嵌入式微控制器的应用探究

黄家睿

摘要：随着电子技术的快速发展，在社会的各个领域嵌入式技术得到了越来越广泛的应用。而嵌入式系统当中，核心是嵌入式处理器，其中嵌入式微控制器（单片机）已经成为代表性的嵌入式处理器，目前各种类型单片机不断升级，也逐渐完善了相关开发技术，使其有着更加多元化的功能和类型，推动其在各领域的广泛应用。

关键词：嵌入式单片机;电子技术;应用案例;

引言

本文阐述利用嵌入式单片机技术能够促进应用的发展和创新，分析单片机的基本构造和应用优势，单片机在电子技术中的应用案例。

1单片机的基本构造与特点

单片机的基本构造。单片机是集成性的一种电路芯片，同时它也是一个小型的计算机系统。单片机利用较大规模的集成电路技术，来集成只读存储器、转换器、中央处理器、随机存储器等各种处理器，将这些集中于一个很小的硅片上。随着单片机不断扩大应用领域，其已经在我国生活生产的各方面得到渗透，无论何种行业，都开始离不开单片机，在这其中典型的有传递计算机网络数据、飞机上管控的各类仪表、工业生产自动化中的数据分析和处理等，此外，在平时生活当中，经常使用的IC卡也运用了单片机[1]。单片机已经从最初的8位，发展到现在的600MHz的高速单片机，其构成了一个小而完善的微型计算机系统。多样化数据采集与控制系统能够让单片机完成各项复杂的运算。单片机从整体构造来说，一部分是存储器，另一部分是运算器，还有一部分是控制器。对于存储器来说，其是单片机组成当中十分重要的一部分，存储器单元的每一个地址都是不同的。对于运算器来说，负责逻辑运算的ALU是核心的部分，但其不是最高工作频率的部位，实际当中累加器ACC是使用频率最高的部位。对于控制器来说，其在单片机的CPU中，主要起到神经中枢的作用。在控制器构成当中，程序计数器PC的实际操作，需要依据中央处理器所指定的地址，在寄存器中需要将对应的指令字节进行存放，然后利用寄存器的功能，翻译指令代码为相应的控制信号，这样使得在相应的时间能够将被携带的信号与时钟脉冲进行结合，从而产生控制信息，其能够在中央控制器内起到控制协调的作用。单片机的应用优势。在产品构建中运用单片机，往往有着较长的使用时间。对于使用产品的人员来说，能够有效降低对产品的频繁更换，减少成本的投入。通常微处理器都具有较长的使用寿命。随着半导体技术的快速发展，不断加快了单片机中央处理器的更换速度，这样用户在对产品进行选择的时候，会有更多的选择余地，在当下多种类型单片机的一起使用是电子技术运用的趋势，当前像手机上的嵌入式单片机，对于有需要的部件，只需要升级该部分就可以了。单片机的运行速度不仅很快，还十分的可靠，有着十分灵活的运用方式，使得单片机得到了非常广泛的应用。在电子技术中，为了增强单片机的竞争性，扩大其运用范围，需要相关工作者加强研究。例如，对单片机的时序列表进行优化，使运算速度得到提高。对单片机的抗干扰能力得到有效增强，使其更加的安全可靠。

2单片机在电子技术中的应用案例

2.1在智能仪表领域中的应用

经济社会的发展使得生产技术有了明显的提高，能够依据人们的个性化需求，来为人们准确地提供产品，使生产更加的智能化。单片机的高度集成化，使其能够加快智能仪表的更新。利用数字化管理平台，能够使设备有着更强的主动分析能力和处理能力。由于单片机有着较高的集成度和可靠性，在航空航天领域当中得到了应用，能够使这一领域的仪器仪表有着更强的处理能力和控制能力，从而推动智能化发展，减少事故发生。

