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电子技术中的单片机应用范文

时间:2022-12-16 09:59:50

电子技术中的单片机应用

对于电子技术来说,未来要满足嵌入式应用不断发展的需求,单片的微控制器随需求提高而出现,并且以高速的发展态势进入人们的视线。从上个世纪七十年展至今,单片机的种类已逐渐齐全,大部分的行业领域都有单片机的涉及。

1组成单片机的零部件

简单来说,单片机就是一种集成的电路芯片,通过运用超大规模的集成电路技术把具有强大处理能力的CPU、存储器、只读存储器、多种接口的中断系统、断时器和计时器等设备镶嵌到一块硅片上,并且让这块硅片具有完善的计算处理能力。如今,随着电子技术领域不断的扩张,单片机也随之融入我们的生活和工作以及各个行业领域当中,笔者几乎找不到没有单片机踪迹的行业。卫星导弹发射的飞行路线设置装置,飞机上的导航装置,计算机的网络传输及通讯,这些都不能离开单片机的技术支持。

1.1运算处理器运算器主要是以算术/逻辑运算为主,其核心部件是ALU,再加上一系列的暂存器、累加器、寄存器和布尔处理器。累加器ACC可以说是一个八位数据的寄存器,累加器也是CPU中工作最为平凡的寄存器。当CPU在进行运算时,累加器ACC通常会在运算之前暂存一个操作数,在运算之后保存其运算的结果。B寄存器主要运用于乘法和除法的计算操作。

1.2控制器控制器可以说是CPU的中枢神经,其功能包含了具有定时控制效能的逻辑电路、数据指令寄存器、译码器和地址指南等。本文所属的程序计数器计算机主要是由18位寄存器构建而成。8061CPU指定的地址,从相应的单元中取出指令字节并放入专门的指令寄存器当中,然后,再由译码器翻译指令寄存器中的指令代码,并让其形成不同的控制信号,这些不同类型的控制型号与CUP中的时钟振荡器在特定的实践内相结合,最终形成在一定时间点或段上的电平,这也就是我们常说的控制信息。

1.3存储器存储器是组成单片机整体的重要部分,其特点就是一个单元对一个地址,若有269个单元那么就有269个地址,并且使用两位十六进制的数字表示,这就是存储器的地址。存储器中的每一个存储单元都能够存储一个八位数据的二进制信息,一般情况下都是用两位十六进制数据来表示,这就是存储器的主要内容。这里要注意,存储单元地址和存储单元是两个完全不相同的概念。

2电子技术中的单片机特点

经笔者的实践分析,电子技术领域中的单片机大致有这几大优势,即:高集成度,体积小便于携带;整体的控制性能优越;只需使用很低的电压就可以驱动,总体能耗相对较低,利于便携式产品的开发;兼容度高,能够与其他硬件产生扩展联系;高性价比。据相关调查报告显示,单片机应用领域主要包括:完全自动化的办公设备;机电一体化发展中的运用;单片机在我们日常生活中的应用;各类科研检测仪器中的单片机,提高检测仪器的检测精度,简化操作方式;汽车本体以及周边附属产品;航天科技,尖端武器等领域。

3单片机的应用

3.1使用寿命单片机的使用寿命可以从两个方面来看,一方面是指以单片机开发的产品所使用的时间,另一方面就是指微处理器的寿命。伴随着半导体技术不断的发展,MPU的换代间隔时间也越来越短。因此可见,目前一些较为成功的CPU核心,也将伴随着I/O功能模块的变化而不断的丰富。新型CPU的出现,让单片机的种类不断的增长,给我们的用户带来了更多的选择余地。多种不同数位的单片机共同发展是单片机发展的另一个趋势,但是长时间以来,单片机技术的发展还主要是以八位机为主。随着众多高新科技进入人们的家庭,三十二位单片机的出现得到了高速发展的机会。

3.2运算速度越来越快从MUP中展现出来的高速运算让时钟的频率越来越高,这也是MUP发展的主要表现之一。但是单片机却又不同,为了提高单片机的抗干扰能力和降噪效果,通过降低时钟频率而不牺牲运算速度是单片机技术不断发展所追求的理念之一。通过改变单片机的内部时序列表,在不影响内部时钟频率的前提下,让运算速度得到提升。

3.3降噪效果和高可靠性在单片机的应用过程中,可靠性是最为重要的因素,为了进一步扩大单片机的运用范围,那么通过运用不同技术手段来提高单片机的可靠性是非常有必要的。近两年,单片机生产厂家为了提高单片机的可靠性,在单片机生产过程中融入了几种新技术,其新型技术有以下几点:(1)EFT技术:这是一种抗干扰的新型技术,主要用于保护振荡电路的正弦信号不会受到外在因素的干扰。(2)降噪布线以及驱动技术:这种技术就是在传统的单片机上,让电源和集成电路处于集成电路外壳的对称引脚之上,通常情况下是在左上、右下或者是左下、右上这连个对称点上。这么做就会让干扰源穿过整个芯片,对电路内部造成干扰。目前,为了优化这一问题,很多单片机在生产过程中都会把地线和电源的引脚设置在两条相邻的边上。这就大大降低了干扰源对整个芯片电流的影响。

4结束语

笔者坚信,二十一世纪是单片机在电子技术领域中高速发展的时期。随着各项技术的高速发展和普及度的增长,世界的经济形势逐渐从资本经济进入知识经济。嵌入式系统是计算机的核心,而单片机就是最经典、最广泛的嵌入式系统。

作者:冯珊珊 杨中兴 单位:辽宁建筑职业学院自动控制系

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