電子電工中單片機技術的應用研究

摘要：在電子技術不斷發展的進程中，電子電工中的單片機技術也在不斷的進步。而單片機又稱作為單片微控制器，即是在整個計算機的系統中集合到小芯片上，作用相當于一個微型計算機，而且單片機在電子電工技術中可以為生活生產帶來較大的便利。所以單片機的應用十分廣泛，在機電一體化控制系統、數據采集系統、智能儀表、醫療機械中都是必不可少的組成部分，因此本文分析電子電工單片機技術的主要特點，并研究其應用，有利于促進電子技術的創新和發展。

關鍵詞：電子電工;單片機;應用

TP368.1? 文獻標識碼：A??? 文章編號：1007-9416（2020）04-0000-00

0 引言

單片機技術從上世紀80年代的四位、八位逐步發展到現在的300M高速單片機。經過近四十年的發展有了非常大的進步，在各種機電一體化機械系統中都有所應用，發揮了不可替代的作用。而且在經歷多次變革和技術優化的過程中，電子電工中對單片機技術的應用較為廣泛，地位較為突出，能夠促使電氣設備更加安全可靠。

1 單片機技術概述

1.1單片機的概念

單片機從技術角度上來書其是將中央處理器以及讀寫內存、只讀內存，通過輸入輸出電路等計算機系統的主要部件全部匯集到一個芯片上。通過芯片實現對電氣設備或者智能儀表等進行控制，其具備了微型計算機的主要功能和組成結構，能夠滿足多個的控制領域內的應用需求。而單片機的結構根據其功能和組成可以分為兩中基本形式，其中一種結構是將數據存儲和程序存儲共用一個存儲空間。而另外一種則是將數據存儲和程序存儲進行分開的。由于單片機的主要功能是控制系統，要求其具有使用簡便的特性，因此當前數據存儲和程序存儲分開的結構模式較為普遍。

1.2單片機技術在電子電工中的應用領域

單片機技術在電子電工中的應用，主要是憑借著其強大的控制功能以及簡便可靠的操作方式，同時現階段在市場中單片機的價格相對比較低廉，在各個領域中得以迅速擴展。比如在交通領域、智能控制領域以及電氣設備控制、電子領域、辦公自動化和通訊領域中都有非常普及的應用。單片機技術與普通的集成電路相比較，還具有抗干擾能力強、適應環境快等特點。

2 電子電工中單片機技術發展的主要特點

2.1單片機的使用壽命相對較長

單片機中含有的中央處理器、隨即儲存器、只讀儲存器等在水桶原理的作用下，任何一個部位出現損壞都會造成單片機的損壞。所以在單片機正常使用的狀態下，如不考慮環境因素，并且未超過燒寫次數，則單片機一般的使用壽命在十幾年以上。同時單片機對環境的適應能力較強，具有較長的使用壽命，在日常生活以及智能化控制中，單片機的應用都可以結合智能化控制進行工作。這也是近年來單片機發展的一大特點和進步^[1]。

2.2單片機的技術性能較高、運算速度較快

在電子電工中單片機的使用壽命相對較長，而且價格比較低廉，基于此單片機而被廣泛的應用。除此之外單片機在電子電工中還具有技術性能高、運算效率高的特點，比如AVR單片機，其最突出的特點即是性能好、速度快、功耗低、能夠以時鐘周期為指令周期，代替了傳統的機器周期，可以實現流水作業方式，因此單片機能夠在當前比較廣泛的應用和發展^[2]。

2.3單片機具有低能耗、低噪聲的特點

單片機技術在電子電工中的發展和進步，促使其芯片得到了較大的完善和改進，充分保障了單片機的低能耗性能，而且單片機的能耗相對較低，可以節省大量電量能源，同時超低噪聲可以將對人們的生活影響降至到最低，充分滿足日常要求。以PIC系列單片機為例，其是在51系列單片機的基礎上進行改進的，其I/O口是一種雙向方式的，輸出電路為CMOS互補推挽輸出電路，而且I/O腳可以用于設置為輸入和輸出狀態下的方向寄存器，有效的改善了高電平同時輸入輸出的情況，促使低功率更加節能、噪聲更低^[3]。

2.4單片機結構更加簡單，操作具有便利性

單片機的結構相對比較簡單，而且操作也相對便捷。所以在工業系統控制操作以及智能電氣中都有較為廣泛的應用。另外從單片機的結構來看，其所有的控制功能都集中在芯片上，因此在實際操作的過程中，單片機都非常簡單而且易于使用。

