单片机在电子技术中的应用和开发

摘  要：在我国社会经济快速发展的过程中，各种各样的电子产品，能够极大地丰富人们的日常生活，提高社会生产力。将计算机系统与电子技术有机结合，能够提高电子技术的智能化自动化水平，确保电子技术的快速发展。作为一种集成电路芯片，其自身的体积小、灵活性更高，在电子技术领域中被广泛应用。本文通过对单片机在电子技术中的应用与开发进行分析，可以促进单片机应用质量的提高。

关键词：单片机;电子技术;驱动系统设计

中图分类号：TP368.1      文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2019）15-0057-02

Application and Development of Single Chip Microcomputer in

Electronic Technology

XU Lei

（Sichuan Instrument Industry School，Chongqing  400702，China）

Abstract：In the process of rapid social and economic development in China，various electronic products can greatly enrich people’s daily life and improve social productivity. The organic combination of computer system and electronic technology can improve the level of intelligent automation of electronic technology and ensure the rapid development of electronic technology. As an integrated circuit chip，it has small size and higher flexibility，and is widely used in the field of electronic technology. In this paper，the application and development of single-chip computer in electronic technology are analyzed，which can improve the application quality of single-chip computer.

Keywords：single chip microcomputer;electronic technology;design of driving system

0  引  言

當今社会，人们的生活与工作越来越离不开电子技术的支持，无论是人们日常生活中所使用的智能移动终端设备、日常家用电器或者是工业领域中广泛应用的仪器仪表等，这些都属于电子技术的范畴。随着电子技术的快速发展，为了能够适应嵌入式应用的需求，单片机技术在电子技术中的应用也成为必然趋势。

1  单片机的主要构成和特点分析

单片机主要包括一个运算器和控制器两个部分，其中运算器主要以LU部件作为核心，能够实现二进制算法，还应该包括存储器、寄存器和累加器等作为辅助软件控制器，必须包括CPU神经处理系统，其由逻辑控制电路、编译器寄存器等共同组成。整个单片机能够将这些复杂的元件集成在非常小的芯片上，具有高度集成、体积小、可靠性高的优点，在实际应用的过程中，单片机自身电压更低、功耗小、便于携带，具有易扩展性。单片机作为在工业环境下的数字运算管理系统能够集存储、逻辑运算、顺序控制、定时技术等操作指令于一体，可以利用数字信号或者模拟信号的方式，对机械设备快速控制。单片机自身的运行更加的安全可靠，抗干扰能力比较强，整体的功能配套齐全具有强大的适应能力，单片机控制系统可以在电站功率系统管理中更好的应用。

单片机作为一种小型的计算机系统，具有优良的特点，广泛的应用在诸多领域，例如家用电器、工业控制领域、医疗器械、仪器仪表等方面，现在已经得到很好的应用，取得了很大的成果，为下一步的开发奠定了基础。例如：在电视机上采用单片机技术可以使得足不出户的进行大型智能游戏的控制，选择频道方式更加便捷;微波炉可以实现食物的自动选择加热时间以及温度;洗衣机自动根据衣服材质、赃物程度，选择洗涤剂的用量、强度、时间等。

2  单片机在电源功率控制系统中的应用

整个电源功率管理系统可以对电力系统有功负载自动分配，确保在不同的工况条件下也能够保证用电设备稳定运行。通过电源功率管理系统，可以对船舶电力系统运行的故障快速诊断，及时的对所有的主配电板和断路器状态自动控制，如果发生故障能够立即停止运行，发出报警信号。通过对配电板发电机等电源系统的电压和频率实时的动态监测，也能够为电源功率管理提供可视化的方案。利用电源功率管理系统，还可以实现大负荷启动、非重要负载自动脱扣等功能，确保在大功率运行状态下保证电力系统的稳定运行，在避免出现断路问题的同时，电源功率管理系统还能够实现功率限制功能，确保发电机和变压器在绞刀功率过大或者移速过快的工况下不过载。为了能够确保整体的经济性和安全性，必须要通过设置变频调速装置来保证系统的稳定性，由于变频器输出为脉动电流，其脉动有效值要比工频供电的有效值更大，在变频容量选择的过程中必须确保系统的余量足够。

在驱动系统设计优化过程中，必须要经过严密的计算来选择变压器和变频器的具体容量，通常情况下用水下泥泵驱动变频调速装置，包括一台2750kV的三绕组变压器，电压等级为690V，一套额定功率为2×1500kW的12脉冲水冷多传动变频器和两台额定功率为2×1200kW的变频调速电机。

