单片机在电子技术中的应用探讨

单片机在电子技术中的应用探讨

方红云

（云南红河技师学院云南省红河州开远市661600）

摘要：单片机将中央处理单元、随机存储器，只读存储器和计算机的其他功能单元集中到一个芯片上，相当于将计算机集成到芯片中。这种高集成性使其在众多的电子技术中得到了广泛的应用。随着我国科技水平的提高，技术进步对生产力的推动作用更加明显。各个领域内科学技术的应用不仅提高了工作效率，还改善了人们的生活水平。单片机作为一种嵌入式系统，具有体积小、精度高等特点，在数据存储和处理方面具有鲜明的优势。为了更好地了解和使用单片机，本文从单片机的应用入手，对单片机在电子技术中的应用进行了分析。

关键词：单片机；电子技术；应用研究

一、什么是单片机？

单片机实际上是一种嵌入式系统，该系统由多种元件组成，且元件由控制器，运算器，存储器等。单片机主要应用在工业的生产和制造，医疗，家电等方面，例如汽车上的仪表盘、通讯设备、电器都用到了单片机。单片机与其它嵌入式系统相比，功能强大，可以提高设备自动化和智能管理的控制，从而提高生产的效率。

单片机具有以下特点：（一）有优异的性能价格比，目前国内市场上，有些单片机的芯片只有人民币几元，加上少量外围元件，就能构成一台功能相当丰富的智能化控制装置。（二）集成度高，体积小，可靠性好。单片机把各功能部件集成在一块芯片上，内部采用总线结构，减少了各芯片之间的连线，大大提高了单片机的可靠性与抗干扰能力。而且，由于单片机体积小，易于采取电磁屏蔽或密封措施，适合于在恶劣环境下工作。（三）控制能力强单片机指令丰富，为了满足对对象的控制要求，单片机的指令系统均有极丰富的条件:分支转移能力，I/O口的逻辑操作及位处理能力，非常适用于专门的控制功能。能充分满足。工业控制的各种要求。（四）低功耗，低电压，便于生产便携式产品。为了满足广泛使用于便携式系统，许多单片机内的工作电压仅为1.8V～3.6V，而工作电流仅为数百微安。（五）易扩展可根据需要并行或串行扩展，构成各种不同应用规模的计算机控制系统。

二、单片机在电子技术中的应用

（一）单片机在通讯设备中的应用

在通讯技术发达的今天，最主要的通讯工具就是电话和手机，生活中要互相联系，也离不开电话和手机。单片机在通讯中也进行了广泛的应用，主要用在电话录音和手机语音上。现在的智能手机的语音功能已经很发达了，它的语音识别技术主要就是依靠单片机，在输入语音的时候，用单片机系统对语音进行识别和处理。单片机所起到的作用就是对输入的音频进行识别，然后传送给下一个部件。同时，单片机在电话录音上也发挥了重大的作用，现在的电话还有手机都有录音功能，这个功能也是通过单片机来实现的，它主要应用单片机为媒介进行录音。

（二）单片机在家电中的应用

单片机以其体积小和耗电低的优势，也被广泛应用于家电的设计制造中。通过设计者的设计，单片机被安装到家电的内部，仅仅利用单片机就可以实现家电的功能一体化和智能化。家电具有一体化和智能化可以大大提高使用方便性，同时也使它的性能得到了很大提升。例如在我们使用洗衣机的时候可以预约时间，这个功能主要也是利用了单片机，我们使用的时候按钮进行操作，单片机在接收到我们下达的指令的时候，对时间进行控制，最后实现预约。微波炉也是利用单片机实现实时的控制微波炉的加热温度以及加热时间。单片机在冰箱中的应用主要是根据事物的特征进行智能化的选择，对放进冰箱的食物进行分析，然后最大程度保持其新鲜度。

（三）单片机在仪器仪表中的应用

当今社会随着科学技术的日渐发达，我们的生活水平也在逐渐提高，因而有必要提高对产品精确度的要求和产品的智能化水平。很多的行业在发展的时候也提高了它们的工具的标准，这就对它所承载的仪器和仪表的精确度有比较高的要求。在航空飞行中，高精确的仪器和仪表是飞行安全必要的条件，利用单片机可以提高仪器仪表的精确性。这里又要说到单片机的另一优点，高级程度以及高可靠性。在航空事业中，利用单片机提高仪器以及仪表的处理控制能力，并提升智能化水平，以减少事故的发生。除了在航空领域，单片机在电流表，电压表的应用中也非常的广泛。单片机在仪器中的应用可以提高仪器的检测及其空间能力，在达到高强度效率的同时，又可以只占很小的面积。

（四）单片机在工业控制领域的应用

随着单片机技术的成熟及进步，自动化控制技术的快速发展，单片机在工业的控制领域也得到了广泛的应用。一方面，单片机的应用可以减少工作人员作业时的意外发生，同时在一些对人体危害比较大的行业中，为了减少对人体的伤害，利用机器进行自动化的操作是必然趋势，在实现自动化的操作上，单片机是非常重要的。单片机可以通过对数据的采集和控制，实现机器的自动化和智能化的管理。另一方面，单片机的成本比较小，适合大量推广和使用，符合企业提高生产效率这一要旨。

（五）单片机在医疗器械中的应用

在医学技术不断发展的今天，人们的生活水平也在不断的提高对医疗器械的要求也越来越高，将单片机应用到医疗器械中，能够有效地分析各种疾病、提高医疗设备在疾病上诊断的准确率、有效的降低误诊的现象。目前来说，我国的很多医院都引进了很多医疗设备，这些设备在生产和制造中都使用了单片机，使设备能更好地为医疗服务。单片机主要应用于各种检测分析仪器，以及医用的超声波检查系统。

