对单片机在电子领域当中的应用

盛华

摘要

随着计算机、信息技术的高速发展，计算机系统应用于电子技术之中，为其生产提供了技术支持。而单片机作为嵌入式系统的重要代表，从八十年代4位、8位的单片机，发展到今天的300M高速单片机，单片机在电子技术发展过程中发挥出了重要的作用。本文在对单片机做简要论述之后，从电子领域探讨了单片机的应用，并总结提出单片机的未来发展。

【关键词】单片机 电子领域 应用 未来发展

1单片机原理及构成

1.1单片机基本原理

单片机属集成电路芯片，是将具有数据处理功能的中央处理器CPU、L/O接口、随机存储器RAM、制度存储器ROM、中断系统和定时器等功能，有些还包括脉冲调制电路、A/D转换器等集成到一块硅片上的超大规模集成电路技术，本质而言就是一个体积小但功能完善的微型计算机系统。首先将要完成的任务转为指令，单片机每个构建完成对应基本任务，整个系统统称为指令系统。针对最终任务而言，单片机的单个部分不能独立完成，需要分配给各个部件联合完成，即称为程序。单片机种类不同，完成任务的指令也不同，需要现将程序放于存储器中，执行命令时会按照地址顺序给程序计数器，然后开始执行指令，最终完成任务。

1.2单片机的构成

（1）存储器，即存放指令的场所，可以分为存储单元内容和存储单元地址。

（2）运算器，这是单片机中最忙碌的部分，其核心部件是ALU。

（3）控制器，也就是整个单片机的大脑，具有强大的协调能力和控制能力，各环节的工作均有控制器操作。

2单片机在电子领域中的应用

2.1家用电器方面

经济社会的快速发展，促使人们更加注重对生活品质的追求，随着人们对家用电器需求的不断提升，迫使商家对产品不断升级改造，而对单片机的使用恰恰满足了这种需求，也实现了对功能的创新和优化。通过添加使用单片机，可以实现对整个将采用电器的智能化控制，提高了產品性能，提升了家用电器的更新换代，还提升了企业的竞争力。比如在微波炉上采用单片机技术，可以实现对食物的自动加热和控温，洗衣机则可以根据衣服的不同材质、污浊程度进行手法、洗衣液计量、揉搓时间的选择，空调可以根据室内温度和人体舒适温度进行调解转换，自动清扫机可以准确定位进行清扫。

2.2手机通讯方面

现代单片机普遍具有通信接口，可以与计算机便捷的进行数据通信，在计算机网络和通信设备之间搭建了良好的通讯物质条件。如今的通信设备基本都实现了对单片机的使用和控制。手机作为现代社会必不可少的通讯工具，每天都要固定时间进行充电，以保证手机的正常使用，但是很多手机充电器多采用大电流快速充电法，如果电池充满后不及时断电，电池就会发热，过度充电还会损害电池的寿命。比如一些成本较低的充电器采用电压比较法，为防止过冲在冲到一定程度后就会停止大电流快充，而转为小电流的涓流补充充电，这样可以对电池起到一定的维护作用，但若维护不当还是会造成电池记忆效应的折损，也就是电池活性衰退的现象。设计比较科学的充电器往往采用专用充电控制芯片配合单片机控制使用，再配以检测装置时刻检测电池充电的饱和度和发电压的变化信号，精确结束充电工作。通过单片机对芯片的控制，实现了手机充电过程的智能化，延长了电池的使用寿命。

2.3电子仪器仪表方面

单片机体积小、功耗低、功能强，具有可扩展、可微化和使用便捷的优势，被广泛应用于智能仪器仪表中，结合不同的需求，使用不同功能的传感器，可以实现对电压、频率、湿度、硬度、压力等物理量的测量。采用单片机将仪器仪表数字化、智能化，而且功能较之更为强大，可以实现对结构精密设备的测量和使用，效果更为显著。

比如现代医疗条件和技术的不断升级，医疗设备的电子化普及率越来越高。而传统条件下医院的住院软件、消毒器材、检测器材等方面都表现出了诸多问题，直接影响对疾病的诊治，影响着病人的身体健康。而单片机技术的使用，可以实现对多种疾病的集中分析。比如超声波检测、呼叫系统、分析仪器等仪器的优化，均提高设备检测的准确性和可靠性，提高了诊断和出药的准确性，还保证了对病人的负责，使得医疗结构更加合理、智能和自动。

3单片机发展趋势

（1）单片机会朝着CMOS快速领域发展，CMOS芯片除低功耗、高密度、低速度外，还具有功耗可控性功能，使单片机可以实现功耗方面的精细化管理;

（2）随着国际间技术交流的臼益频繁，加上强大的市场内需与资提供，针对单片机灵活性高，可塑性强，与终端产品易结合等特点，未来单片机市场会快速推出新产品，深入挖掘新领域，寻找新的市场机会，进一步提升整体单片机的市场竞争力;

（3）使用单片机的产品抗干扰能力和安全性系数，也将是未来单片机系统性能提升的重要标准因素;

（4）未来单片机发展会进行IC定制，复杂的SoC设计使得完全不同的模拟和数字界限越来越模糊，而且目前这种转型还比较困难，因为每个领域使用的工作模式、工作工具、思考问题的出发点都不一样，从以前集成的芯片功能集中到单个的芯片中，这样数字结合模拟芯片集成化将成为未来的发展方向，会更好的启用到单片机复杂的设计之中。

4结语

科技的不断发展，单片机的优势和对应价值将进一步凸显。国内单片机将进一步开拓市场，研发出更加符合国情发展和资源需求的产业链，单片机的性能将继续朝着耗能低、噪音低、价格低的“三低”方向发展，同时朝品质高、性能高的“两高”方向优化。通过单片机在电子领域的发展可以看出未来单片机市场的发展势头势不可挡。

参考文献

[1]蒋建方.智能化电子产品中单片机技术的应用[J].现代信息科技，2018.

[2]倪洋勋.浅谈单片机在电子技术中的应用[J].电子制作，2017.