1.1 單片機的構成

雖然從整體上來看，單片機的體積很小，但是”麻雀雖小，五臟俱全”，它包含了中央處理器、存儲器、運算器、控制器等核心部件。它實質上就是一種嵌入式的系統，如果想要使單片機的功能發揮完全，那么就需要我們更加深入的了解單片機的組成構造[1]。

首先，對于單片機來說，其最為核心的部位就是中央處理器，幾乎所有的指令語句都是經過中央處理器之后進行分配和發布的。其次，存儲器的存儲功能和對地址的分配都是通過單片機中256個存儲單元來實現的。另外，所有的數據也都是通過存儲器來實現調用和存儲的。

第三，運算器使用二進制算法對所存儲的數據進行科學有效的管理。最后，單片機的另一個核心部件就是控制器，它控制了單片機系統的神經中樞，用于對發布的指令進行儲存。它包含了指令存儲器、地址存儲器、程序存儲器等等[2]。

1.2 單片機的原理

單片機是通過控制指令的方式來完成工作的。其所控制的這些指令是需要工作人員寫到它的存儲器中的，之后，再通過和存儲器的關聯單片機就能夠進行工作，存儲器就可以輸入信息參數。通過指令代碼，可以完成與其相對應的工作。另外，對于指令的長短來說，它會給單片機的工作效率帶來較大的影響。

1.3 單片機的主要特點

首先，單片機的最為主要的特點之一就是”芯片雖小，而五臟俱全"。單片機的內部設置的有程序存儲器、數據存儲器以及各種不同的接口電路。然而大型的處理器運算速度比較高，運算器位數較多，處理能力較強，但需要在外部配置接口電路。

其次，對于一般情況下，單片機的主頻大約都是在100MHZ以下的，因此它適合用于獨立工作的小型產品之中，引腳數量從幾個到百余個[3]。

最后，單片機還具有應用簡單、靈活，并且可以用匯編語言以及C語言來開發有關單片機的產品。

2 當今時代單片機的發展優勢有哪些

2.1 單片機的特點及優勢

單片機的體積比較小，它的結構相對來說比較簡單，但是它的功能相對完整， 內部芯片可以作為計算機系統，應用起來很快捷方便。除此之外，單片機有著較高的集成度，可靠性相對來說比較高，即使單片機處于長時間的工作也不會發生故障，產生的難題比較少。最后它在使用的時候低電壓、耗能少，是人們在日常生活中的首要選擇，為生產與研發方面提供了方便。單片機對數據的處理和運算能力相對來說比較強，可以在各種環境中使用，且有著較強的控制能力[4]。

2.2 單片機可使系統的可靠性與穩定性增加

單片機能夠增加使用系統的可靠性與穩定性。當系統的可靠性與穩定性受到一定程度影響的同時，也會使系統的分辨率以及其靈敏度受到極大的影響。但如果使用單片機，就可以有效的使系統的可靠性和穩定性得到很大的提高[5]。另外，我們還會在單片機上使用EFT抗干擾技術以保證電子技術的安全性和可靠性。使用了EFT抗干擾技術后，如果受到干擾，那么EFT就會釋放出刺激信號進行提醒，這一技術使系統的安全性和可靠性又得到了進一步的提高。

3 單片機在電子技術中的應用分析

由于科學技術的不斷發展，人們的生活質量水平得到了”飛”一般的發展，其中最為顯著的現象就是利用單片機中電子技術的工作原理來是我們的社會中的許多東西不斷的發展，不斷的使其更加智能化。例如，將其應用于醫療衛生領域，工業行業和家用電器等等。其中在我國家用電器的市場中，單片機中電子技術的應用是最為廣泛的。因為它使我國的家用電器不斷的進行更新換代，功能也變得越來越多，并且也變得越來越智能化。比如，全自動洗衣機，它是根據單片機中電子技術的工作原理來對不同的衣服進行分類，并且會自動選擇合適的洗滌等級，最后再根據衣服的臟污程度選擇合適的洗滌時間;另外，單片機中的電子技術還可以實現對微波爐、冰箱、冰柜、液晶電視等等的家用電器的控制功能。以下是對單片機中電子技術在不同領域的具體應用分析。

