单片机的电子技术应用及开发技术研究

2020-11-25文丽强

电子技术与软件工程 2020年17期

文丽强

（山西机电职业技术学院山西省长治市 046011）

现阶段，单片机已经被广泛应用在了人们生活的每一个领域中，在电子技术中，单片机具有非常多的优势和特点，诸如：可靠性高、体积较小等。所以，在今后的发展过程中，应该加大对单片机的研究，明确其在电子技术中的具体应用，了解以及分析单片机在电子技术中的技术开发，以保证能够对电子技术的整体发展有很一定促进作用。

1 单片机的构成以及特点分析

1.1 单片机的主要构成分析

所谓的单片机，俗称嵌入式微控制器，是集成在计算机电路芯片上的，是由具有一定数据处理功能的CPU 以及存储器等共同组合而成。虽然，单片机的整体结构相对较小，但是却涵盖了中央处理器以及存储器等各项控制所需要的设备。现阶段，随着现代化信息技术的发展速度逐渐加快，单片机的应用也越来越广泛，不仅能够有效促进仪器仪表自动化程度的提升，也大大提高了设备设施的自动化程度[1]。

从宏观的层面剖析，若想进一步分析单片机在电子技术中的应用和技术开发，主要应该明确单片机的具体构成。通常情况下，单片机是由很多部分共同组合而成，包括：控制器存储器。其中，对于存储器来说，具体是指单片机的存储过程中，依靠存储器来实现目标。在单片机中，一般会有256 个存储单元，并且每一个存储单元的存储器地址都各不相同，通过存储器的地址，可以有效开展后续的存放运算。而对于控制器，则是整个系统的神经中枢，包括：地址指针以及控制逻辑电路等。通过对控制器的应用，可以在使用期间良好的对信息进行控制，并命令其进行合理操作。针对运算器，实际是用来完成二进制的算术/逻辑运算部件ALU 为核心，然后加上累加器ACC 等[2]。针对累加器ACC，属于一个八位寄存器，是CPU 中工作频率较高的计算器。在开展算术以及逻辑运算的过程中，累加器ACC 大多会在运算之前暂存一个操作数，而在运算之后，则会对这一运算结果进行科学的保存。通过对寄存器B 的深层次分析可知，比较常用在乘法和除法的操作阶段。此外，标志寄存器PSW 是一个八位寄存器，用来存放运算结果的一些特点，诸如：无进位以及错位等。

1.2 单片机的技术特点分析

通过对单片机的进一步分析可知，其具备了很多技术所不具备的优势和特点，具体可以体现在以下几个层面。

（1）使用寿命长。对于这一特点而言，不仅仅是指在单片机的作用下研发出来的产品具有较长的使用寿命，同时也相比于微处理器设备，整体使用寿命要长一些。现阶段，半导体技术发展速度日益加快，致使MPU 也加快的更新速度。所以，较为成功的新型CPU 核心技术会随着I/O 功能模块而日益丰富，整体的生存周期会越来越长[3]。

（2）运算快速。依照MPU 的整体发展历程来看，其运作速度的提升，也意味着时钟比率会越来越高。然而，单片机其存在的差异较大，单片机的抗干扰性能较高，噪声较低。并且，单片机所追求的目标为时钟频率降低的情况下，运行速度也逐渐下。合理的优化和以及完善单片机内部时序，即便时钟的频率不提高，也能够促进运算速度的增强。

（3）减噪效果相对良好。单片机在实际的运行过程中，主体的可靠性相对较高。所以，与其他技术相比，单片机的应用领域以及范围也十分广泛。目前，生产单片机的厂家大多在对单片机设置期间，会强化对各种先进技术的利用，以确保单片机的可靠性能够合理提升[4]。其中，EFT 技术的科学使用，可以增强抗干扰性能，保证信号工作能够处于稳定的状态。目前，很多的单片机都将电源及地线的引脚安置在了相邻引脚上，很大程度上降低了穿过芯片的电流，也可以在印制电路板上布置去耦电容，有利于系统噪声的降低。

