单片机在智能仪表方面的应用分析

何璐兵

（许昌电气职业学院，河南 许昌 461000）

传统的电子仪表大多数采用的设计是逻辑电路设计，而这些传统电子仪表的主要组成部分都是电子电路，通过将模拟信号转换成数字信号的方式来进行测量。在单片微型计算机出现之后，传统的仪表就进行了相关的修改，将以前的逻辑电路换成了单片机为主题，使用微电子技术和微处理器来进行电子仪表的构建。而微电子技术的处理能力是要远远大于逻辑电路的，不仅仅能够有效的简化电子仪表的硬件电路，同时还能够从根本上改变整个电子仪表的结构和功能。电子仪表对于机电工程来说相当于是机电工程施工部分的监管者和调试者，也正是因为如此，电子仪表对于机电工程的重要性是不言而喻的。电子仪表在整个电气施工的过程中占据着一个重要的部分。所以智能仪表同样具有这些功能，接下来我们就将详细的探讨智能电子仪表的制作过程，以及单片机在其中所起的作用。

1 智能电子仪表在电气工程中的重要性

在探讨智能智能电子仪表之前，我们需要知道智能智能电子仪表对于电气工程的重要性，现如今的机电工程已经逐渐走进了人们的视野中，机电工程变得越来越重要，而作为其中重要部分的智能电子仪表，智能电子仪表的安装和调试就变得十分重要。智能电子仪表对于机电工程施工来说是十分重要的，所以在进行安装之前，首先要进行准备工作以确保能够正常进行智能电子仪表的安装。想要进行智能电子仪表的安装，首先就要了解智能电子仪表的结构，智能电子仪表一般情况下由仪表本体和一些附属设备以及管线和电缆组成，想要完整并且正确的安装一个智能电子仪表，那么对智能电子仪表的内部结构就要进行相关的了解。电缆的排线，仪表的安装位置，附属设备的位置和管线的排布，这些都是要在安装前进行研究和讨论的问题，这些问题没有得到解决之前，智能电子仪表的安装就不能进行。智能电子仪表调试的时候需要注意的几个要点，第一个就是在进行智能电子仪表调试的时候，尽量保持环境中不要有过强的电磁场对智能电子仪表产生干扰，这个调试的过程需要尽量远离强电磁场从而保证智能电子仪表测试的时候不会受到干扰。第二点就是对于智能电子仪表的测试位置的选择，除了要避开强电磁场之外，就是要对测试的场景进行相关的选择，要保证最理想的位置，选择远离磁场的干扰，并且能够清晰接收到信号的位置为最佳。还有，在进行智能电子仪表的调试时需要将智能电子仪表的安装进行相关检查，以免出现某些接线端子出现松动问题，然后导致信号接收的时候出现混乱。在进行智能电子仪表调试的过程中还有很多需要注意的地方，在完成安装后首先第一个要做的事情就是进行智能电子仪表的相关调试，在这个调试的过程中需要对智能电子仪表所产生的错误和暴露出的安装方面的问题进行纠正。

2 单片机在智能仪表当中的应用

单片机在电子仪表当中的具体应用就是提升了仪表的各个能力，像是数据处理能力、控制能力以及I/O能力等等，所以单片机在智能仪表当中的应用是十分广泛并且重要的，下面我们就将详细的探讨单片机在智能仪表当中的应用。

2.1 高速的数据处理能力

通常的传统电子仪表在进行数据处理的时候速度是较慢的，测量、计算和输出的整个操作过程一共需要传统电子仪表0.5秒的运算时间，部分传统仪表计算较为复杂，需要通过浮点计算、正弦函数以及平方根计算，这些计算对于传统仪表来说处理的速度依旧较慢。但是这种问题在智能电子仪表当中得到了解决，由于微型电子技术所具备的高运算速度，大部分的运算过程都会被大大缩短，像是MCS-51的时钟频率达到了12MHz，这就直接体现了智能电子仪表的运作速率，这种超强的运算能力使得智能电子仪表能够进行高速的运算，从而在整体上直接提升电子仪表的数据处理能力[1]。

2.2 更强的控制能力

智能电子仪表在得到了单片机的加成之后，整个智能电子仪表的测量过程都是由单片机直接进行控制的，相对于传统的电子仪表需要经过大量的数字电路和各种开关，智能电子仪表所需要的控制时间更短，同时也正是因为如此，智能电子仪表的整个控制速度更快，所以控制能力也更强。除此之外，单片机当中还具有布尔处理功能，这种处理功能包含着整整一全套的微处理指令和为控制输入输出功能，这些都能够直接应用于智能电子仪表的控制中。

