APP下载

单片机在电子技术中的应用优势与开发研究

2018-09-20张翔

电子测试 2018年17期
关键词:仪器仪表存储器可靠性

张翔

(江苏旅游职业学院,江苏扬州,225000)

1 单片机结构

单片机属于集成电路芯片,主要是以集成电路技术为载体,融合具备数据处理能力的CPU、只读存储器的ROM、随机存储器的RAM、中断系统等各种构件,集中到微型硅片上,促使其可以形成健全的计算机系统。其中,单片器组成部分相对较多,具体如图1所示。

图1 单片机结构图

1.1 运算器

在单片机中,运算器是十分关键的部分,其核心在于二进制算数与逻辑运算部件ALU,主要通过暂存器、累加器、布尔处理器、程序状态寄存器等之间的有机配合,运算并处理数据信息。

1.2 控制器

所谓控制器主要包括定时控制逻辑电路、指令寄存器、译码器、SP、程序计数器等,控制器在中央处理器CPU中承担着十分重要的作用,即其运行的神经中枢,属于单片机的核心组成部分。中央处理器在获得指定地址之后,自动在ROM中抽出指令字节,然后放到指令寄存器内进行寄存,其中字节则会被译码器转换成各种控制信号,以此促使其可以在定时与控制电路中实现有机融合,以此形成相应的控制信息。

1.3 存储器

部分型号的单片机存储器主要是由256个存储单元所构成,其中不同存储单元间所对应的地址大不相同,所以,促使其具备256个存储地址。其中,存储器在存储数据的时候,存储单元主要是利用16进制数表示,也就是八位二进制信息。

2 单片机在电子技术中的应用优势

2.1 保证可靠性

为了确保单片机应用的可靠性,部分厂家已经开始尝试在设计中添加各种新型技术,就现阶段应用最为广泛的EFT技术。这是一种以单片机为基础的抗干扰技术,其功能主要是以正弦信号为载体得以实现的。EFT震荡电路在运行过程中,如果正弦信号受外界干扰,波形则会自动形成毛刺信号,用户在接收到其告警时,就可以及时处理单片机系统的干扰状况。另外,在单片机设计过程中,适当融入可靠性较高的技术,有助于深入开发电子技术,促使其可靠性大大提高。

2.2 延长使用寿命

随着半导体技术的不断进步与发展,其在很大程度上推动了MPU的快速更新,新研发的CPU核心则会在I/O功能模块的推动下,得以丰富。而CPU核心产品的不断增加,进一步加快了单片机8位、16位、32位类型的快速发展,以此为用户提供了更加多元化的单片机类型。用户在通过单片机开发电子技术产品的时候,可以切实依据自身需求,合理选择单片机,确保能够满足电子技术开发的多样性需求。就调查显示,通过利用单片机开发的电子技术产品,其使用寿命明显延长,也就延长了电子技术的可利用时间。

3 单片机在电子技术中的应用

3.1 在仪器仪表中的应用

现阶段,在仪器仪表领域,开始朝向智能化发展。在此领域,单片机由于体积小、高度集成度、可靠性等优势,得以在仪器仪表中被广泛应用,可以在很大程度上促进仪器仪表行业的稳定发展。而且,随着单片机的应用,可以进一步推动仪器仪表实现智能化与数字化发展,以此提高其在处理、测试、控制等方面的功能。在航空领域,利用单片机技术,可以明显提高仪器的准确性、可靠性、集成性,通过提高航空电子系统的智能化水平,有效保障人们的出行安全。

3.2 在医疗器械中的应用

在医学技术的推动下,人们生活水平不断提高的影响下,人们开始十分注重身心健康。而单片机以其自身独特优势,切实应用与医疗器械中,可以有效准确分析各种疾病,这样不仅可以提高设施设备在疾病诊断上的准确性和可靠性,还可以做到对症治疗,有效降低误诊和漏诊等不良现象。并且,合理利用单片机,可以促进医疗设施设备结构实现自动化与智能化发展,即在超声波检测中的应用,在诊断疾病时,准确性与可靠性十分突出。

3.3 在工业控制领域的应用

在现代化自动化控制技术快速发展的推动下,单片机在工业控制领域中实现了广泛应用。尤其是在核工业与电力高压等特殊工种作业环境下,很容易威胁人体健康,因此,必须实现自动化作业,以此降低人体危害。所以,单片机由于其自身的独特优势,得以在工业领域备受青睐。单片机通过采集和控制数据信息,可以实现智能化控制与管理,即在自动报警、自动喷漆、流水线作业等各个系统中的广泛应用。

4 单片机在电子技术中的开发

4.1 CPU开发

(1)开发单片机中的CPU总线宽度

中央处理器CPU的地址总线宽度直接决定了寻址的具体范围,而数据总线则进一步决定了单次可以获得的数据长度。初期时,CPU地址总线宽度只是8位,而在实际需求不断增长,科学技术快速发展的推动下,需要扩展为32位或48位,甚至是更高位,这样一来,就能够有效完善单片机信息梳理功能缓慢的问题,提高信息梳理效率与速度。

(2)开发中央处理器CPU的实际结构

以前发挥单片机的功能是以CPU运行为基础的,但是,经过开发与改进之后,可以同时运行2-3个CPU,从而大大提高单片机的整体性能。

4.2 程序开发

嵌入式系统的合理应用得到了大力推广,其对单片机开发已经不再单纯地局限于裸机环境。就某种意义而言,单片机程序操作能够在一定程度上自动执行各种指令。因为单片机处理、存储、传递数据时,优势突出,能够保证计算机在任何环境下得以正常有效运行,可以快速、准确地采集外部数据,且高效性较强。另外,还可以进一步实现数据处理和逻辑分析,以此提高单片机的应用效率。

4.3 存储器开发

所谓存储功能实际上就是单片机中最强大和实用的一大主要功能。所以,开发单片机应该侧重于存储器。而具体改进与开发需要以传统存储器读写功能为基础,强化探究闪速型存储器,而新型存储器既能够实现静态读写,又能完成动态读写,从而明显提高存储性能,防止单片机掉电的时候,导致信息被丢失,进而大大提高单片机的有效与便捷性。

4.4 计算机开发

任何单片机都具备一定的通信接口,以此为载体能够有效连接单片机和计算机间的数据,并提供更加准确、有效的数据信息,从而为计算机网络与通信设施设备的合理应用奠定坚实的基础。所以,如果想要进一步优化和开发单片机,应积极分析并应用计算机系统,通过连接通信数据,实现数据传递。

4.5 C语言程序开发

如果为了保证单片机在十分复杂的计算机与控制环境中,依据可以正常有序运行,必须全面采取有效措施,优化开发C语言,并大力开发单片机,促使其实现广泛、全面应用,在电子技术中,得以充分发挥高效作用。

猜你喜欢

仪器仪表存储器可靠性
《仪器仪表用户》稿约
《仪器仪表用户》稿约
静态随机存储器在轨自检算法
可靠性管理体系创建与实践
5G通信中数据传输的可靠性分析
高速公路机电设备维修常用仪器仪表的应用
基于可靠性跟踪的薄弱环节辨识方法在省级电网可靠性改善中的应用研究
可靠性比一次采购成本更重要
存储器——安格尔(墨西哥)▲
仪器仪表业今年产销增幅或达15%