单片机在电子技术中的应用和开发技术分析

江苏自动化研究所 崔周培 胡剑峰 张 琦

单片机在电子技术中的应用和开发技术分析

江苏自动化研究所 崔周培 胡剑峰 张 琦

国内信息科技行业迅速发展，使得不同行业都在一定程度上受到现代科技的冲击。不管是工业还是其他行业，科技进步帮助员工转变了原有的生产方式，为企业带来更多更优质的产品。但科技也是一把双刃剑，在促进产业发展的同时也给它们带来了不小的挑战。单片机的出现为工业发展打下基础，也正是工业手动化向自动化发展的产物，了解单片机对电子技术的应用和开发非常关键。

单片机；电子技术；应用开发；研究分析

引言

为了适应快速增长的生产需要，单片机应运而生，由此产生了单片机技术，而这项技术的提出也为生产行业带来了更多契机，要想知道单片机如何帮助其运作，就需要先了解它的组织构造和基本原理。

1 单片机的基本构造

用最简单的话来说，单片机就是一种集成型的电路结构，了解这种电路结构能够帮助技术人员研究出更多的自动化器械。并且它的基本原理也比较简单，单片机是一种可以编程的电路组织，也就是说，改变电路原有的结构，可以把单片机变成每个组成部件分工协作的状态。但是仅仅依靠一个结构的改变是没有办法完成单片机工作的，这就说明，设计者应该根据单个指令对组织结构进行划分，对每个部件进行合理分配，从而保证单片机的有效运作。总的来说，单片机可以分为三个重要组成部分。

第一部分是控制器，控制器是单片机运作的核心，是操作的中心环节，相当于人体内的大脑，在总体上起着控制的作用。另外，控制器部分是根据单片机中的不同结构来设计的，所以它能够调整单片机工作的状态，帮助各部分运行协调到合理的状态。

第二部分是储存器，储存器实际上就是一个记忆感应器，单片机想要获得更多的指令，就需要利用到储存器，储存器保存了各部分的不同地址划分，为单片机中不同结构部分的运转提供了保证。

第三部分运算器，如果说，控制器是单片机的大脑，那么运算器就是单片机的心脏。运算是电子技术的核心，只有通过运算才能实现最基本的操作，而运算器也正是单片机结构中最忙碌的部分。

2 单片机在电子技术中的运用

单片机为电子技术行业的发展打下了坚实基础，但这并不意味着，单片机就是电子技术的核心，单片机和电子技术的发展都是经历了漫长的科研过程的，而在电子技术中，单片机的运用主要体现在两个方面。

2.1 在通讯行业的运用

说到电子科技，很多人第一反应就是通讯科技。是的，要说电子科技发展的最迅猛的行业，通讯行业是其中之一。就现阶段而言，通讯科技已经取得了较大突破，其表现方式多样，并且各大电子通讯行业之间竞争激烈。这和居民生产生活条件的提高有着密不可分的联系，由于社会经济条件的改善，电话和手机产品层出不穷，相关的企业也是像雨后春笋一般蜂拥发展。

和之前有所不同，电话除了可以聊天之外还增添了许多别的功能，举个例子，现在大多数的电话都有一个录音功能，其工作原理是，单片机在电话工作的过程中采集相关的语音信息并汇总，同时向电话发送总的控制信号，帮助录音；如果在这个时候，信号突然中断，那么有关技术人员就会很难控制它，这个时候，单片机要是能够获得更多电压就能够快速对其进行控制。

单片机对手机的运用也同样如此，手机中蕴含的多种语音功能也是单片机的作用，电子技术能够对手机中的语音信息进行区分汇总，并自动进行识别和输入，这和单片机的使用脱不了关系，另外，单片机也变成了音频的接入点，它会自动识别语音并自主输入。

2.2 对电脑病毒的作用

大部分上班族经常会遇到这样一种问题，在正常使用网络的时候，电脑会突然遭受病毒的袭击。为什么电脑容易受到木马病毒的侵害，其实是因为电脑有一个外部接入设备，这个设备是木马病毒传播的主要途径之一，很多时候一不留心，在使用外来设备连接电脑时，就会感染病毒。而电脑病毒传染的途径主要有USB接口和开关等重要接口。要是不想电脑遭受病毒的侵害，就可以使用单片机来实现数据的传输，从根本上减少电脑使用的危险性。

2.3 对家用电器的影响

事实上，单片机的发展经过了漫长的时间变化，它的第一次使用也并不是电脑或是手机这样的设备，而是更古老的电器；单片机的运用也并不局限于新兴科技，在日常生活中也随处可见它的身影。比如说，如果熟悉出租车的人就知道，出租车的计价器就是使用单片机的，包括路程感应和传输设备，都离开不了单片机的影响。单片机中的感应设备可以让系统自动记录路程的远近，并快速计算出所发生的价格，工作原理就是单片机使用搜集数据的方式来对信息中枢做出反馈并传达出来。不仅仅是计价器，像生活中常用到的空调，都是以信息搜集处理的方式来进行工作的。这就在一定程度上表明，单片机是和我们的日常生活息息相关的，了解单片机的主要作用，能够为单片机的充分应用打下基础。

