单片机在电子技术中的应用和开发

范润杰

摘要

单片机逻辑运算及编程功能强大、性能稳定、操作简单、集成度高、模块化、体积小、功耗低、效率高，具有丰富的操作指令，嵌入了调制电路、模拟电路、I/O口、ROM、RAM、CPU等功能，可保证控制系统灵活方便，能够使智能家具、仪表及电器设备、网络设备、导航设备及通讯设备等具有自动化操作、处理功能。单片机还具有保护与节能功能，常被作为控制系统，在电子技术中应用单片机，需融合电路工艺及电路设计、计算机、自动化、电子等技术，本文探讨了单片机的应用、开发及电子技术问题，以供参考。

【关键词】电子 单片机 开发 技术

电子技术功能多样，以电子元件为基础，涉及控制技术与电力技术，经历了二极管、晶体管、集成电路等多个发展阶段，可简化电子设备安装过程及维护工作，促进了电子行业、工业发展，数字电子技术、模拟电子技术是电子技术的主要发展方向。电子技术是电子信息工程设计开发、集成应用信息系统与电子设备的基础，在信息时代，电子系统需求飞速增长、更新换代周期越来越短，信息系统日新月异。为促进系统创新、转型及提高系统性能，应重视研究单片机在电子技术及信息工程中的应用、开发问题，做好电子技术系统设计、系统制造、系统开发及系统维护工作，扩大系统覆盖面，有效传递信息。

1 应用和开发

单片机可通过D/A控制伺服驱动，通过光电隔离控制或检测开关量、数字量，通过A/D检测模拟量，应用领域主要为电子监控报警系统、通讯系统等模拟、数字电子技术系统。设计监控系统时可利用单片机控制信号及监控信号处理、传递过程，满足系统定位需要与通信需要，将单片机作为监控系统的控制核心，能及时接收定位数据，向监控中心系统传递信号，监控中心接收及处理信号之后可发出控制信号，利用控制信号对信息采集过程进行动态监控与追踪。在实时监控的过程中单片机可及时发现系统故障，向系统中的自动化报警设备发送指令，实现报警功能。将单片机应用于工业监控领域中，可形成多极化控制系统，统一数据采集、智能控制、流水线智能控制、机械化自动操作、生产报警等功能，使工业生产更安全、更智能。单片机通信接口兼容性强、性能稳定，在通信呼叫、无线对讲机、程控交换设备、三网（互联网、电视网、电信网）融合、电话通讯系统等网络通信系统中应用单片机，可提高计算机数据通信及网络通讯质量，提高通讯传输速率及通讯设备、系统存储量，使通讯系统操作方式更为便捷。针对单片机应用现状，开发时可以考虑存储器、CPU、半导体等方向。开发传输能力、读写能力稳定，同时能维護完整数据的单片机结构，可防止存储器丢失数据；开发基于单片机的应用系统，将专用Linux系统或Windows系统嵌入到基于单片机的应用系统中。开发EFT技术，调整MUP时序时不改变时钟频率，可提高单片机MUP运算速度、降低系统噪声，目前单片机CPU线宽已经达到32位，开发大线宽CPU处理器可提高单片机数据处理准确度与处理速度；利用半导体材料开发单片机，或开发OTP型产品，可提升单片机运行效率及降低运行能耗。

2 案例分析

2.1 主控系统

本文以测温系统设计为例，探讨单片机的开发及应用情况。测温系统中采用的主控芯片为STC89C52型单片机，单片机采用全双工式串行接口，3个16位计数器，MAX810型复位电路，4KBEEPROM，32位I/O口线，时钟频率12MHz，512字节RAM，8k字节Flash，工作频率为0MHz?40MHz，可实现信息存储、算法运算、数字滤波及温度检测等功能。主控系统由恒温控制仪、显示器、报警电路、按键电路、测控电路构成。单片机可控制测控电路，由测控电路将温度转换为数字量，并读出数字量，随后向显示器传输数字量，由显示器呈现温度。按键电路的主要功能是设置温度限值，包括下限值与上限值，超出下限值或上限值时可自动发出低温报警或超温报警。单片机还能比较设定的恒温度与当前温度，当前温度与恒温度不一致时，可向恒温控制仪传输指令，由恒温控制仪控制、调整当前温度。系统测温流程见图1。

2.2 设计开发

设计总线操作程序时采用了延时技术，延时程序可控制读写周期之间的脉冲大小及脉冲时隙，同时实现延时复位，满足测温系统的时序要求，机器执行指令的节拍为12分频，一个周期为Ins。温控系统中共有4个并行的1/0端口，分别为P1端口、P2端口、P3端口及P4端口，I/O端口的功能为输入测温数据及输出测温数据，采用RS232串口通信。P4接口可向主控系统传输控制信号，单片机接收到控制信号后可自动执行相应的时序指令，单片机中的反向增益放大器被作为芯片引脚，输出端与输入端连接振荡器、微调电容。A/D转换器与单片机相连，可转换数字量与模拟量，I/O端口与测温传感器（DS1820）相连，单片机可控制传感器，传感器完成初始化后由ROM发出操作命令。系统运行流程见图2。

3 结语

综上，在设计、开发电子技术系统时应用单片机可有效集成数据存储、逻辑测试、逻辑运算、算术运算等多种功能，应用单片机设计控制系统时要合理应用看门狗、软件陷阱及冗余技术，改善处理器性能与功能，使单片机功能灵活、外设丰富、性能稳定。尽量采用功能完善、性价比高、简单的开发工具与适应能力强、延续性好的仿真工具，以缩短开发时间及减少开发投入。此外，应注重更新、充实系统开发、设计思想及方法，确保电子系统时空边界、运行环境及运行状态可靠，合理设计电路系统、器件选择、系统集成、硬件平台，减少系统复位异常、死循环、程序失控、程序飞走及数据采集失误等问题。

参考文献

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