在整个驱动系统设计的过程中，可以通过运用西门子船用12脉冲水冷6SL3系列变频器，将所有90kW以上的电机转变为变频器启动系统。在船只变频器设置时，由于受到使用环境的影响，变频器必须要具备耐高温、耐腐蚀的性能，在变频器室内应该保证恒温恒湿，避免变频器产生结露的问题。

通过对电力推进系统进行优化，能够有效提高电力运行水平，在保证安全性和可靠性的同时产生的噪音比较小，具有范围更大、驱动力更足、体积更小、布局更灵活等优点，非常符合工程船舶发展低排放、节能环保的需求。

在电力系统中，常规的电磁环境，并不会对其他的设备造成干扰，而由于整个电力推进系统的设备运行非常复杂，导致电磁兼容性问题，对电力推进系统产生明显的影响，很容易造成电力推进系统出现运行故障，必须要加强对电磁兼容性问题进行妥善处理，要通过对大功率设备和船舶敏感设备进行分开安装，避免同设备之间产生干扰。在电力推进系统设备电源选择上应该采取隔离或者滤波辅助电源的方式，能够尽可能地减少与敏感电子设备共用同一电源。

在发电设备、电动机底座、开关机柜外壳、金属照明外露等设备上，都应该采取可靠接地的效果，根据金属接地与导体船体相连的特点能够尽可能地缩短兑现，起到接地阻抗最小的目的。在电缆敷设方面要将不同等级的电力电缆分别敷设，还应该加强对电力电缆和信号控制进行分层隔离，尽可能地与信号控制电缆保持一定的距离，如果控制电缆和电力电缆出现交叉的时候，则必须要形成90°。如果与变频器无关的电缆，则应该尽可能远离变频器，避免对变频器的输出造成影响，电机部分必须要独立走线不能够利用单芯电缆，这样能够尽可能地减少变频器输出所产生的电磁干扰。通过缩短电力电缆长度能够有效抑制电动机，产生尖峰过电压的问题，可以尽可能地减少电磁干扰现象，如果必须辐射较长的电缆，则可以增加滤波器。通过控制电缆避免与电力电缆平行布线能够有效抑制控制信号造成的影响，否则必须要将控制电缆与电力电缆之间保持一定的间隔。

在模拟信号布线的过程中必须利用双绞线双屏蔽线，要使用单独的屏蔽绞线，对于低压数字信号线来说，也应该采用双屏蔽电缆线，通过使用单屏蔽多对双绞线，能够有效减少数字电缆之间的干扰。

3  单片机在电子技术中的开发

单片机在电子技术中的开发和应用，能够有效地提高计算机数据通信的质量，而且确保设备之间都能够通过单片机进行自动化控制，另外也可以利用C语言对整个计算机程序进行优化，从而提高单片机运行的效果，通过单片机的应用能够提高产品的稳定性，而且单片机的使用寿命更高。在单片机运行的过程中，具有比较强的抗干扰性能，可以减少噪音和频率的变化波动情况，同时单片机的运行速度也能够得到提升。通过对单片机的内部时序进行改变，但是却并没有影响时钟频率，所以可以有效提高单片机运行的整体速度，单片机自身的运转非常的可靠，因为具有EFT抗干扰技术和低噪声布线技术，能够确保单片机的应用范围得到有效提升。OTP掩膜作为单片机产品发展成熟的标志，能够实现一次性写入单片机内部，确保整个单片机的制造成本得到有效控制，而且也能够缩短生产周期，许多的单片机目前都采用编程技术，通过利用裸片或者表面贴片技术可以快速的实现批量写入。

4  结  论

本文通过对单片机在电子技术中的应用和开发进行深入的分析，能够明确单片机的主要构成和具体的特点，并且对单片机在电功率控制系统中的实际应用进行说明，可以有效促进单片机的整体应用效果，最后总结了单片机在电子技术中的开发，可以确保单片机的发展水平得到全面提升，进一步提高单片机的应用效果，促进我国的电子技术产业发展水平不断提高。

参考文献：

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[2] 童严，周元超，郭健，等.单片机在电子技术中的应用 [J].山东工业技术，2019（5）：141.

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作者简介：许磊（1985.03-），男，汉族，重庆人，讲师，本科，研究方向：单片机应用技术。