2 单片机的电子技术应用分析

2.1 单片机在家用电器中的实际应用分析

在社会的实际发展过程中，家用电器是保证建筑内部环境稳定性的基础，同时也是确保内部环境延时条件的关键，还可以根据家用电器的实际特点，为后续智能化环境的良好营造奠定良好基础。现阶段，随着城市化进程推进速度的不断加快，城市居民据生活质量的要求也越来越高，尤其是智能化概念，更是逐渐成为当代人工作以及生活中的重要一部分。其中，对于单片机的应用，是保证家用电器实现智能化控制的前提，可以为家用电器稳定功能的延伸易提供可靠依据，从而让家电环境可以更好的满足可持续发展需求。同时，在家用电器中，对单片机进行利用，也能够进一步促进自身性能条件的提高，针对工作空间的适应性，会提供一个较为完善的平台[5]。比如：现代智能电视，在功能使用层面，要远远高于传统的电视，其中数据分析以及转换，则是利用单片机所提供的智能化条件；在微波炉的实际使用过程中，时间的设定以及温度的选择，需要依靠单片机来实现。再比如：通过科学的运用单片机技术，在电视上，足不出户就可以便捷的选择频道方式开展大型智能游戏。对于洗衣机的应用，可以依照衣服材质以及脏污程度，自动选择洗涤剂的用量和时间等。在诸多的家用电器中，实现对单片机技术的高效应用，不仅为人们的生活带来了很大便利，也为智能化发展奠定了坚实基础。

2.2 单片机在工业控制领域中的实际应用分析

从整体的角度上分析和研究，自动化技术的应用以及完善，在一定程度上促进了工业生产质量的提高，也让工业生产环境得到了大幅度改善，实现了整体工作条件的优化，对工业生产的质量以及效率提升具有很大促进意义，也为工业控制领域的智能化发展提供了契机。其中，对于单片机的合理应用，能够确保在高危险工业区域当中具备良好的数据协调以及处理条件，从而能够持续性的落实工业技术。并且，合理应用单片机，可以让工业技术在使用期间，操作更加可靠且安全，以便工作的开展提供先进的经济统筹平台，让工业环境能够更好的满足当前城市经济发展需求[6]。比如：利用单片机构建自动消防系统能，可以基于环境变化提供的数据，来对单片机功能贯彻到智能化统筹平台，明确内部的情况，确保消防职能条件的落实可靠，进而为工业环境安全性提供稳定的平台条件。

2.3 单片机在医疗器械领域中的实际应用分析

通常情况下，医疗体系的合理建立，可以让整个城市功能环境更加完善，也可以提供较为健全的治疗方案，以保证城市经济建设能够更加稳定有序，从而促进内部功能环境运行的正常性以及可靠性。其中，对单片机的合理应用，能够基于医疗需求的基础上，有针对性的对数据进行审查，精准的展开分析，以便能够促进整体医疗水平的提升，让诊断下药的精准度更高，从而为后续群众身体健康奠定坚实基础。同时科学的利用的单片机，还可以为医疗行业的稳定发展提供数字化档案，确保医疗行业的整体发展进程能够得到有效推动。比如：在超声波仪器检测期间，利用单片机，可以依据现象条件，确定患者的身体状况，实现整体观察环境的综合优化和完善，进一步对医疗效率进行提升，增强医疗的整体质量。

2.4 单片机在仪器仪表领域中的实际应用分析

整体来看，仪器仪表体系的建立以及发展，能够让整个工业制造水平大大提升。并且，基于此种背景下，强化应用单片机技术，可以让整体智能化技术具备可持续延时的优势，也可以基于内部集成以及可靠性，促进仪器仪表数据分析水平的提升，从而让自身设备能够朝着智能化以及数字化方向发展，实现监控环境完美且全面提高的目的。同时，利用单片机，也可以让整体功能环境得到巩固。比如：在航空工程内部的仪器仪表环境中，借助单片机，能够保证仪表条件的运行更加稳定、安全，大大降低事故出现的几率，很多程度上满足了当前航空电子系统发展的实际需求，也能以此为基础，为信息传递构建良好平台。

