基于电子技术的嵌入式单片机应用分析

张应华

（焦作师范高等专科学校，河南 焦作 454150）

0 引言

嵌入式单片机系统，其有着体积小、耗能少、可靠性高等特点，在电子技术领域，不断地提高研发新的技术产品，嵌入式单片机的研究运用与电子技术的发展往往联系在一起，成为技术者和学者研究的热门，可见嵌入式单片机技术在电子技术中的运用价值。本文将就此展开探讨，以期望能更好的实现电子技术的多元化，从而能使其在各行各业中发挥强力的推动作用。

1 单片机的概述

1.1 单片机的构成

虽然从整体上来看，单片机的体积很小，但是”麻雀虽小，五脏俱全”，它包含了中央处理器、存储器、运算器、控制器等核心部件。它实质上就是一种嵌入式的系统，如果想要使单片机的功能发挥完全，那么就需要我们更加深入的了解单片机的组成构造[1]。

首先，对于单片机来说，其最为核心的部位就是中央处理器，几乎所有的指令语句都是经过中央处理器之后进行分配和发布的。其次，存储器的存储功能和对地址的分配都是通过单片机中256个存储单元来实现的。另外，所有的数据也都是通过存储器来实现调用和存储的。

第三，运算器使用二进制算法对所存储的数据进行科学有效的管理。最后，单片机的另一个核心部件就是控制器，它控制了单片机系统的神经中枢，用于对发布的指令进行储存。它包含了指令存储器、地址存储器、程序存储器等等[2]。

1.2 单片机的原理

单片机是通过控制指令的方式来完成工作的。其所控制的这些指令是需要工作人员写到它的存储器中的，之后，再通过和存储器的关联单片机就能够进行工作，存储器就可以输入信息参数。通过指令代码，可以完成与其相对应的工作。另外，对于指令的长短来说，它会给单片机的工作效率带来较大的影响。

1.3 单片机的主要特点

首先，单片机的最为主要的特点之一就是”芯片虽小，而五脏俱全"。单片机的内部设置的有程序存储器、数据存储器以及各种不同的接口电路。然而大型的处理器运算速度比较高，运算器位数较多，处理能力较强，但需要在外部配置接口电路。

其次，对于一般情况下，单片机的主频大约都是在100MHZ以下的，因此它适合用于独立工作的小型产品之中，引脚数量从几个到百余个[3]。

最后，单片机还具有应用简单、灵活，并且可以用汇编语言以及C语言来开发有关单片机的产品。

2 当今时代单片机的发展优势有哪些

2.1 单片机的特点及优势

单片机的体积比较小，它的结构相对来说比较简单，但是它的功能相对完整， 内部芯片可以作为计算机系统，应用起来很快捷方便。除此之外，单片机有着较高的集成度，可靠性相对来说比较高，即使单片机处于长时间的工作也不会发生故障，产生的难题比较少。最后它在使用的时候低电压、耗能少，是人们在日常生活中的首要选择，为生产与研发方面提供了方便。单片机对数据的处理和运算能力相对来说比较强，可以在各种环境中使用，且有着较强的控制能力[4]。

2.2 单片机可使系统的可靠性与稳定性增加

单片机能够增加使用系统的可靠性与稳定性。当系统的可靠性与稳定性受到一定程度影响的同时，也会使系统的分辨率以及其灵敏度受到极大的影响。但如果使用单片机，就可以有效的使系统的可靠性和稳定性得到很大的提高[5]。另外，我们还会在单片机上使用EFT抗干扰技术以保证电子技术的安全性和可靠性。使用了EFT抗干扰技术后，如果受到干扰，那么EFT就会释放出刺激信号进行提醒，这一技术使系统的安全性和可靠性又得到了进一步的提高。

