单片机在电子电路设计中的应用研究

赵争

摘 要：在实现电子电路的设计时，创新发展具有现实意义。单片机作为一种具有数据处理能力的中央处理器，将其应用在电子电路设计中无疑会实现电子电路系统应用的高速率、多性能。文章就单片机与电子电路系统设计展开概述，探索单片机在具体的电子电路系统中的应用情况，为电子电路系统的优化升级提供经验。

关键词：单片机;电子电路设计;具体应用

0 引言

随着科学技术的不断发展，电子产品逐渐渗透到生产生活的各个领域，成为现代化社会建设的重要科学技术产品，也成为国家发展的动力。而事实上各种系统不同、性能不同的电子产品、电路系统，其电子电路设计理念不同、设计手段不同。但从整体上来说，我国现阶段的电子电路设计过程中还存在一定的问题，譬如创新性不强、智能化程度不高等问题。

科学技术的发展带动了社会生产力的提升，更是推动社会产业结构的优化转型。在新型产业结构中，电子电路系统发挥着至关重要的作用，更是朝着智能化、自动化的方向发展。单片机在电子电路系统的创新发展中发挥着不可忽视的作用，它作为一种集成电路芯片，将具有数据处理能力的CUP，與存储器、中断系统、定时器等都集成到了微型计算机系统中，形成对各行业电子电路系统的控制与保护效果[1]。因此，当前将单片机应用于电子电路系统中，使得系统的编程与运算效率都得到了提高，为各行业的电子电路自动化控制技术在技术水平上更形成了良好保障。

1 电子电路设计与单片机概述

1.1 电子电路概述

电子电路是指同电子器件相关的无线电元件组成的电路，其广泛地应用于各种电子设备中。伴随着社会信息化、自动化程度的加快，当前各行业在生产服务工作中都使用大量的电子设备、电子产品以及电力系统等。电子电路可以将复杂的电子产品内部的连接控制关系以简洁、直观的形式呈现出来，也可以提高电子产品内部结构的功能性。可以说设计越合理的电子电路系统，其能够取得的优化效果更加明显。例如在数字时代下，电子电路系统能够完成对数字信号的快速传递和处理，让各种数字化产品的功能、结构得到优化升级。而按照电子电路设计的相关技术可知，当前市面上常使用遗传算法，对该电子产品的各种功能结构进行分析，由此掌握可能存在的问题，继而针对需要解决的问题展开针对性的代码设计。这种设计方式下，可以确保电子电路内部结构更加合理科学，各个元件在实际的运行中都能够发挥出实际的功能作用。

1.2 单片机概述

单片机从本质上来说，是集合了多种功能的计算机系统，且单片机以集成电路芯片的形式存在，应用于自动化系统中起到了自动控制与保护系统的作用，所以能够为自动化系统提供安全保障与自动化性能保障。单片机主要由电源、漏电闭锁器、通信器、存储器4个模块组成，在自动化系统的控制与保护作用中每一个模块都发挥重要作用[2]。将单片机应用于电子电路自动化系统中，能够形成对系统的实时保护，对系统运行过程中的信号进行检测，从而及时处理系统运行中可能存在的故障。例如，单片机将系统中的电信号转化为电压信号，接着将电压信号放大为0.5V电压信号后备用并传输给单片机中央控制器，由电脑对信号进行处理后显示，从而起到系统运行保护效果。

2 单片机在电子电路设计中的应用意义

电子信息技术的发展在很大程度上促进了社会经济发展，在社会经济发展水平有效提高的当下，电子信息行业的深入发展更受到了市场的关注，所以实现电子设备的自动化控制技术的应用和发展也成了必然事件。就单片机的优势而言：首先，单片机系统结构简单，使用方便，能够长时间运行，并具有良好的环境适应力。其次，单片机的中央处理系统处理功能较强，处理速度快，也具有很强的控制作用与能力。最后，单片机具有低电压、低功耗的优势，在电气设备的电子电路设计中的应用能够减少该系统的能耗。例如，在数控加工设备中，由于该电子设备的整体结构较为复杂，其中的电子电路设计也较为复杂，若是按照传统的设计方案，安装相应的电子元件，虽然可以满足数控电子设备的功能需求，但是也相应地消耗了很多能源资源，更可能因为设计的电子元件数量多而使得该数控加工设备外形变大，不利于机械加工产业的微型化转型升级。另外在数控加工设备内部拥有各种回路的电子电路系统，在正常的数控加工工作中，一些不良的机械操作会引起整个电子设备产生故障。而将单片机安装在数控加工设备中，不仅能够形成对这一设备电子电路系统的自动控制和保护效果，而且能够及时发现电路示波器等运行的故障类型以及故障原因，及时预警并且采取相应的故障解决措施，自动断开电源，避免带来更严重的故障问题。单片机在电子产品电路设计中，起到重要的系统电路保护和电子设备保护作用。

