传感器设计中应用单片机技术的分析

刘婷

摘要：现阶段，随着社会经济的不断发展，高精科技的发展越来越无法离开传感器的应用。人们通过运用传感器，可以清楚的对某设备的达标情况和高精度 特性进行有效的判断。但是我们传统的那些传感器存在着稳定度不高，可靠性较差，体积较大等问题，会影响其对于设备的测量，而单片机的出现，就有效 地解决了这些问题，单片机技术拥有灵活性、可控性、可拓展性等优点，弥补了传统传感器的缺陷。本文将介绍传感器的内容、单片技术的内容及其应用、单 片技术在传感器上的应用，让人们更加了解单片机技术在传感器上的应用的优势，从而使得传感器在高精技术中更好的发挥其作用，增强其运行能力。

关键词：传感器；单片机；应用

中图分类号：TP212；TP368.12 文献标识码：A 文章编号：1672-9129（2017）09-079-01

Abstract：Atthisstage，withthecontinuousdevelopmentofsocialeconomy，thedevelopmentofhigh-precisiontechnologycannotleavesensorapplicationmoreand more. People through the use of sensors， you can clearly the compliance of a device and high-precision characteristics of an effective judge. But our traditional sensors have some problems， such as low stability， poor reliability and large volume， which will affect the measurement of the equipment. The emergence of SCM solves these problems effectively.TheSCMtechnologyhastheflexibility，Controllability，scalability，etc.，tomakeupforthetraditionalsensordefects.Thisarticlewillintroducethesensorcon- tent， monolithic technology content and its application， monolithic technology in the sensor application， so that people have a better understanding of the advantages of single-chiptechnologyinthesensorapplication，makingthesensorinthehigh-precisiontechnologyisbetterPlayitsroleandenhanceitsoperationalcapacity.

Key words： sensor； microcontroller； application

在傳感器的设计方面，要想办法使得传感器的性能得以提高，使传感器满足标准化、小型化和高性能的要求，就得利用单片机技术，单片机技 术拥有着价格低廉，体积微小，运算性能大的优点，能很好地弥补传统传 感器的缺陷。

1 传感器的介绍

所谓传感器，是一种可以对物体的某种性质进行检测的设备，他是一种可以将被测物体的某些基本参数，依据确定的精确度，转化成为拥有相应关系的设备。其实传感器的原理是与人的感觉器官有很多相似之处，就 好比温控传感器与人的触觉类似，当物体的表面的温度发生变化时，温控传感器就能接受并进行回应；声敏传感器和人的听觉相似，借助声音的震动，判断和接收信息并进行传递；气敏传感器就类似于人的嗅觉，如果气 味发生改变，气敏传感器就能接收信号并做出反应等。

2 单片机技术及其应用

所谓单片机是一种对电路芯片进行集成处理，然后通过规模十分庞大的电路集成技术，在一个硅片上将可以进行信息处理的 I/O 口、储存器、

CPU、SAM 等功能板块集合在一起，然后一起组成小型微机控制系统。以单片机的优点来说，其不仅具有半导体硅片的光、热、磁等物理特性，它的集成度高还比较高，这样就可以大大减小传感器的体积，而且，单片机还 具有相当高的可靠性，其可以连续工作一百多个小时，除了这些之外，单 片机还具有通过中央控制系统对自身进行处理的能力，有了这些优点可以让传感器变得更加运算速度更快，精确性更高。迄今为止，单片机技术凭借着上述那些优势，已经使其自身应用范围得到了非常大的改善，大到航空航天的探究、电子计算机系统的研究、小到我们生活中使用的智能电器等都很好的应用着单片机技术。

3 单片机技术对传感器的作用

3.1 单片机技术对于提高传感器抗干扰能力的作用。如果传感器在一 些恶劣的环境下运行，其往往会遭受温度、湿度或者是电磁波给他带来的 影响，所以传感器要具备一定的抗干扰能力，才能在恶劣的环境下运行起来，从而给人们带来准确的数据。而这些干扰有些是确定性的干扰，有些是随机性的干扰，但都能通过单片机进行解决。

（1）确定性干扰。在传感器的实际工作中，往往会碰到一些由于传感器 自身结构所带来的确定性的干扰，这些干扰我们可以利用单片机技术来解 决。比如在电涡流位移传感器的应用中，如果被测物体的均匀性或者磁导性 存在误差，会导致磁感器测量不准确。尤其是在传感器中轴的位置，是需要 非常精确的测量的，但是轴表面的材质及其不均匀，很难精确测量，虽然轴 转动过程中位置是不发生变化的，但是因为传感器上有电压的存在，测量结 果仍然存在很大的误差。我们可以通过单片机技术，对传感器输出的特性曲 线进行修正，从而解决中轴轴表面材质不均匀所带来的确定性干扰。

（2）随机性干扰。如果碰到了恶劣的环境，那么就会出现很多随机性干扰，需要我们在工作中，尽量人为地减少这些干扰，也可以利用单片机技术，

消除一些随机干扰。如：软件的“看门狗”（WATCHDOG），WATCHDOG是一种定时监视器，当有电磁波对传感器进行干扰的时候，系统会发生死机、弹飞 等情况，这时候 WATCH DOG 就可以帮助系统进行修复，使系统恢復正常。

3.2 单片机对于提高传感器稳定性的作用。众所周知，传统的没有应用单片机技术的传感器稳定性差，得到的数据精确度低。所谓传感器稳定 性，是指其作为传感器在长期的工作环境下持续输出量所发生的变化。目 前，传感器的稳定性已经受到了人们的广泛关注，为了提高传感器的稳定性，我们以智能压力传感器为例子，智能压力传感器选择了利用单片机技术来解决传感器在长期工作环境下所产生的非线性误差问题，从而增加传感器稳定性。我们将传感器接受到的外界压力定义为X，将输出的信号定义为Y，在对压力传感器进行相应的处理后，输出可以被单片机接受的信号Y，然后用单片机将Y进行处理，得修正过的标准输出Yc。一般我们在标定传感器的情况下，是要校正温度和压力，通过未修正的 Y 与温度系数Θ，计算出被测的X，再乘以比例系数，得标准方程：Yc=Kx。

3.3 单片机技术对于提高传感器发展的作用。随着单片机技术的不断发展，单片机成本逐渐减小，对传感器的发展起到了积极的作用。目前我国也开展了利用单片机技术所进行的传感器标准化工作，其功能要求如下：第一，要能够对传感器的信号进行放大；第二，要拥有温度补偿技术； 第三，要拥有线性校正技术；第四，要可以进行信息储存；第五，要能够处理简单的信号。

综上所述，利用单片机的应用，可以对设备是否达标的情况和高精度的特性进行有效判断，解决了之前传统传感器因为其自身的可靠性较差、稳定性不高、较大的体积等缺点，对于设备的测量产生影响。本文对于传感器技术以及单片机技术的应用等做了详细的介绍和分析；对于什么是传感器，什么是单片机技术做了详细阐述，对单片机在传感器的稳定性、抗干扰性以及发展性等方面有什么优点做了一定的阐述。我们可以看出，单片机对于传感器的作用是非常之大的，在今后的研究中，要深入探索单片机技术对于传感器的应用。

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