2.5 单片机在通信领域中的实际应用分析

在通信领域中，合理的单片机进行利用，一方面，手机语音。现阶段，手机的语音功能越来强大，而对于语音识别来说，其与单片机的使用有着紧密关联。对于输入的语音信息条目，借助该系统，可以识别以及进行相关操作。在音频入口有单片机，并在收集音频信息分析辨别之后，可以将信息下发到各个部件，从而完成相关操作。另一方面，电话录音。对于电话而言，除了在通话等层面有着良好的功能之外，还具备录音功能。在录音电话过程中，单片机可以对请求信号进行合理收集，并速的将控制信号发送出去。

3 单片机的开发技术分析

单片机在电子技术中的开发，具体涵盖的内容相对较多，主要有程序开发、存储器开发以及CPU 开发等。并且，实现单片机在电子技术中的开发，可以保证单片机即便是在较为复杂的计算机以及控制环境下，也能够稳定的进行和开展。

3.1 CPU开发

在对单片机具体开发过程中，CPU 总线宽度可以让单片机的信息处理功能缓慢问题得到有效改善，大大促进了信息处理效率的提升。同时，也可以促进信息处理质量的提升，不断提高开发的速度，改进中央处理器的现有结构，从而达到同时运行两个CPU 到三个CPU的目的和效果，进而保证单片机的整体性能能够得到全面增强。

3.2 程序开发

嵌入式系统的科学应用以及广泛推广，对程序在开发过程中的要求也越来越高，能够自动执行各种指令。只有这样，才可以精准且快速的将外部数据采集出来，以便单片机的整体应用效率能够得到大幅度提高。

3.3 存储器开发

在对单片机应用以及开发过程中，应该从眼下着手，强化对基于系统内存读写功能的新内存的探索，不仅能够实现静态读写，也可以达到动态读写的目标，从而使得存储性能能够得到有效提升。

3.4 计算机开发

在对单片机具体应用的过程中，通过分析开发单片机的流程，也应该强化对计算机系统的应用，通过连接通讯数据的方式，让数据得到良好传递。

3.5 C语言程序开发

合理优化开发C 语言，可以让单片机在较为复杂的计算机以及控制环境下，能够高效且稳定的运行，大大促进了其广泛应用以及推广。

一般而言，在应用传统单片机技术期间，大多是以八位机为主要的开发方向。然而，由于半导体技术以及CPU 技术发展速度的不断加快，水平也越来越高，并且逐渐朝着16 位、32 位等方向发展。同时，由于技术进步速度的日益加快，单片机的抗干扰性能也越来越高，速度不断提升。比如：EFT 驱动技术的合理应用，能够有效对单片机内部电路信号干扰程度进行减少，也可以达到有效降低噪音的目的和效果。由此可以看出，无论是单片机的品种，还是质量，近年来都得到了很大程度的提高，再加上技术发展速度的不断加快，客户可以依照自身需求，有针对性的对单片机系统进行选择。

在对单片机开发期间，为了能够保证开发的实效性和可靠性，应该综合的考虑适用的环境以及性能等特点，确保能够开发出更好满足企业需求的自动化系统。通常情况下，如何对型号展开选择，诸如：8501、PIC 等办法，型号不会因为型号的不同而产生很大的差异性，所以应选择一种型号，实现举一反三。同时，在对编程语言选择的过程中，可以采取C 语言。因为程序具有良好的可继承性，基于模块化的设计，能够进一步提升管理工作的质量和效率。此外，在开发过程中，还应该对驱动电路设计以及系统干扰等设计进行综合考虑，保证通过设计开发单片机，最大限度的达到企业实际需求。