单片机技术的应用及发展研究

张春帅 刘颖 侯宇辰 李明 宋丽琼

摘要：近年来，单片机技术的不断发展和创新大大促进了社会生产的进步和人民生活水平的提高。单片机技术在发展中以其种类繁多、使用寿命长、运算速度快以及噪音低，可靠性强等特点在发展中受到了广泛的欢迎和推广。目前单片机技术已经应用到人民生产和生活的方方面面，为人们生活水平的提高做出了重大的贡献。

关键词：单片机技术 应用 发展

1单片机的相关范畴概述

1.1单片机概述

伴随着电子计算机技术的发展，单片机计算机，特别是 VLSI的迅速发展，大大推动了单片机技术的发展和应用。单片机实际上是一块集成电路，采用 VLSI（VLSI）技术，形成一种功能完善的微机控制系统。通过系统指令实现，可以完成各种复杂的计算任务，并具有多种控制功能。此外，由于缺少 I/O器件，使得单片机的功能与普通计算机没有区别，再加上输入输出模块，可以形成一个强大的控制中心，使其可以应用于各种应用环境。单片机其处理能力和性能一直很高，有多种微型计算机，但最典型的是 Intel的 MCS-51系列。虽然是 8位单片机，但由于其品种齐全、兼容性强、数据丰富、价格便宜、应用范围广，即使有更好的替代品，市场应用价值也很高，目前仍然广泛应用于许多低档应用环境。

1.2单片机的特性

单片机因其独特的优点，在诞生后迅速为世界所接受。单片机技术有以下特点：

1.2.1具有很强的控制功能

单片计算机的控制功能主要用于工业生产过程控制。单片机技术指令系统十分丰富，具有良好的可移植性和逻辑运算能力。单片机可编程化，其独特的控制功能可满足不同工作场合不同类型控制的需要，因此可说控制功能十分强大。

1.2.2系统可扩展

单片机芯片包含了计算机正常工作所需的各种元件。同时，芯片外还有大量总线可扩展性，可以方便地创建各种规模的应用程序。

2单片机技术的应用

2.1机电设备一体化的控制中心

机电设备一体化是近年来机械行业发展的总体趋势，机电设备一体化控制是通过单片机的内部控制实现的。单片机是机电设备的核心部件，在设备运行中通过单片机的自动控制功能实现设备运行过程的自动化和智能化，这样的自动控制有效提升了设备运行的效率，提高了生产力。在当前的社会发展中，自动化控制技术已经普遍应用到一些生产型企业中，不仅帮助企业减少了生产的时间，同时生产的质量也得到了大大的提升。

2.2数据采集系统的采集单元

单片机在使用中作为数据采集单元将采集到的数据传递给计算机进行进一步处理，最终通过对数据的分析处理实现系统自动化控制的功能。因此在利用计算机进行生产和控制的过程中既可以最大限度地减少生产中时间的浪费，而且能够确保在整个过程中数据分析的准确性和可靠性。目前在许多领域进行数据采集方面都有借助于单片机的控制技术进行数据的分析和采集，进而降低错误发生的概率。

2.3分布控制系统的前段控制器

在单片机系统的使用中，进行直接控制级的计算机分布控制系统（DCS）在实际运行过程中，其直接操作和控制操作的过程都是依靠使用单片机来实现的。在系统运行中利用单片机的功能实现对数据的采集、计算分析、控制输出等，不断协调系统的功能，并准确完成系统发布的操作任务。

2.4智能化仪表的机芯

将单片机使用到仪表中可以实现仪表的自动化控制。与传统的仪表进行对比，利用单片机技术的仪表在运行过程中还具有自动调节、修整、补偿以及适应的功能，并且还可以实现 PID的自动化调节，降低系统运行中热和噪音等外界环境的影响。单片机的这个功能可以使其广泛地应用于社会生产和生活的很多领域中，帮助人们解决很多难解的问题。现阶段，单片机技术甚至被应用到了医学领域的治疗保健中。单片机技术的推广和应用给人类的发展提供了更多的可能性。

2.5在电子产品中的使用

随着社会技术的不断发展进步，单片机已经广泛地应用到企业的工业生产中以及人类的日常生活中。例如，我们常用的家用电器电冰箱、洗衣机、空调，还有日常使用的 IC卡等。在家用电器设备中使用单片机技术能够大大提高设备的智能化程度，为人类生活提供方便的同时使得电器设备的使用性能也提高了很多，为人类的生活提供了巨大的方便。还有，在我们经常会使用到的银行的终端系统、ATM机以及其他的外围设备中都利用了单片机技术，通过单片机技术将这些设备与计算机的终端连接在一起，真正实现系统在使用中计算、存储以及显示功能一体化。单片机技术的应用为人类的生产和生活提供了巨大的方便，促进了人民生活水平和生活质量的提升。

3单片机技术在未来的发展

单片机技术从 1971年诞生到现在已经经历的很长的发展历史，在这漫长的发展过程中单片机技术也在随着科技的发展不断进步。例如在单片机发展的过程中嵌入式单片机和嵌入式 In？ ternet技术、Machz单芯片 PC是嵌入式单片机不断发展和创新的产物。

而在今后的社会发展中单片机技术也不会止住其发展的步伐，还会不断进行技术的改革和创新。“嵌入式 Internet”并不是普通概念上的嵌入式循环控制器，而是在 PC时代科学技术不断发展创新的结果。还有嵌入式 MCU也已经广泛应用于工业生产领域和居民的日常生活中，在很大程度上改变了人们生产和生活的方式，促进了社会发展的文明和进步。但是，在现阶段技术的发展现状是大多数的嵌入式系统都还处在单独使用的阶段，一旦研究者攻克技术的难题将这些相互独立的嵌入式系统有效连接到 In- ternet上，就能够实现低成本并且以非常快捷的方式将信息传递到世界的任何有互联网的角落，这就是单片机技术嵌入式 Internet的发展方向。

4结束语

单片机简单的说就是一种集成电路芯片，利用集成电路技术把微处理器（CPU）、计时/计数、存储器以及通信部件等集成到一块硅片上，形成了一个完整的微型计算机系统。单片机技术目前已经发展相对成熟，并且在很多工业领域都得到了广泛的应用，在工业方面单片机主要应用于工业测控領域，因此也被称作微控器或者嵌入式控制器。

参考文献：

[1]路海英.单片机技术在电子工程中的应用[J].电子技术与软件工程，2020（11）：79-80.

[2]黄炟.单片机在电子技术中的应用分析[J].科学技术创新 ，2020（11）：167-168.

[3]涂洪麒.单片机在电子技术中的应用[J].电子技术与软件工程，2020（04）：81-82.

（作者单位 ：北方自动控制技术研究所）