电子电工中单片机技术的应用研究

摘要：在电子技术不断发展的进程中，电子电工中的单片机技术也在不断的进步。而单片机又称作为单片微控制器，即是在整个计算机的系统中集合到小芯片上，作用相当于一个微型计算机，而且单片机在电子电工技术中可以为生活生产带来较大的便利。所以单片机的应用十分广泛，在机电一体化控制系统、数据采集系统、智能仪表、医疗机械中都是必不可少的组成部分，因此本文分析电子电工单片机技术的主要特点，并研究其应用，有利于促进电子技术的创新和发展。

关键词：电子电工;单片机;应用

TP368.1  文献标识码：A    文章编号：1007-9416（2020）04-0000-00

0 引言

单片机技术从上世纪80年代的四位、八位逐步发展到现在的300M高速单片机。经过近四十年的发展有了非常大的进步，在各种机电一体化机械系统中都有所应用，发挥了不可替代的作用。而且在经历多次变革和技术优化的过程中，电子电工中对单片机技术的应用较为广泛，地位较为突出，能够促使电气设备更加安全可靠。

1 单片机技术概述

1.1单片机的概念

单片机从技术角度上来书其是将中央处理器以及读写内存、只读内存，通过输入输出电路等计算机系统的主要部件全部汇集到一个芯片上。通过芯片实现对电气设备或者智能仪表等进行控制，其具备了微型计算机的主要功能和组成结构，能够满足多个的控制领域内的应用需求。而单片机的结构根据其功能和组成可以分为两中基本形式，其中一种结构是将数据存储和程序存储共用一个存储空间。而另外一种则是将数据存储和程序存储进行分开的。由于单片机的主要功能是控制系统，要求其具有使用简便的特性，因此当前数据存储和程序存储分开的结构模式较为普遍。

1.2单片机技术在电子电工中的应用领域

单片机技术在电子电工中的应用，主要是凭借着其强大的控制功能以及简便可靠的操作方式，同时现阶段在市场中单片机的价格相对比较低廉，在各个领域中得以迅速扩展。比如在交通领域、智能控制领域以及电气设备控制、电子领域、办公自动化和通讯领域中都有非常普及的应用。单片机技术与普通的集成电路相比较，还具有抗干扰能力强、适应环境快等特点。

2 电子电工中单片机技术发展的主要特点

2.1单片机的使用寿命相对较长

单片机中含有的中央处理器、隨即储存器、只读储存器等在水桶原理的作用下，任何一个部位出现损坏都会造成单片机的损坏。所以在单片机正常使用的状态下，如不考虑环境因素，并且未超过烧写次数，则单片机一般的使用寿命在十几年以上。同时单片机对环境的适应能力较强，具有较长的使用寿命，在日常生活以及智能化控制中，单片机的应用都可以结合智能化控制进行工作。这也是近年来单片机发展的一大特点和进步^[1]。

2.2单片机的技术性能较高、运算速度较快

在电子电工中单片机的使用寿命相对较长，而且价格比较低廉，基于此单片机而被广泛的应用。除此之外单片机在电子电工中还具有技术性能高、运算效率高的特点，比如AVR单片机，其最突出的特点即是性能好、速度快、功耗低、能够以时钟周期为指令周期，代替了传统的机器周期，可以实现流水作业方式，因此单片机能够在当前比较广泛的应用和发展^[2]。

2.3单片机具有低能耗、低噪声的特点

单片机技术在电子电工中的发展和进步，促使其芯片得到了较大的完善和改进，充分保障了单片机的低能耗性能，而且单片机的能耗相对较低，可以节省大量电量能源，同时超低噪声可以将对人们的生活影响降至到最低，充分满足日常要求。以PIC系列单片机为例，其是在51系列单片机的基础上进行改进的，其I/O口是一种双向方式的，输出电路为CMOS互补推挽输出电路，而且I/O脚可以用于设置为输入和输出状态下的方向寄存器，有效的改善了高电平同时输入输出的情况，促使低功率更加节能、噪声更低^[3]。

2.4单片机结构更加简单，操作具有便利性

单片机的结构相对比较简单，而且操作也相对便捷。所以在工业系统控制操作以及智能电气中都有较为广泛的应用。另外从单片机的结构来看，其所有的控制功能都集中在芯片上，因此在实际操作的过程中，单片机都非常简单而且易于使用。

