单片机在智能仪器仪表中的应用

方洋 湖北工程学院新技术学院

引言：伴随着当今计算机技术的快速发展，智能仪器仪表也得到了发展的技术支持。单片机在智能仪器仪表上的应用越来越普遍，这既有利于提升仪器仪表的性能，大大增加工作效率，同时也有利于企业经济效益的健康稳定发展。因此，研究单片机在智能仪器仪表的应用特点和其未来的发展方向有重要意义。

1.单片机应用于智能仪器仪表的主要特点

智能仪器仪表目前往往是多重功能的集合，主要具备以下功能：能够进行复杂信号的采集、处理、输出等操作，从而使整体仪器的性能得到大幅提升；能够对仪器仪表自身进行自检及调试，具备适用预警功能，方便用户进行维修；能够实现测量量程的智能切换，增加数字的准确度及操作精度；能够具备多种形式的数据输出功能，满足不同数据处理需要；能够自检数据误差，提高工作效率；能够对特殊的信号进行准确时间、准确位置的收集，能够实现多指标同时检测。

将单片机应用于智能仪器仪表领域，能够促进智能仪表仪器向着功能全面化、操作智能化、使用便捷化等方向发展。应用了单片机的智能仪器仪表相比传统的仪器仪表优势十分突出，能够同时具备数据测量、数据处理、数据整合等功能。具有以下几个明显特点：

首先，单片机具有较强的控制能力。单片机对于数据具有较强的掌握能力，能够监测各重要指标的动态变化，是计算机系统中必不可少的组成部分。因此，当应用于智能仪器仪表时，也表现出了良好的数据控制能力。微机是主要进行数据测定等工作的部件，能够节约一定量的常规仪器中设置的开关与电路。例如有一种类型的单片机，能够进行布尔处理，同时还可以进行信号输入及输出的操作，凭借着这些优势单片机在智能仪器仪表领域中表现出较好的数据控制能力。

其次，单片机具有较为优秀的I/O功能。由于智能仪器仪表往往其内部设置较为繁复，一般都具有多种零部件。而单片机中的芯片可以保证智能仪器中的各部件有序进行工作，保证了智能仪器的工作效率。另外，应用单片机也能够简化智能仪器内部，大幅降低其生产成本及消耗。

并且单片机还能够快速处理数据，将单片机应用于智能仪器中，能够帮助智能仪器迅速准确得进行数据处理，提高了仪器的数据处理速度，并且能够完成较为复杂的运算。但当需要较高的数据运算能力时，对于单片机的配置要求也随之升高。

2.智能仪器仪表中应用单片机的主要领域及其特点

2.1 将单片机作为微型处理器应用于智能仪器中

在智能仪器仪表中，包括了单片机、微型处理器、数据储存器等部件。目前的智能仪器仪表已经不能满足于数据集取这单一功能，而是需要同时具备数据收集、数据处理、数据输出等多种功能，这样可以大大提高智能仪器的利用度，提升工作效率。而将部分部件的功能集合与芯片中，就可以使单片机作为智能仪器仪表中的微型处理器。这既使得智能仪器内部系统得到了简化，同时也能丰富其功能及应用范围。

2.2 利用单片机过滤干扰信号应用于智能仪器中

目前由于智能仪器仪表已经在实际生产中得到了较为广泛的应用，尤其是工业生产中，而其使用的环境往往较差，干扰因素较多且难以避免。数字滤波能够通过设备来过滤掉干扰信号，使新的信号输出，这一过程通过筛选出某一波段的数字信号并将其去除来得到需要的数字信号再进行处理。因此，将单片机的数字滤波功能安装在智能仪器仪表上，能够避免信号干扰，增加采集信号的准确性，提高了所得信号的可使用性，使得智能仪器仪表的运行更加高效。

2.3 将单片机应用于智能仪器仪表的自诊与设计中

首先，单片机可以应用于智能仪器仪表的初期总体设计上，如果要保证智能仪器仪表的功能性及其设计合理性，首先应当考虑所使用的单片机的性能及型号等。要在最初的产品设计时，对其使用的单片机的综合数据进行考核，并且要对其功能有全面了解，并且掌握其出现故障时的处理操作等。单片机还具有一定的自诊断功能，在智能仪器仪表发生故障时，能够通过自查提醒故障产生的部位等，便于用户检修。智能仪器仪表目前常常具有多重功能，因此在应用单片机时，应当设计其应用的主要功能，将总体任务分成子部分，分配各单片机按照指令进行不同的任务操作。

2.4 目前主要使用的应用单片机的智能仪器仪表示例

智能毫伏表是单片机应用的典型示例，目前能够实现一定范围的正弦交流电测量，拥有自动选用适合量程、自动进行数据单位换算、超载自动报警、自动归零等功能。对比市场上同类仪表，其性价比高、小巧便携、操作简易。逻辑分析器是目前对不固定、无法预测的一些数据故障进行分析的仪器。将逻辑分析器的各个端口连接在故障设备上，通过单片机进行区别分析和实时记录，寻找故障原因及故障部位，能够实现故障电路的确定和排除。这种逻辑分析器的核心部件就是单片机。

3.结束语

综上所述，近年来我国计算机技术发展速度较快，单片机技术将越来越成熟，其在智能仪表仪器领域中的应用领域也将不断扩展。单片机具有占用空间小、数据计算能力强、数据操控能力强的优势，能够是仪器仪表功能更加完整。将来单片机将会向着快捷、高效、精准方向发展，同时提升其工作效率及工作性能。单片机的应用将向着功能多样化、操作灵敏化方向不断发展。