市场经营环境下单片机的现实应用与未来发展

2020-12-31梁爽

数字通信世界 2020年7期

梁爽

（重庆大学光电工程学院，重庆 400044）

1 单片机的简述

单片机由存储器、控制器、运算器和输入输出设备四个部分构成，简单来说就是既具有一般电子元器件的功能，又兼具计算机计算、存储、自动控制等功能的大功能集成电路。

首先，相较于其他一般性的嵌入式系统，单片机的集成度处于较高水平，这使得其以微小的体积取得了较大的空间优势，并在新时代的工业制造中具有明显的物理特征。其次，单片机具有较高的性能比，协同其较强的控制能力，使其能够对微小数据进行有效甄别、高效计算与快速处理，极大提升其运算效率，精简了其他嵌入式系统的部分冗余过程[1]。再则，单片机的内部电路设计使用到了抗干扰技术，这种技术很好的保证了其适应性、稳定性、精确性保持着强劲水平。面对多变复杂的运算处理环境，单片机能够依旧保持良好的工作状态，而不轻易受周围因素影响，为精准的计算与输出结果提供了有效保障，被普遍认为是可靠度处于高水平的集成电路[1]。最后，单片机以低廉的造价、较低的耗能，在实际工业生产中赢得了较好的青睐与运用，且单片机的生产对于环境影响较小，使得其经济性与环保性有机结合，在我国众多领域尤其是重工业制造、微小企业生产线中广为运用。

2 单片机与我国市场经营环境

当前，单片机的主要产品在市场中门类繁多、品种广泛。单片机的产业发展已经与经济发展密切联系、不可分割，逐渐了形成了一个欣欣向荣的市场体系。从家庭生活用品，到日常办公用品，再到企业生产制造，乃至医用、国防等，单片机的具体应用可谓无微不至。尽管现在有部分观点认为单片机的持续研发不利于技术的再度进步，但是其确实是当下经济生活中不可分割的部分。譬如，部分人提出，8位单片机必将逐步退出历史舞台。然而，现实是8位单片机依旧在市场环境中占有较大比重，尤其是部分产业已经与其性能形成了相互依赖的关系。此外，这类传统单片机也朝着性能改善、智能模拟等方向发展，而不是一成不变地处于市场环境中。因此，在未寻得合理过度策略前，必须仍旧牢固稳定单片机的研发和制造体系。但是，单片机的市场体系重点在于其供求关系仍然处于不平衡之中，尤其是对于基础性产业，单片机在实际应用中举足轻重。但根据有关数据，目前我国的实际供应量仍然远远低于当下市场的实际需求量。近年来，受生产原材料、人力资本等因素影响下，这一差距仍旧在持续增长。因此，单片机的应用市场仍然较为光明。

中国市场经营环境具有三大特性，是单片机在我国能够继续长远发展的最大保障。第一，中国市场内生动力强劲，为单片机提供了广阔的市场资源。中国人口众多，始终保持着高度的内需，能够不断促进经济持续增长。当今中国处于百年未有的大变局中，面对中美贸易战、英国脱欧、世界经济持续低迷等市场不稳定现象，中国市场仍旧保持着增长的态势，这一有利因素为单片机的长期使用奠定了稳固的基础。第二，中国市场环境优良，为单片机的发展提供了高效保障。就国内而言，近年来，中国政府始终坚持两手抓的市场管理措施，不断推动供给侧改革，推动市场制度革新，营造了公平、科学、合理、高效的市场环境[2]。通过设置产业孵化园、建设开发高新区、完善人才引进机制等措施，为中国市场的持续发展注入新活力。就国际而言，一带一路建设、人类命运共同体、中国智造等一系列宏伟战略思想为中国单片机走向国际化市场、走向高端制造业提供了广阔的空间与平台，直接搭设了国内单片机市场与国际单片机市场的沟通渠道。第三，中国市场未来发展态势良好，这为单片机的发展提供了高效保障。2020年，中国即将全面建成小康社会，中国社会对于高端制造业的需求也会进一步增长，这为中国工业产业链的持续更新换代提供了不竭动力。面对中国市场需求的持续变化、中国产业发展的不断优化，过去产能消耗大、效率低下的部分元器件将退出历史舞台，低功耗、高性能的单片机的研发与应用显然成了中国市场的焦点。

