摘 要:随现代电子技术的不断发展,计算机系统也发生了巨大的变化,单片机作为一种计算机嵌入系统,其也伴随着现代电 子技术的发展不断应用于人们的工作和生活中,通过其与电子技术的融合,有效的提升了电子技术的应用水平,单片机在现代带 电子技术的发展中有着十分重要的地位。本文我们将对单片机在电子技术中的一个应用和技术开发进行分析,以期望能更好的 清楚单片机应用与发展现状,从而进一步研究单片机的开发技术,希望能通过此次研究有效提高单片机的应用效率和应用范围, 从而使单片机能更好的服务于人们的生活与工作。 关键词:单片机;电子技术;应用;开发
1.关于单片机
1.1 概念
单片机也被 intel 公司称之为嵌入式微控制器,其是集成在 计算机电路芯片上的通过把有数据处理功能的 CPU 和随机储 存器等组成,单片机虽然整体结构很小,但却包含了存储器、中 央处理器等各项控制所需设备。单片机的应用非常广泛,在办 公自动化设备、机电一体化、实时控制系统、家用电器、仪器仪 表、生产制造、航空航天等各个领域中都有广泛应用,通过单片 机的应用,能有效提高仪器仪表的智能化程度,有效提高设备 设施的自动化成度和精度。
1.2 单片机的主要构成
要进行单片机在电子技术中的应用和技术开发研究,必然 要了解单片机的组成,单片机的组成部分很多,包括储存器、中 央处理器、运算器、控制器等,现对常用的几部分及其功能作用 进行分析: ①储存器:单片机的存储主要依靠储存器实现,在单片机 中通常会有 256 个存储单元,每个储存单元有着不同的储存器 地址,通过储存器地址来进行后续存放运算; ②控制器:控制器是整个系统的神经中枢,其包括了指令 寄存器、控制逻辑电路、程序计数器、地址指针、堆栈指针等各 个方面,通过控制器能对单片机使用过程中的信息进行控制, 控制和命令其进行操作。
1.3单片机的工作原理
单片机的运行实际上是进行指令操作的过程,通过设计人 员进行下达指令,在设计人员将指令写入系统时,每个指令对 应一个地址信息,单片机在试用过程中会根据其相关指令进行 逐条取出,并按地址顺序进行执行,在此过程中,操作人员能对 指令地址信息进行跟中,并根据实际操作结果进行相关指令内 容的增减、修改。
2 单片机在电子技术中的应用优势
2.1 单片机增加系统的稳定性
在电子技术领域中应用单片机可以提升系统的稳定性。 在系统长时间运行的过程中输入量以及输出量产生的改变因素直接影响了系统的稳定性,在系统应用过程中如果其分 辨率、灵敏度下降也会直接影响稳定性。单片机可以有效地 提升系统的稳定性,利用单片机修正传感器设备,改变非线 性的相关系统,可以从根本上提升系统的稳定性,进而增加 工作性能参数。
2.2 单片机增加系统的抗干扰性 电子技术领域中应用单片机可以有效地提升系统自身 的抗干扰性。其主要表现在 2 个方面。1) 抵抗确定干扰。日 常系统会受到外界环境以及对应的内部构造影响产生一定 的干扰性问题,通过单片机则可以解决其存在的问题。
2.3 抵抗随机干扰 在日常生产中电子系统的操作环境较为复杂,其产生的 信躁比会随着随机波动问题而受到不同程度的影响,为了有 效地解决这种问题,保证型号传递的稳定性,可以通过单片 机进行优化进而达到降低系统运行干扰的目的。
2.4 单片机技术推动了相关产业的快速发展 单片机技术在应用之后可以有效地提升其整体的功能, 有利于提升系统的稳定性。
在电子技术的更新与发展的过程 中,系统中各种设备呈现多样化的发展趋势,不同类型的功 能具有一定的差异性,在运行过程中会出现各种困难问题, 通过单片机技术可以有效地解决此种问题,单片机技术可以 提升系统的运行效率,增强了系统的运行质量,优化了系统 的功能。