3.1 在醫療衛生領域中的應用

現如今，社會上各行各業的發展都相當迅速，人們的生活質量水平也隨之不斷提高。同時，人們對自身及其家人健康情況的在意程度也隨之增高。因此，醫療行業為了使人們的需求得到滿足，從而盡全力地去不斷地完善醫療水平。特別是在如今這個大數據和人工智能技術的支持下，我們可以將單片機作為醫療器械的中心，然后再發揮單片機所具有的優勢，進而使患者的身體數據和患者的身體狀況得到更全面的記錄。醫護人員可以通過這利用”一對一”的方式采集得到的比較精準的數據來診斷出患者的病情，之后，在通過查詢實際的病因來尋找到更加完善的治療方法與治療手段[6]。以上就是單片機在醫療衛生領域的應用，它的應用一方面使得我國的醫療水平得到了極大的提高，另一方面使得我國的醫療行業得到飛躍的發展。

3.2 在工業行業的應用

在工業上有許多高空作業或危險度很高的工作，這些工作十分危險嚴重的甚至威脅了人們的生命，但這些工作又不得不做。不過隨著自動化的發展 工業行業的自動化水平不停的提高。相當一部分工作都完成了自動化的改革，解放了人類勞動。將單片機應用與工業行業相互融合，提高效率。高效率的開發和利用單片機的優勢——數據采集和實時監控[7]。方便實現工業的自動化的生產和無人化的監管制度。

3.3 家用電器的應用

單片機具有消耗能量少、體積小等優勢，所以被用于家用電器的設計和使用中。將單片機與家用電器結合在一起可以實現電器的自動化智能化操作，解放人們的雙手。使用家中的無線網絡，與單片機連接就可以實現對家用電器的操作，實現對房間所有電器的使用，幫助人們完成一系列的衛生服務[8]。例如:當我們在公司或回家的路上的時候，我們就可以用手機或電腦操控家里的電器設備，用掃地機器人掃地、打開空調、熱水器加熱等。這時候有著單片機的家用電器就可以工作為我們服務，方便了我們解放了雙手。

3.4 在智能儀表中的應用

因為經濟發展的不斷提升，人民生活水平越來越高，對于生活品質的要求也隨之提升。所以我們對于自己需要的東西的準確性越來越高。所以智能化的展業也越來越迅速。單片機具有高度集成化的特點。非常重要的又高效率的提高了智能儀表的發展和更新。通過智能化的控制控制平臺，提高相應設備的發展和控制能力，強化智能設備的分析問題和和處理問題的效率及能力[9]。由于單片機的可靠性和集成度都比較高，在航空航天需要提高儀表盤的控制能力和精確度，從而提高智能化水平，降低事故的發生。

3.5 在電話中的應用

單片機是整個電話遙控系統的核心，系統所有電路都是在他的控制下進行工作的。以下是一個關于使用ATMWL公司生產的AT89C51單片機的例子，這個裝置最大的特點是它的片內含有Flash存儲器，并且和MCS-51兼容，有一個8位準雙向I/O端口;有兩個16位可編程的定時器/計數器，它們具有四種工作方式，AT89C51使用的是40腳的雙列直插封裝( DIP)方式，當作高性能的單片機，由于其受到引腳數目的限制，從而導致許多的引腳具有第二功能[10]。

4 結論

在現在這個科學技術高速發展的時代，電子技術也一直保持著持續不斷地發展態勢。而單片機作為嵌入式系統中的鼻祖，其具有體積小，功耗低，安全可靠等許多優良的特點，這些特點也使其在如今仍然具有相當廣泛的應用。此外，它在實用性，復雜性，和高效性等方面都達到了一個前所未有的高度。所以繼續更加深入的學習和了解它是我們義不容辭的責任。