3 电子电工中单片机技术的应用研究

3.1 单片机控制系统在机电一体化中的应用研究

在电子电工中由于单片机具有体积较小、控制能力较强、消耗能源少、对环境适应能力强的特点，因此可以将单片机应用到工业领域中，可以形成多种多样的控制系统，所以在机电一体化设备中应用单片机能够高效的控制各类电气设备实施运转，通过单片机的芯片对每个机器设备进行指令下达，已完成相应的操作，可以比较有效的促进工业机电一体化的构建和发展。

3.2 单片机技术在电子电工数据采集系统中的应用

单片机在应用中可以进行准确、高效的数据采集系统中，不管是工业生产部门，还是计算机作业中，利用单片机都可以实时对数据采集进行控制，从而能够保障各类数据参数的精准性。间接的提高了需要数据采集部门的工作效率和工作难度。这种应用方式最明显的优势即体现在地震勘测以及石油开采活动中，需要对大量的数据进行精密采集，能够在很大程度上提高相关部门的工作效率。

3.3 单片机技术在前端控制器中的应用研究

单片机在电子电工技术中可以作为计算机系统中的前端控制器，有效的实现对系统的控制。同时通过前端总线也能够对各个部分进行访问，保障其他部分能够对计算机系统进行有效的监督和统筹规划。所以单片机技术在数据采集以及实时控制等方面具有相当重要的作用。并且以单片机为基础的前端控制器还能够进一步增强系统控制功能，有效的协调和控制操作系统，并且可以实现与外围设备的连接和互通。

3.4 单片机技术在智能仪表以及医疗器械控制中的应用

由于单片机具有诸多优势，在一些医疗机械、智能仪表的自动控制中也有很大的应用价值和优势。比如在智能仪表的自动控制中，因为单片机的体积相对较小，而且能耗较低，对电气设备的控制能力较强，而且操作较为便捷等可以比较准确的对电压、电流、功率以及频率、湿度、温度、流量、长度、硬度等物理性能进行准确的测量和控制。并且单片机通过强大的功能可以实现在智能电气设备以及器械中进行自动控制，能够有效的提高精确度以及工作效率，在电子电工中具有较大的应用价值。

3.5 单片机技术在家用智能电气控制中的应用

单片机不仅仅应用在工业控制以及智能仪表中，在生活中常用的智能电气中也同样不可替代。在当前很多智能化电器都离不开电子电工单片机技术，比如常见的家用电器如电脑、空调、手机、电冰箱等。而且通过对单片机进行智能化控制，便于人们远程操控家用电器，提高家电的智能化以及可操作性性，进一步促进智能家用电器的研发和创新。

4 结语

综上所述，在电子电工中应用单片机技术具有使用寿命较长、技术性能高、运算速度快等特点，而且能源消耗量较低、噪声较低，同时由于单片机的技术结构相对比较简单，便于操作使用等，在很多领域内都有较为广泛的应用。在很大程度上单片机技术能够促进机电一体化的发展，通过电子芯片技术可以实现对数据高精度采集、作为前端控制器开展系统控制、自动控制智能仪表以及医疗器械、家用电器等，所以单片机技术在电子电工中具有非常重要的地位，促进生活领域以及生产领域的现代化和智能化。

参考文献

[1]严寅贇.浅谈单片机通信系统中无线通信技术的应用[J].计算机产品与流通，2020（3）：48.

[2]任家昌.刍议单片机在电子技术中的应用和开发[J].电子世界，2020（2）：206.

[3]王子涵，李姿.电子工程技术在企业单片机中的生产应用初探[J].计算机产品与流通，2020（1）：82.

收稿日期：2020-02-10

作者簡介：田蕊（1980—），女，山东邹城人，本科，讲师，研究方向：电工电子技术。

Application Research of Single Chip Microcomputer Technology in Electronic Electrician

TIAN Rui

（Shandong Yankuang Technical College， ZouchengShandong  273500）

Abstract：In the process of the continuous development of electronic technology， the single-chip microcomputer technology in electronic and electrical engineering is also in constant progress. As a single-chip micro controller， the single-chip computer is integrated into the whole computer system， which acts as a micro-computer. Moreover， the single-chip computer can bring great convenience to life and production in the electronic and electrical technology. Therefore， the application of single chip microcomputer is very extensive， which is an essential part in the mechatronics control system， data acquisition system， intelligent instrument and medical machinery. Therefore， this paper analyzes the main characteristics of electronic and electrical single chip microcomputer technology， and studies its application， which is conducive to promoting the innovation and development of electronic technology.

Key words：electronic and electrical engineering;single chip microcomputer;application