2.2在工业控制领域中的应用

在早期单片机的应用主要在无线通信、图像处理等领域当中，这是由于早期的单片机有着高昂的成本，通常只能用于比较高端的领域，也因为这个时候的单片机还缺乏完善的研究制作和开发技术，随着单片机不断加强功能化、专业化发展，单片机逐渐进入军事、工业控制领域。单片机凭借着较高的性价比、优秀的内部结构，使其在工业控制领域当中快速取代了数字门电路的垄断地位。DSP系列单片机在工业控制领域有着最为广泛的应用，其信号处理技术优异，数据传输能力较强，推动了工业控制的新发展。在一些易对人体产生危害的项目中，单片机有着巨大的用途，例如，在核工业中，单片机能够代替人员对很多复杂的操作进行完成，且与人工操作相比，准确率有着很大的提升。单片机数据采集能力及控制力的优异，使得其在自动化生产中也有着显著的优势，特别是在自动组装流水线生产当中，单片机发挥了巨大的作用。

2.3在医疗卫生领域中的应用

随着人们生活质量的不断上升，更多的人开始关注自身的健康，一旦感觉不舒服，就会及时去医院，这样会增加医院的客流量，但同时也对医疗卫生事业有了越来越高的要求。但是从整体来看，我国的医疗卫生体系还不够完善。例如，在覆盖面上还不够全面，一些偏远地区有着较低的医疗技术水平，较差的住院设施等，这严重影响了居民的就医效果，同时也制约了国民身体素质的提高。随着经济和技术的发展，很多医院将单片机引入进来，来对医疗设备进行改进，提高医疗条件和医疗水平，通过利用单片机的优势，医生能够对病人的综合情況进行更全方位的分析和了解，能够更方便、更准确地寻找病因，同时还能依据病情，为患者提供更科学有效的治疗方案，大大提升了医疗水平，促进了医疗事业的健康发展。

2.4在智能家居中的应用

人们生活品质的提高，使得人们对居住环境有了越来越高的要求。随着人们对智能家居产业需求的增加，使得其有着快速的发展，当前在国内发展比较快比较好的智能家居公司，其中就有米家智能产业链，对这些智能家居产品进行细致的观察，就会发现在这其中，单片机发挥了较大的作用，从比较小的智能台灯，到比较大的自动窗帘机，从中都有单片机的应用。单片机使家用电器的性能得到了有效的提升，使家用电器有着更好的采集、处理信息的能力，还能对远程操作进行有效的响应。例如，在智能家居体系构建当中运用单片机，能够做到自动开启空调设备，通过语音可以对家用电器直接进行控制，且利用单片机构建的智能门窗感应系统，能够对门窗的开关次数进行记录，且能够设定时间进行警报，使家居的安全性得到大大的提高。另外，将单片机安装在家用电器中，能够对家用电器原本的工作效率得到有效的提升。单片机能够对家电的机械结构进行替代，对某些信息进行处理。如当前一些洗衣机能够对衣物的脏污程度进行识别，并以此为依据来对洗涤时间以及剂量进行判断，不仅为使用者提供方便，还对资源进行了节约。在智能家电领域，将单片机与和家电原本职责进行统一，有着很好的效果。

3结语

在科学技术革新下，单片机有着更加广泛的应用，有着更加明显的应用效果，单片机有着较低的能耗、方便携带、安全可靠等优势，当前单片机主要在工业控制、家用电器等领域应用，其有着越来越强大的功能。为了进一步扩大了单片机应用的领域，相关专家也更加注重单片机的开发，从而促进了单片机技术的发展。

参考文献

[1]宋述林.物联网电子产品中单片机技术的应用方式研究[J].现代工业经济和信息化，2017，7（22）：64-65+75.

[2]郑泽宏.单片机在电子技术中的应用和开发技术研究[J].科技信息，2013（25）：140+221.

[3]许明伟，李志鹏，郭文峰.ARM单片机技术特点及其应用[J].林业机械与木工设备，2007（12）：38-40.