2.3 具有更强的I/O功能

传统的电子仪表当中需要包含着各种各样的功能部件，这些功能部件能够有效的利用单片机的各个接口芯片，其中像是并行的I/O口，计数器以及键盘显示驱动接口，各种各样的接口都会直接提升I/O功能。并且由于单片机内部具有16-32位I/O口线和两个16位定时/计数器的缘故，这些部件有效的增加了整个仪表的I/O功能，也正是因为如此智能电子仪表能够有更多的内部空间，简化了整个仪表的硬件结构，降低仪表的造价。

3 单片机在智能电子仪表方面的应用

单片机在智能电子仪表方面的具体应用有很多种，首先我们需要知道的是单片机在智能电子仪表当中所进行的设计方法是什么，如何才能够最大化单片机的功能，保证单片机的功能完全发挥。

3.1 单片机作为微处理器进行设计

将单片机作为微处理器进行设计的智能电子仪表，根据微处理器和储存器的配置进行分开，不同的智能电子仪表所具有的功能也不同。选择单片机作为微处理器的智能电子仪表能够具有一定的计算机功能，这种仪表不仅仅能够获取数据，同时还能够对数据进行一定的处理以此来将数据进行应用，从而保证能够给测量者提供更多的信息。在智能电子仪表当中，现如今将单片机作为微处理器是把CPU、RAM、EPROM、中断系统等等都集成在同一个芯片当中，单片机当做微处理器形成了一种构造小而完善的计算机系统。

随着我们国家在集成电路方面发展，单片机技术的发展速度变得十分迅速，而随着单片机的发展，我们所研发的单片机数量也在不断的上升，这就使得单片机的价格大幅度降低，同时单片机的功能和用处也不断增加。智能电子仪表行业就是其中之一，单片机由于其小巧的提及、抗干扰能力较强等等优势几乎是立刻取代了传统电子仪表当中的逻辑电路系统。智能电子仪表在采用单片机作为微处理器的时候，有效的增加了仪表的测量功能，并且使得仪表的维修以及使用都变得更加简单。

3.2 单片机作为设计和调试部分进行设计

第二个用途就是，在智能电子仪表设计以及调试的部分进行协调和控制，这就是单片机的第二个作用。单片机本身在进行使用的时候，其本身强大的性能能够保证单片机在应用的时候，提升整个设计对象的设计正确性和科学性。而一个智能电子仪表一般情况下都是以微处理器为核心的，软件和接口电路设计工作同样也是一个大占比的工作，这些设计过程以及调试工作都需要严格的按照相关要求进行，保证智能电子仪表的正常运作。所以，在进行智能电子仪表的设计当中，我们需要注意的就是首先要选择的就是智能电子仪表的微处理器，微处理器的性能直接决定了整个智能电子仪表的工作性能，以及所拥有的功能种类。除了微处理器之外，就是要进行输入输出方式以及测试原理的选定，这些对于一个智能电子仪表来说都是十分重要的。

智能电子仪表在进行设计的时候需要兼顾两个方面，一个方面是软件方面，另一个方面就是硬件方面，只有协调好软硬件两个方面才能够更好的保证智能电子仪表的运行。通常情况下，我们在进行智能电子仪表的设计过程中，我们需要注意的是硬件设计的过程中智能仪表设计的体积，由于需要保证智能电子仪表的体积能够随身携带，方便测量工作，那么我们就需要使智能电子仪表的体积较小。另外就是软件方面，软件方面需要保证智能电子仪表在使用的时候，能够尽可能的满足工程的所需，使得工程测量的过程中只使用这一种智能电子仪表，以此来提升整个电气工程的工程效率。

4 结语

机电工程在我国不断的发展，电子仪表成为其中极为重要的一部分，而智能电子仪表相对于传统的电子仪表来说，具有着更多的优势，不仅仅是硬件和软件方面的优势。智能电子仪表还能够更好的方便整个电气工程的进行，保证工程的施工效率，并且在测量的时候更好的提升整个工程的测量精度，以此来提升整个电气工程的工程质量。这些都是单片机对电子仪表的提升，上文就是我们关于单片机在智能电子仪表方面的应用，以及对于机电工程的相关影响。