3 单片机在电子电路设计中的具体应用

单片机应用于电子电路设计，能够保障该电路设备运行的安全性，提高该系统的可靠性和稳定性。具体应用如下所示[3]。

3.1 漏电保护应用

电子产品在设计应用中首先面临着就是安全性问题，不论展开何种电子电路设计，其都需要能够做好对产品安全性的保护;同时，电子产品在使用中存在各种零部件、涉及多种工作环境，不可避免的可能出现漏电安全故障。在电子电路设计中，必须能够形成漏电保护设计，采取相应的漏电安全预防措施。将单片机应用于电子电路设计，其能够起到漏电保护的积极作用。如以当前常见的温度测量仪为例，其需要即刻完成对被测对象的温度的提取和显示，并且需要具有较高的精确性。将单片机应用到温度测量仪中，可以不用像传统水银测量仪那样需要长时间的物理温度感应，而仅仅是通过靠近人体额头、手腕处就可以检测到人体的温度情况。这是因为单片机作为一个微型计算机处理器，其能够对接温度传感器，接收到传感器的信号并且处理这些信号。最后，将人体的温度信息利用阿拉伯数据呈现出来。从而起到快速精准温度检测的效果。与此同时，在过去的复杂电子产品的保护元件设计时，采用的是分立的元件，难以形成良好的电路保护作用。而在单片机的作用下，单片机所具有的高速率运算功能，可以及时完成对电路系统中的各种异常数值的检测，在极短的时间内完成故障判断，并且下达电流运行信号，达到快速合闸，关闭检漏回路的效果[4]。

3.2 实现电子设备自动调节控制

各种电子设备中都需要通过电子电路来完成工作作业，随着社会自动化、智能化水平的提升，当前越来越多的高性能的电子产品被应用到一些特殊行业中，由此提高这些特殊行业的工作效率和工作安全性。在传统的电子电路设计中，其存在各个功能模块反应速度慢等问题，同时各个电气设备也不能够展开动态化的运行管理。对此要求通过电子电路的自动化控制设计，满足个性化生产服务的需求。在一些行业的风机设备的电子电路设计中，由于不同生产阶段和生产规模中对于风机的风速、风压等需求是不同的，若是单纯地依靠人力来完成对风机设备的调节，则生产效率不高。实现对风机电子电路的智能化设计，提高其自动控制作用成为当务之急。在电子电路设计中安装单片机，其能够形成对风机的运行电路进行参数调节和控制，由此提高对风机调节和控制的精确性。

3.3 实现电子设备系统的功能优化

电子电路设计中要求能够满足单一操作的要求，即能够通過简单的操作就完成电子设备的系统功能。但是电子电路设计在功能作用中却要求能够实现综合化发展。当前单片机在电子设备系统中的应用，其能够起到完善电子设备系统安全功能、显示功能、预警功能等辅助功能，更好地推动电子设备系统的智能化，精细化发展。如在电气设备的电子电路设计中，单片机能够以在线监控的方式展开对电气设备的电子电流进行计算，一方面起到监定位监控效果，另一方面也可以起到对设备的运行功能的优化升级。当预测计算到的数值超过正常范围的时候，则单片机所具有的自动控制系统能够展开对其电子电路的及时动态调试，满足实际生产需求。

4 结语

综上所述，单片机作为微型计算机技术，结合了计算机技术、信息技术与集成电路技术，在多种技术的集合下维护了单片机良好的使用性能，其应用于自动化控制系统中越来越普遍，产生的效益也越来越高。当前各行业的电子电路设计中应用单片机，能够形成对该电气设备的保护效果，同时，借助单片机的技术优势，还能够提高各行业电子设备的自动控制技术的技术水平，在监控、在线监测、参数调节、控制动作上都得到良好的优化与提升，这极大提高了电子设备的自动化成都与应用效果，为现代化生产生活提供了高效的生产质量与效率。

[参考文献]

[1]张泓.电子电路设计常用调试方法与步骤[J].电子技术与软件工程，2016（24）：124.

[2]梁伟.电子电路设计的创新路径分析[J].科技资讯，2017（15）：116.

[3]周澄.基于Matlab的电子电路设计与仿真教学研究[J].教育现代化，2019（52）：214-215.

[4]郑三婷.浅谈Proteus仿真软件在单片机教学和电路设计中的应用[J].电子测试，2019（10）：139-140.

（编辑 姚 鑫）