浅论单片机的应用与发展

刘辉 罗浩

摘要：单片机在目前的市场中被广泛的应用到各大领域，几乎到处都能看到单片机的身影。如各种控制器的仪表，一些精密测量仪器也会应用到单片机，在生活中，比较普遍的有汽车上的发动机控制器，摄像机，以及智能洗衣机等控制器等等，从中都能找到单片机的影子。随着单片机的广泛应用，工业、农业、国防、教育等领域也开始大范围的应用单片机。本文主要是对几个单片机的具体应用进行介绍，并对单片机的发展趋势进行简单的分析。

关键词：单片机  单片机应用  发展趋势

单片机指的是在一块芯片上，将中央处理单元（CPU）、储存器（RAM/ROM）以及定时器/计数器和输入/输出（I/O）接口等元件集成的微型计算机系统。虽然单片机看起来只是一块小小的芯片，但它将计算机的基本组成部分即运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备这五个设备全部集成到了一块芯片中，“麻雀雖小，五脏俱全”，且正是因为它尺寸赋予了它与普通计算机不同的生命。

1 单片机的主要应用范围

1.1 单片机在传感器发展方面的应用。就目前而言，发展已经十分成熟的传感器有着众多品种和规格。但各个传感器其各自的输入输出信号均不相同，相对应的其原理和电路也有着较大的差别，这也使得标准化工作在传感器领域难以实施。同时也给传感器用户带来了很多的麻烦，且也不利于传感器和测试仪器今后的发展，其空间也因为没有实现标准化而受到了很大的限制。但随着单片机的发展，其成本不断下降，运算能力不断的提高，体积也在不断的缩小，这也给传感器和测试仪器带来了积极的影响。目前，我国已经开始了对传感器的标准化工作，这是目前传感器发展研究的重要工作。

标准化电路的传感器应当具备有如下六种特点：一是放大传感器的信号，并进行统一符合标准的输出;二是传感器应具备温度补偿技术;三是传感器应具备线性校正技术;四是传感器应具备存储信号的功能;五是传感器应能够对信号进行简单的处理功能;六是各种传感器要能够共同连接在高一级的控制单元上，并能够很好的兼容和互换性。

随着传感器的标准化进程不断推进，这也会促使智能仪表的规范化进程，并大大提高智能仪表测试数据的准确性和降低其成本。

1.2 单片机在贮液容器温控系统中的应用。贮液容器温控系统顾名思义是控制贮液容器温度的一套系统，单片机将贮液容器的温度作为被控参数，将蒸汽的流量作为控制参数，并将冷物料的初始温度值作为前馈控制，并将前馈控制和两个参数形成前馈-反馈控制系统。通过前馈控制后测量被控参数，并控制参数进行反馈控制，这样变能够控制好贮液容器的温度，从而达到满足工艺控制贮液容器温度的要求。

1.3 单片机在设备自动化改造中的应用。在对设备自动化改造完成后，能够大大提高斗身板冲制的效率，并降低工人的劳动强度，大大节约了企业的人力物力，且设备操作的安全性也得到了很大的提升。

2 单片机的发展趋势

2.1 制作工艺CMOS化。随着科技的不断发展，单片机对于功耗的要求也会变得越来越低，而CMOS电路完全符合单片机的需要，它噪声容限高，静态功耗也极低，允许的工作电压范围也十分宽，对于电源电路的设计十分方便，同时它的逻辑摆幅较大，对于电路的干扰，其抵抗能力特别强，目前，CMOS电路已经成为了最主要的单片机半导体工艺。CMOS化会一直主导单片机的发展直到更完美的工艺出现。

2.2 低功耗化。就目前而言，市面上8位的单片机产品已经全面完成CMOS化，这样的单片机能够充分的发挥功耗小的优点，其工作方式主要有如下几种，分别为等待状态、睡眠状态、关闭状态等等，通过这些工作状态能够充分的看出单片机已经充分的发挥了低功耗的这一优势。处于低压工作状态的单片机，它的电流消耗级别仅处在μA或nA级别，这也大大促进了便携式、手持式等通过电池供电的仪器。

2.3 大容量化。过去，单片机的片内程序存储器的容量只有1K到8K，数据存储器仅处在256字节以下。随着时代的不断发展，小容量的单片机已经无法满足现代设备的需要，无法做一些复杂的应用，这也使得单片机不得不采用外接的方式进行扩充容量。随着科技的不断发展，现代新型单片机的片内程序存储器已经达到了64K，数据存储器达到了8K，这也体现了单片机在近年的发展是十分迅速的。可以预见不远的将来，单片机的存储容量也会随着科技的发展，工艺技术的进步而不断扩大。

2.4 微型单片化。目前，市面上的单片机的另一个发展趋势是如何在一块芯片上尽可能的集成更多的功能，这也体现在单片机的设计已经将单片机的兼容性放在第一位上，单片机正朝着兼容性更好的方向发展。

3 结论

单片机的出现大大改变了我们的生活，它在我们的日常生活中无处不在，大到航天飞机的控制装置，小到电子手表的控制芯片，从计算机网络的数据传输，到自动化设备的实时控制和数据处理，这些都离不开单片机的处理，这也体现了单片机在我们生活中的重要性。现在的单片机正处于飞速发展的阶段，各种功能，各种优势，均在科技飞速发展的过程中得到了淋漓尽致的体现，而将来，单片机的功能和优势将会更多，其应用领域更加广泛。

参考文献：

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[2]张丽.单片机的发展与应用[J].科技咨询导报，2007（27）.

[3]毕维峰.单片机技术应用及其发展方向[J].吉林商业高等专科学校学报，2006（04）.