3 電子電工中單片機技術的應用研究

3.1 單片機控制系統在機電一體化中的應用研究

在電子電工中由于單片機具有體積較小、控制能力較強、消耗能源少、對環境適應能力強的特點，因此可以將單片機應用到工業領域中，可以形成多種多樣的控制系統，所以在機電一體化設備中應用單片機能夠高效的控制各類電氣設備實施運轉，通過單片機的芯片對每個機器設備進行指令下達，已完成相應的操作，可以比較有效的促進工業機電一體化的構建和發展。

3.2 單片機技術在電子電工數據采集系統中的應用

單片機在應用中可以進行準確、高效的數據采集系統中，不管是工業生產部門，還是計算機作業中，利用單片機都可以實時對數據采集進行控制，從而能夠保障各類數據參數的精準性。間接的提高了需要數據采集部門的工作效率和工作難度。這種應用方式最明顯的優勢即體現在地震勘測以及石油開采活動中，需要對大量的數據進行精密采集，能夠在很大程度上提高相關部門的工作效率。

3.3 單片機技術在前端控制器中的應用研究

單片機在電子電工技術中可以作為計算機系統中的前端控制器，有效的實現對系統的控制。同時通過前端總線也能夠對各個部分進行訪問，保障其他部分能夠對計算機系統進行有效的監督和統籌規劃。所以單片機技術在數據采集以及實時控制等方面具有相當重要的作用。并且以單片機為基礎的前端控制器還能夠進一步增強系統控制功能，有效的協調和控制操作系統，并且可以實現與外圍設備的連接和互通。

3.4 單片機技術在智能儀表以及醫療器械控制中的應用

由于單片機具有諸多優勢，在一些醫療機械、智能儀表的自動控制中也有很大的應用價值和優勢。比如在智能儀表的自動控制中，因為單片機的體積相對較小，而且能耗較低，對電氣設備的控制能力較強，而且操作較為便捷等可以比較準確的對電壓、電流、功率以及頻率、濕度、溫度、流量、長度、硬度等物理性能進行準確的測量和控制。并且單片機通過強大的功能可以實現在智能電氣設備以及器械中進行自動控制，能夠有效的提高精確度以及工作效率，在電子電工中具有較大的應用價值。

3.5 單片機技術在家用智能電氣控制中的應用

單片機不僅僅應用在工業控制以及智能儀表中，在生活中常用的智能電氣中也同樣不可替代。在當前很多智能化電器都離不開電子電工單片機技術，比如常見的家用電器如電腦、空調、手機、電冰箱等。而且通過對單片機進行智能化控制，便于人們遠程操控家用電器，提高家電的智能化以及可操作性性，進一步促進智能家用電器的研發和創新。

4 結語

綜上所述，在電子電工中應用單片機技術具有使用壽命較長、技術性能高、運算速度快等特點，而且能源消耗量較低、噪聲較低，同時由于單片機的技術結構相對比較簡單，便于操作使用等，在很多領域內都有較為廣泛的應用。在很大程度上單片機技術能夠促進機電一體化的發展，通過電子芯片技術可以實現對數據高精度采集、作為前端控制器開展系統控制、自動控制智能儀表以及醫療器械、家用電器等，所以單片機技術在電子電工中具有非常重要的地位，促進生活領域以及生產領域的現代化和智能化。

參考文獻

[1]嚴寅贇.淺談單片機通信系統中無線通信技術的應用[J].計算機產品與流通，2020（3）：48.

[2]任家昌.芻議單片機在電子技術中的應用和開發[J].電子世界，2020（2）：206.

[3]王子涵，李姿.電子工程技術在企業單片機中的生產應用初探[J].計算機產品與流通，2020（1）：82.

收稿日期：2020-02-10

作者簡介：田蕊（1980—），女，山東鄒城人，本科，講師，研究方向：電工電子技術。

Application Research of Single Chip Microcomputer Technology in Electronic Electrician

TIAN Rui

（Shandong Yankuang Technical College， ZouchengShandong? 273500）

Abstract：In the process of the continuous development of electronic technology， the single-chip microcomputer technology in electronic and electrical engineering is also in constant progress. As a single-chip micro controller， the single-chip computer is integrated into the whole computer system， which acts as a micro-computer. Moreover， the single-chip computer can bring great convenience to life and production in the electronic and electrical technology. Therefore， the application of single chip microcomputer is very extensive， which is an essential part in the mechatronics control system， data acquisition system， intelligent instrument and medical machinery. Therefore， this paper analyzes the main characteristics of electronic and electrical single chip microcomputer technology， and studies its application， which is conducive to promoting the innovation and development of electronic technology.

Key words：electronic and electrical engineering;single chip microcomputer;application