三、单片机在电子技术中的应用优势

（一）单片机开发技术成熟

单片机在电子技术中的开发，主要包括了CPU开发，程序开发，存储期开发，计算机开发及c语言程序开发，通过不断的开发和研究，能保证单片机在十分复杂的计算机和控制的环境下，仍然可以有序的运行。下面是一些开发的简单介绍:

（1）CPU开发。单片机的CPU总线宽度是需要不断地开发的，优化它的总线宽度，能够有效地完善单片机在处理信息时功能缓慢的问题。从而提高信息的处理效率以及速度，开发改进它的中央处理器的结构，能够做到同时运行2-3个CPU，从而大大的提高了单片机的整体工作性能。

（2）程序开发。嵌入式的系统的合理应用得到了大力的推行，对程序进行开发的同时，要求能够自动地执行各种指令，这样就能快速又准确的采集外部的数据，从而提高单片机的应用效率。

（3）存储器开发。单片机的发展不仅限于内存，而加强对传统内存读写功能的探索，也是非常有必要的。这样既能实现静态读写，又能够实现动态读写，从而可以显著地提高单片机存储性能。

（4）计算机开发。通过对单片机进一步的优化和分析，应用计算机系统联通通信数据实行数据传递。

（5）C语言程序开发。优化开发C语言程序，能够保证单片机在十分复杂的计算机和控制环境中，仍然可以正常有序的进行工作，使其可以在各种环境中进行广泛的应用。

（二）电子信息技术人才的培养

单片机的技术已经得到了广泛的应用。为了顺应时代的需要，在现今很多高校已经开设了关于单片机的课程，同时国家也大力扶持相关项目。很多高校也都非常重视电子信息技术人才的培养，采用了较为科学的教学模式与教学内容。下面是对教学的部分观点的陈述：

（1）单片机教学模式。就是在教授学生单片机相关知识的同时，需要注意的是学生是课堂的主体，老师应该发挥自己的引导作用。在教学的时候，不仅要能够简单地教授教材中的内容，还有在学习的过程中开阔学生的思维，不能只用传统的教学模式来对学生进行要求。要充分地应用计算机辅助教学手段，仿真调试，让学生在做中学，学中做，逐步提高。教师应该在教学的过程中，充分发挥学生的主动性，对学生进行针对性的项目引导的任务式的教学模式教学，以提高学生的学习兴趣。

（2）单片机教学方式。老师在进行讲课的同时，要有明确的目标，进而可以明确学生的学习方向，并且在教学的过程中要循序渐进，根据学生的学习状况分层教学，做到从简到难、从易到繁，争取让每一个学生在每个学习阶段都能够吸收所学的知识。这也就要求老师们可以采取一些比较创新的方式，让学生可以参与到班级活动的教学过程中，培养学生们的自主创新能力，对单片机在电子技术中的发展有着比较长远的影响。最重要的就是老师们需要充分了解每位学生的学习状态以及目标，争取做到为每一位同学可以打下良好的基础，这也是老师对学生一种负责任的态度。

（3）单片机课堂教学评价方法。就是在学生们学习单片机知识的过程中，是要及时了解他们的学习过程，制定相应的评价机制，学生们的学习成果展示，是最重要的一个评价形式，能成功展示，还可增加学生学习的兴趣。但也应该有学习过程的评判，过程做不好，展示成果的成功率很低，甚至不可能成功。注重每一过程操作是必须的。同时，学生们的学习态度也是成绩的一部分。考察学生的学习过程，可以有效地了解每个同学的学习情况，并且根据学生的学习状态来进行教学方法的改进，提高教学的能力。在评价学生学习态度的同时，就是可以采用与学生面谈的方式。或者可以在学生教学过程中注意学生的反应增加互动交流。

（三）电子技术使用寿命的延长

目前来说，电子系数的使用寿命越来越长，半导体技术的快速发展，促进了中央处理器的使用效率。单片机依靠计算机的技术，使其整体能够实现8、16、32位的同步发展，使用者们有了更多的选择。使用者根据需求来选择单片机，根据调查可知，利用单片机的电子技术产品，在很大程度上延长了其使用寿命。单片机在延长了电子技术设备的可用时间的同时，又减少了电子技术运营的成本。

（四）保证电子技术的可靠性

现在的消费者对电子技术的可靠性是非常看重的，所以说厂家会注重电子技术的保障。目前设计者为了保障各种电子技术的安全性，不仅利用了单片机技术，同时还在单片机技术上运用了EFT技术。EFT技术是一种抗干扰的技术，当出现干扰的时候，就会发出信号，单片机在接收到这一信号以后，就会对干扰进行处理。单片机利用这一技术提升了它本身的可靠性，同时也提升了电子技术的可靠性。

四、总结

随着当代科学技术的发展，在自动化控制技术的推动下。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。并且可以直接嵌入到传统电子设备的内部，提高电子设备的智能化水平。并且还能满足电子技术发展的要求，单片机逐渐集成化、存储化、超大容量等方向发展。同时单片机已经广泛应用于仪器，医疗设备以及工业的控制领域，在降低成本的同时又能为人们带来更加精确地控制以及管理。同时在科技高速发展的时代，电子技术行业就是要走在发展的前沿。单片技术是电子技术先入系统的典型代表，它的快速发展以及广泛应用，不断的推动社会向前发展。

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