2.4 在医疗领域的作用

不光是电子商品，单片机在医疗领域的应用也是相当广泛的，因为现代医疗科技的进步需要更多科学技术的支持，这就使得单片机技术在医疗领域也能得到运用。例如：病人在康复之后需要做健康检查，这个时候，单片机技术帮助医疗设备获取到更多数据，这些数据也能够为医生提供更多的参考资料，进而给病患提供合适的疗养建议。单片机技术的进步也为医疗仪器检测出更精确的结果打下基础，使得医疗设备变得更加精确智能。最常见的单片机医用仪器主要有：健康检测仪器、超声波检测系统和X光检测仪等。这些设备的自动化和精确化也为医疗行业做出了不小的贡献。

2.5 在其他领域的作用

除了医疗领域之外，化工行业也少不了单片机的投入使用，因为大部分化学工厂都存在着安全问题，生产环境比较恶劣，而要是能够大量使用单片机设备，那么不仅可以让机器运作得更加迅速，还能最大程度的减少工人工作时的危险系数，实现更安全的工作。

3 单片机的开发技术分析

虽然说单片机技术的使用为不少工业领域提供了更多的发展机遇，但是它还存在一些不足，还有更大的发展空间，所以对单片机的开发技术的研究探索仍不能停止。

3.1 CPU数据的进一步更新

CPU内核是单片机技术的关键，因为CPU所包含的数据直接影响到了单片机位数的宽度。而之后的单片机制造中，也会增加对CPU的投入程度，使单片机的内存容量得到最大程度的扩充。传统的CPU核心使用寿命较短，通常情况下可以支持十到二十年的设备使用，难以支撑更长时间的使用，所以在单片机使用过程中，容易出现由于使用寿命短而废弃较多的情况发生。如今，半导体技术的革新为单片机使用寿命的提升带来了福音，而MUP的更新速度也要比之前快很多，因此，在面对越来越快的科技发展和竞争愈发激烈的市场，单片机CPU内核的革新为其发展提供了更好的机会。而和过去有所不同，MUP技术的变革也带来了更加广阔的市场，单片机在日常生活中的使用也更加广泛了。

3.2 实现耗能低速度更快

MUP技术的发展为单片机的使用带来了更快的运转速度，而速度变快是根据时间内的振幅快慢和运动频率所决定的。单片机的运动速度变快就证明它所需要的耗能就越大，而耗能大不仅减少单片机的使用寿命，还导致机器在运转过程中出现了噪音较大的问题，给生产者带来了噪音污染，所以过快的运行速度并不合理，因此，在过去有关的专业研发人员没有将单片机的运转速度提高到最快。目前，研发人员通过改变单片机内部顺序，在不改变单片机整体振动频率的情况下实现了单片机运行速度的提高，满足更多的需求，而且也将耗能量降到最低。

3.3 系统减噪处理技术

单片机之所以得到众多行业的青睐，就是因为它有着可靠性较高的特点，相比起其他技术，单片机技术运转速度均衡，使用寿命较长，这些优点也使得单片机逐渐从工业中解脱出来，在市场中变得越来越受欢迎。而更多生产厂家为了发挥这些有利条件，使用了EFT这项高新技术，增添了单片机在使用过程中的稳定性，这样一来，就算单片机在使用过程中受到磁波干扰，也能快速调整实现正常运作，进而让使用者在投入利用的过程中体会到单片机的优势，从而形成源源不断的单片机发展市场。

不管是什么样的机器，在使用过程中都存在着噪音的问题，单片机也不例外，虽然研发者在设计过程中以牺牲单片机运转速度来降低工作过程中所产生的噪音，但是噪音污染仍旧是单片机占领市场的重大阻碍。面对这种情况，研发人员反复研究后得知，单片机噪音的主要来源是在集成电路上，电源噪音撞击到电子芯片所发出的，知道了噪音来源之后，研发者改变了原本电源所在的位置，或者在电源和芯片的接口处安放隔绝物，进而从根本上降低了整个系统的噪音，让使用者的使用感受变得更好。

4.结束语

现代电子科技将全人类引领到了全新的世界，改变了日常生活方式。自从计算机面世以来，单片机这种嵌入式的计算机系统便应运而生，并在生活中扮演着举足轻重的角色。所以说，研究单片机在电子技术中的应用是计算机科技研究的重要领域之一。

[1]吴岩．单片机在电子技术中的应用和开发技术研究[J]．科技论坛,2011,3．