3单片机在工业控制领域的应用
随着计算机、信息技术、电力电子技术的应用,工业生 产逐渐向自动化、智能化方向发展。由于单片机体积小、质 量轻、高集成性等优点,在智能仪表设计中广泛应用。工业控 制系统必须具备良好的数据处理能力,强大的网络通信能 力,有利于智能控制 [2]。目前大多数企业的工业由各种 DCS、 PLC、RTU、测控设备、HMI 构成的过程控制系统负责完成基 本的生产控制。将单片机应用在工业设备的现场控制中,可 以实现实时数据采集和实时自动控制,从而实现自动化控制 和管理,降低人工成本。比如常见的门禁系统,通过感应设 备,可以实现自动打开和关闭大门。
3.1 硬件设计 单片机通过接口直接控制设备软件,所以单片机的控制 系统软件和硬件同步运行。以自动感应门为例,该软件的主 要程序包括开门、关门、延时三个部分,程序比较简单。系统 包括信号输入通道、信号输出通道、人机对话通道。信号输入 通道主要负责信号采集,并对不同的输入形式进行转换,单 片机的 I/O 模块通过输入线直接采集数据信息,如果 I/O 不 能满足信号采集要求,可以在外部设置连接电路。信号输出 通道则负责将采集的信息传输到计算机控制中心,从而最终 实现设备的自动化控制。输出过程中可以直接利用 I/O 模块 接口,如果模拟信号比较复杂,需要对其进行转换、过滤。目 前在工业控制领域,广泛应用 PLC 技术,也就是可编辑逻辑控 制器,这是一种可编程的存储器,可以存储在设备内部,实现 逻辑运算、顺序控制、定时等操作指令,并通过 I/O 输入输出 模块实现对机械设备的控制和管理。具有强大的运算能力、 控制能力、通信能力和诊断能力,满足工业控制领域的安全 性、可靠性和稳定性。
3.2 软件设计 本系统软件的主要程序只三个部分开关、关门以及延 时,根据系统设计要求。开门子程序设计应该满足快速开门 或者慢速开门要求,并根据开门过程的不同阶段自动选择不 同的速度。当系统感应到门口有人时,要立即缓慢开门。人离 开一会,系统感应后会加快关门的速度。或者系统保持开门 的状态,让后面的人陆续进入,直到所有的人进入大门后, 大门关闭。维持开门状态的子程序设计在维持开门状态的同 时,还需要接受探测器信号,是否后面有人需要通过大门,从 而让大门保持开的状态,如果没有检测人的信号,这个时候 大门彩绘关闭。这个过程中,对开门状态的维持,可以采用软 件计时的方式。关门子程序模块的设计可以记录关门的步数, 便于随时转入到开门的子程序模块。在这个环节,需要探测器 探测大门附近的信息,如果有人立即启动开门程序,如果没有 检测到人的信息,则启动关门程序。由于本系统的程序比较简 单,属于实时控制,所以需要探测器进行探测信号,并结合软 件进行定时。程序的延时设计则根据实际情况确定。
4 结束语
随着我国单片机技术的进步,单片机的芯片容量越来越 大,可以满足大型工业生产领域的生产要求,并直接嵌入到 传统电子设备内部,提升电子设备的智能化水平。为了满足 电力电子技术的要求,单片机逐渐向集成化、存储化方向、超 大容量等方向发展。
参考文献
[1]王洪喆.单片机在电子技术中的应用和开发技术探析[J]. 电子技术与软件工程,2018,No.136(14):257.
[2]蒋宜军,胡仁杰 . 单片机在电子技术中的应用和开发技术 [J]. 电子技术与软件工程,2018,No.136(14):259.
[3]张景岩,王玉婷,张照斌,等.单片机在电子技术中的应 用和技术开发[J].中国新通信,2018,20(19):79-80.
杨晨(1980年3月),男,汉族,江苏南京,职员,工程师,学士,本科,研究方向:电子技术。