3 单片机在市场中的实际应用

3.1 家用电器智能化

家用电器是我们日常生活必不可少的物品之一，提高家用电器的工作效率可以为人们在生活中节省不少时间。单片机的应用可实现家用电器一体化，可使家用电器从人工控制方式转变智能化控制方式。单片机在家用电器中的应用分为两种，一是提高家用电器的工作效率，另一个是提高电器本身的功能和性能，所以在家用电器中，单片机的使用较为广泛。

3.2 工业控制自动化

工业生产领域也是单片机应用最为重要的领域之一。在工业生产过程中，单片机的主要作用就是和计算机建立连接以及建立管理模型，利用数据采集功能和过程控制功能，形成一个自动化控制管理系统，以便企业降低人力成本。同时，单片机带来的工业控制自动化优势不仅在此，它还能解决部分特殊产业操作危险性高、操作空间污染大、威胁人体健康的问题。如核工业、高压电力作业，在这些产业中，一旦人工操作出现失误，就会出现严重事故，危及人身安全。如粉尘产业，操作车间空气质量差，若采用人工操作，长期处于低质量的受污染的空气环境中，会对工作人员的身体造成损伤，而将单片机技术使用到粉尘产业中就会解决这一问题。

3.3 仪表测量稳定化

随着社会科学技术的不断进步，产生了智能化仪器仪表等很多新兴技术。在智能化仪器仪表中，也出现了单片机的身影。单片机在这一方面的应用也发挥着十分明显的优势，可使整体技术在实际应用过程中表现出持续性扩展优势，并且在整体仪表数据分析方面能够得到综合性协调状况，使得仪表测量更加稳定。科学技术的快速发展带动了单片机应用能力的提高，而单片机的迅速发展，也在一定程度上改变了传统测量仪表仪器的测量精度，让测量仪器的使用更加简单。

3.4 公共服务科学精准化

单片机的应用除了在家庭、工业、仪表领域，在公共服务领域有着更加广泛的应用，如医疗、农业节水灌溉、公共安全等方面。医疗是民生大事，人们看病诊疗也是日常生活所需，而随着人们生活质量的提高，人们对于优质的医疗保健的需求也越来越高。在医疗方面，单片机的应用又可分为医疗设备、患者信息档案化、医疗影像数字化等方面。将单片机技术应用到医疗设备中，如超声波检测、分析仪器等。一方面，通过单片机技术可以提升这些设备的质量，另一方面，通过这些设备可以极大提高医生治疗的效率，节省病人诊断的时间，同时也能提升医生诊断用药的安全性。借助单片机技术将患者信息档案化更是能够科学有效地管理患者信息，甚至能在各个医院间共享，形成云档案。在医学影像中，应用单片机技术并与电子信息技术结合，将医学影像结果以数字形式输出，并方便快捷地进行传输、分类、存储，为互联网医院等远程治疗形式提供了技术保障。总而言之，单片机技术在医疗方面的应用使得高科技医疗广泛发展成为可能。

4 单片机的未来市场发展趋势

目前半导体技术迅速发展并愈发成熟，以此为基础的各种单片机产品种类也得以不断丰富。单片机技术具有较为悠久的发展历史，目前单片机的类别主要有：高速型、高稳定型以及低成本型等。现阶段不同型号的单片机，例如51单片机、AVR、STM32等，也已经在家用电器、工业控制、仪表测量等领域中得到广泛应用。虽然在型号上存在一定的差异，但是其内部原理及大致结构都是一致的，其区别在于性能各有侧重。所以单片机的发展趋势在于将其不同特点放大，形成尖端化产品。