摘要:单片机是电子技术中最为重要的核心控制元件之一,单片机的使用使很多电子设备的功能变得更加强大,随着电子技术的深入发展,它的运用范围也越来越广泛,在家用电器、医疗设备等多个领域都得到了广泛的应用,给这些领域的电子设备带来了很大的改变,帮助它们朝着智能化、自动化的方向发展,也让各种电子设备的体积越来越小,可以说,单片机对人们日常生活的贡献是非常巨大的。
关键词:电子技术;单片机;应用
引言
电子技术产业是一个更新换代非常快的产业,其快速的变化推动了其配套设备的改进。在此影响下,整体技术都在向着高速度和高效率的方向前进。微型计算机就是在这种革新的大潮中出现的,而作为计算机核心部件的单片机已经成为计算机生产中不可缺少的一部分。
1单片机的相关概述
单片机由控制器、运算器、输入输出设备和存储器四个部分构成。它作为一种非常典型的嵌入式系统,单片机在许多领域,如自动化设备、仪器仪表、通信及汽车电子等都被广泛地应用起来。比起其他嵌入式系统来说,单片机体积较小,方便携带,集成性也较高,拥有更高的可靠性和更低的功耗。作为小型计算机系统来说,单片机的储存功能非常强大,也因此在电子领域中有着更为广泛的应用。在单片机的运行过程中,最为重要的就是执行指令操作,其基本操作都有相对应的指令,并使之根据指令内容进行操作,完成工作人员设计的工作内容。
2单片机的结构原理
单片机其实就是一种微型计算机,按照其复杂程度可分为微型单片机、中型单片机和大型单片机,因为其本身就是一组集成电路,但是又不同于一般的集成电路,它还具有计算机的部分功能,它是把ECU、存储器和端口都集中在一块硅片上而形成的计算机系统。它的特点是容易使用、容量大。一块指甲盖大的单片机就能存储几十个G甚至上百个G的容量。工作电压很低,一般情况下其工作电压在5V左右甚至可以低于5V,安全可靠。处理数据的速度很快,因为其本身就能实现运算器、处理器、端口等数据之间的转换,所以速度快、效率高、可靠性高,机器能长时间工作,提高了系统的整体效率。
3单片机的应用价值
如今,单片机在各个领域中都得到了广泛应用,在一定程度上使得各类设备实现了智能化与现代化。单片机在电子技术中之所以能够广泛应用,主要在于:1)延长使用寿命。如今,半导体技术已经得到了高速发展,促使CPU具有更好的使用效果,而且单片机是随着计算机技术的发展而发展,这使得单片机类型包含了8位、16位以及32位三种,为使用者提供了更多的选择,可以根据实际需求选择相应的单片机。根据相关数据显示,在电子技术产品中应用了单片机,那么其自身使用寿命也会变得相对较长,并使电子技术也拥有更长的使用时间,降低电子技术在运营过程中所产生的成本。2)提升技术可靠性。电子技术本身是否具有可靠性对于消费者而言是非常重视的,因此厂家应采取措施确保产品中所使用的电子技术具有较高的可靠性。从当前情况来看,主要是通过利用EFT技术提升技术可靠性。
4单片机在电子技术中的应用
4.1在家用电器中的应用
家用电器在人们的日常生活中有很大的作用,几乎所有的家庭都有几件家庭电器,可以说是我们日常生活必不可少的物品之一,单片机在家用电器上的作用主要有两种,一方面,使用单片机可以很好的提高家用电器的生产效率,另一方面,使用单片机可以提高电器本身的功能和性能,所以在家用电器中,单片机的使用较为频繁。以我们生活中最为常见的洗衣机为例,使用单片机之后我们可以自由的选择洗衣的时间长短,让生活更加舒适;例如电冰箱,如果在电冰箱中使用单片机,可以选择合理的温度冷却食物;在使用烤箱来烹饪食物时,有单片机可以让烤箱自动区分食物的新鲜度和范围,选择最为适合的加热时间,让食物味道更佳。从这些例子中我们可以看出,单片机在我们日常生活中的使用范围非常广泛,已经慢慢融入到我们的生活之中了。
4.2医疗器械
在单片机引入医疗器械领域后,使很多疾病的诊治效果都更为可靠准确,并提升了诊断下药的安全性,从而为人们的身体健康提供了切实的保障。随着单片机在医疗领域中被广泛地应用,医疗设备也随之发展,变得越来越自动化与智能化。例如超声波检测、分析仪器等等。通过这些设备可以极大提升了医生治疗的效率,节省病人诊断的时间,从而为医疗诊治的结果提供了科学有效的保障。
4.3在工业控制中的应用
经济发展本身就是一个快速的过程,在经济发展大潮中,工业是一个不可缺少的部分,人工生产已经渐渐远去,取而代之的是现代化的作业线。在现代化的作业线中基本看不到人工操作的出现,均是工业机器人或者流水线作业,企业越大自动化程度越高级,现代化程度也就越高。在现代化高度发达的工业中单片机的发展占据不可缺少的重要部分,例如,工业机械手臂的操作均是由集成线路通过控制器实现的预定路线,只需要提前把程序写好并输入到ECU内,机器人就会一直按照预定程序工作,通过一台中央处理器控制整个车间的运转,节省了人力物力财力。
4.4在智能仪器仪表中的应用
社会科学技术的不断进步,产生了很多新兴技术,智能化设备也是其中之一,智能化是目前市场上一个很热门的内容,在智能化仪器仪表中,也出现了单片机的身影。科学技术的快速发展带动了单片机的应用能力提高,而单片机的迅速发展,也在一定程度上改变了传统测量仪表仪器的测量精度,让测量仪器的使用更加简单,加入了单片机的智能化仪器仪表,功能更加强大,让测量仪器的运用更加广泛,给中国很多行业的发展都带来了很大的影响。
4.5通信系统
在通信领域中单片机得到了广泛应用,主要是应用于以下两个方面:1)手机语言。单片机主要是应用在音频入口处,当进行通话时通过对音频信息进行收集,然后将所收集到音频信息利用单片机对其进行分析,然后将信息传输到每个部件之中,如此便能够有效完成语音识别。2)电话录音。在单片机中通过添加收集请求功能,并在音频入口处安装单片机,当手机收到录音请求信号以后,此时则让单片机对相关信息进行处理,再将处理所得到的信息传输到相应的存储器中,便于相关人员的使用。
5单片机在电子技术中的发展趋势
电子技术产业未来的发展方向无疑是微型化和智能化,尽管现在单片机体积相比较于上世纪小了很多,但是在某些方面仍然不能满足实际需求,例如在要求比较高的医疗方面,及精确度要求比较高的航天方面仍有效大发展空间。随着科技的发展,其存储容量也渐渐的不能满足实际需求,动辄上百G甚至上千G的容量,这就要求科技人员开发出容量更大的单片机。因此,传统形式的单片机需要进行深度发展,若是能满足超微型化的技术要求,并与当下精密仪器和高新技术进一步结合,其在电子技术上将会具有革命性的应用前景。
结束语
总之,单片机的应用已经改变了人们的生产生活,不仅让人们生活的变得更加便利,还提升了生产质量与效率,因此需要对单片机进行进一步开发,并将其广泛应用于各个领域之中,充分发挥出其本身所具有的重要作用。
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