3 单片机在电子技术中的应用分析

由于科学技术的不断发展，人们的生活质量水平得到了”飞”一般的发展，其中最为显著的现象就是利用单片机中电子技术的工作原理来是我们的社会中的许多东西不断的发展，不断的使其更加智能化。例如，将其应用于医疗卫生领域，工业行业和家用电器等等。其中在我国家用电器的市场中，单片机中电子技术的应用是最为广泛的。因为它使我国的家用电器不断的进行更新换代，功能也变得越来越多，并且也变得越来越智能化。比如，全自动洗衣机，它是根据单片机中电子技术的工作原理来对不同的衣服进行分类，并且会自动选择合适的洗涤等级，最后再根据衣服的脏污程度选择合适的洗涤时间;另外，单片机中的电子技术还可以实现对微波炉、冰箱、冰柜、液晶电视等等的家用电器的控制功能。以下是对单片机中电子技术在不同领域的具体应用分析。

3.1 在医疗卫生领域中的应用

现如今，社会上各行各业的发展都相当迅速，人们的生活质量水平也随之不断提高。同时，人们对自身及其家人健康情况的在意程度也随之增高。因此，医疗行业为了使人们的需求得到满足，从而尽全力地去不断地完善医疗水平。特别是在如今这个大数据和人工智能技术的支持下，我们可以将单片机作为医疗器械的中心，然后再发挥单片机所具有的优势，进而使患者的身体数据和患者的身体状况得到更全面的记录。医护人员可以通过这利用”一对一”的方式采集得到的比较精准的数据来诊断出患者的病情，之后，在通过查询实际的病因来寻找到更加完善的治疗方法与治疗手段[6]。以上就是单片机在医疗卫生领域的应用，它的应用一方面使得我国的医疗水平得到了极大的提高，另一方面使得我国的医疗行业得到飞跃的发展。

3.2 在工业行业的应用

在工业上有许多高空作业或危险度很高的工作，这些工作十分危险严重的甚至威胁了人们的生命，但这些工作又不得不做。不过随着自动化的发展 工业行业的自动化水平不停的提高。相当一部分工作都完成了自动化的改革，解放了人类劳动。将单片机应用与工业行业相互融合，提高效率。高效率的开发和利用单片机的优势——数据采集和实时监控[7]。方便实现工业的自动化的生产和无人化的监管制度。

3.3 家用电器的应用

单片机具有消耗能量少、体积小等优势，所以被用于家用电器的设计和使用中。将单片机与家用电器结合在一起可以实现电器的自动化智能化操作，解放人们的双手。使用家中的无线网络，与单片机连接就可以实现对家用电器的操作，实现对房间所有电器的使用，帮助人们完成一系列的卫生服务[8]。例如:当我们在公司或回家的路上的时候，我们就可以用手机或电脑操控家里的电器设备，用扫地机器人扫地、打开空调、热水器加热等。这时候有着单片机的家用电器就可以工作为我们服务，方便了我们解放了双手。

3.4 在智能仪表中的应用

因为经济发展的不断提升，人民生活水平越来越高，对于生活品质的要求也随之提升。所以我们对于自己需要的东西的准确性越来越高。所以智能化的展业也越来越迅速。单片机具有高度集成化的特点。非常重要的又高效率的提高了智能仪表的发展和更新。通过智能化的控制控制平台，提高相应设备的发展和控制能力，强化智能设备的分析问题和和处理问题的效率及能力[9]。由于单片机的可靠性和集成度都比较高，在航空航天需要提高仪表盘的控制能力和精确度，从而提高智能化水平，降低事故的发生。

3.5 在电话中的应用

单片机是整个电话遥控系统的核心，系统所有电路都是在他的控制下进行工作的。以下是一个关于使用ATMWL公司生产的AT89C51单片机的例子，这个装置最大的特点是它的片内含有Flash存储器，并且和MCS-51兼容，有一个8位准双向I/O端口;有两个16位可编程的定时器/计数器，它们具有四种工作方式，AT89C51使用的是40脚的双列直插封装( DIP)方式，当作高性能的单片机，由于其受到引脚数目的限制，从而导致许多的引脚具有第二功能[10]。

4 结论

在现在这个科学技术高速发展的时代，电子技术也一直保持着持续不断地发展态势。而单片机作为嵌入式系统中的鼻祖，其具有体积小，功耗低，安全可靠等许多优良的特点，这些特点也使其在如今仍然具有相当广泛的应用。此外，它在实用性，复杂性，和高效性等方面都达到了一个前所未有的高度。所以继续更加深入的学习和了解它是我们义不容辞的责任。