浅析单片机原理及其系统维修

廖兵 李波涛 冯玮

摘要：单片机应用广泛，功能强大，且计算性能稳定，但在工作过程中依旧存在漏洞和问题，易产生故障，因此，有效的维修工作对于单片机正常运转必不可少。本文在探讨了单片机的工作原理之后，对单片机容易出现的问题进行了总结，提出了单片机维修的相关建议和注意事项，以保证单片机的正常运转和工作。

关键词：单片机；原理；系统维修

早期计算机的出现初步实现了人们对于机器代替人工的设想，但是随着生产生活工作的复杂化和多样化，体积更小，计算性能更加稳定的单片微型计算机出现，也就是本文中的单片机，单片机在经过几十年的发展和革新中，实现了不断的增强，现已被广泛应用与人们的日常生活和生产过程中。

1单片机原理和应用

随着科技的进步和新型科研工程的发展和出现，人们对计算机的性能需求不断提高，计算机的存储空间和计算速度直接影响科研项目的进度和实现，因此在各方的要求和推动下，单片机应运而生。简单分类，单片机属于一种集成的电路芯片，能够将一台计算机浓缩到一个芯片上，形成一个微型的计算机系统。单片机主要通过现今的超大规模的集成电路的研发技术，把中央处理器、存储设备、不同的中断系统以及转换器和定时装置等具有各自独特功能的系统和装置进行集中浓缩，放到一片硅片上，從而实现了体积和外观的缩小化处理，在丝毫不影响功能性和计算能力的前提下，节约了空间，拓宽了应用的范围。

2单片机系统维修及注意事项

单片机的本质其实就是一种单片型的微型计算机，是将大型的计算机内部装置进行浓缩，集中到一片硅片上的产物，功能和工作原理都属于对传统计算机的保留和发展，能够进行软件编程和数据传输、接口的扩展等工作。因此在使用和运转过程中存在问题，可能会由于各种原因产生故障。故障产生的原因可以分为内部因素和外部因素两方面。

2.1内部故障。其内部故障可能是由于电路的老化、按键的失灵、显示器的损坏等。由于单片机本质上就是一种微型的计算机，因此在进行检修时，可以参考计算机故障维修和检测的方式方法，但是在针对内部故障进行维修时，由于受到单片机整体体积较小的影响和限制，所以故障的维修过程不能够对计算机的维修要求生搬硬套，要实事求是，根据具体的故障原因和损坏部分进行排查寻找，要求维修过程尽量精细化与准确化，防止出现维修过程中将正常工作部分进行损坏的状况发生。

最常用和常见的对于单片机的维修方法有：观察和闻嗅的方法、排除法、分段检测法、最小误差的方法、对比替换法以及实际敲打的方法等多种。这些基本方法能够帮助操作检修人员在第一时间快速高效的找到单片机的故障原因和故障单元。其中观察和闻嗅的方法是单片机系统发生故障时第一要做的检测动作，首先要观察单片机是否有可观察到的燃烧或者断裂的损坏，其次闻一闻有没有由于短路或其余故障造成的烧焦的味道来判断单片机是否有工作异常，这一举动不仅仅是检测时应用，在平时对单片机的使用过程中，也应要求操作人员时时的把控单片机的运作状态，一旦发现异常，立刻停止使用，防止造成更大的损失。对于排除法和分段检测法，都能帮助检修人员比较快的找到故障的部位，可以把单片机中的各个单元和部分进行分割，分别进行检测，运用电阻或电压的检测方式来寻找短路和断路位置，从而精准定位。也可以将疑似故障的单元单独分离，观察单片机的运作状态，如果发现分理出部分之后，单片机可以恢复正常运作，那么故障单元就成功找到。对比替换的方法和排除分离的方法类似，将每个单元逐一进行替换，替换到某部分发现成功形成通路，那么就找到了故障的单元。最后的实际敲打的方式，即检修人员通过对单片机进行敲打和变形，来观察是否有通路形成，因为单片机有时的停机故障，其实是由于内部的线路或者部件连接出现了松动和断裂，通过人为的震动和敲打，能够暂时恢复连接，帮助人们找到故障原因。

2.2外部故障。外部故障是指从单片机的外观上直接可视的故障。一般由于人工的操作不当造成了单片机的外观损伤和开裂，从而发生故障，因此对于外部故障的检修，首先要确保单片机的电源是否成功接通，是否通电，在确定单片机成功通电之后，需要维修人员对单片机整体的各个部分和装置分别进行测试，验证故障的部分到底是某一个装置还是连接线路的问题。由于单片机的外部故障多数都是由于人为操作不当或者对于单片机的使用条件不了解不熟悉造成的，因此，除了对单片机进行及时的故障检修之外，对单片机使用人员的专业能力和素养的培训也是非常重要的。在使用单片机之前，应该对在岗的相关技术人员进行课程培训和练习，让相关人员充分了解单片机的运作条件以及熟练操作，并且提高操作人员的安全意识，积极防范单片机故障所带来的危险情况。

3结语

单片机作为一种微型的计算机和控制器，经过几十年来人们不断地钻研和革新，形成了如今人们生活中不可缺少的一部分。它在实现生活现代化、智能化、自动化方面功不可没，渗透到了各个方面中，为人类的发展和社会进步做出了巨大贡献。