淺談單片機的應(yīng)用與前景

雷佳加

摘 要 當(dāng)前，單片機在現(xiàn)代科技應(yīng)用的領(lǐng)域越來越廣泛，并在家用電器、工業(yè)控制領(lǐng)域、醫(yī)療器械、儀器儀表等方面取得了良好的應(yīng)用效果。在未來，單片機的更新?lián)Q代仍然不會停止，它會向更加智能化，自動化，抗干擾能力強，集成度高，實用性好等方面發(fā)展。

關(guān)鍵詞 現(xiàn)代科技 單片機 應(yīng)用與前景

中圖分類號：TP368.1 文獻標(biāo)識碼：A

1單片機的發(fā)展及其特點

單片機又稱“單片微型計算機”，是典型的嵌入式微控制（Microcontroller Unit），它并不是落實某一個具體的邏輯功能的芯片，而是把一個計算機系統(tǒng)集成到一個芯片上，其功能類似于一臺最小系統(tǒng)的微型的計算機。具體來說，單片機由運算器、控制器、存儲器、輸入輸出設(shè)備構(gòu)成。

單片機產(chǎn)生于20世紀(jì)70年代，經(jīng)歷了三個發(fā)展階段（SCM、MCU、SOC）。初期的SCM單片機基本上都是4、8位的。其中，INTEL的8051是初期單片機最具典型意義的。此后在INTEL 8051的基礎(chǔ)上開發(fā)并應(yīng)用了MCS51系列MCU系統(tǒng)。由于MCS51系列MCU系統(tǒng)的單片機系統(tǒng)直到現(xiàn)在還在廣泛使用，單片機伴隨這科學(xué)技術(shù)的發(fā)展逐步開發(fā)出16位系統(tǒng)。但由于16位單片機的性價比不夠理想，因此并未得到很廣泛的應(yīng)用。90年代后，隨著電子產(chǎn)品市場的進一步繁榮發(fā)展，單片機的開發(fā)與應(yīng)用得到了顯著的提升。特別是INTEL i960系列與ARM系列在社會上的實踐應(yīng)用，32位單片機逐步地取代16位單片機的在嵌入式技術(shù)中的領(lǐng)先地位，并且在市場上取得了良好的效益。

與計算機相比，單片機的特點主要表現(xiàn)在如下幾個方面：首先，單片機使用簡單便捷，可實現(xiàn)體系布局的模塊化；其次，單片機耐用時間長，有較高的耐用性；再次，單片機的處理能力強，運行速度較快；此外，單片機還具備低電壓、低功耗、控制功能與環(huán)境適應(yīng)能力強的特點；最后，單片機體系完備，集成了計數(shù)器、串行口、并行口、CPU、RAM與ROM等應(yīng)用組件。

2單片機在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用

2.1在家用電器領(lǐng)域中的應(yīng)用

隨著時代的發(fā)展，追求更高、更好的生活品質(zhì)，對家用電器的功能需求也逐年提高，這就迫使家用電器的不斷升級與改造。單片機可以滿足這種需求，通過安裝單片機，實現(xiàn)整個家用電器的智能化控制，識別相關(guān)的信息，選擇合適的用戶滿意信息，使得家用電器在引入單片機后很好地提高了性能，更新?lián)Q代的速度也得到了提升，提高了企業(yè)的競爭力，單片機應(yīng)用的前景越來越廣泛。例如在電視機上采用單片機技術(shù)可以使得足不出戶的進行大型智能游戲的控制，選擇頻道方式更加便捷；微波爐可以實現(xiàn)食物的自動選擇加熱時間以及溫度；洗衣機自動根據(jù)衣服材質(zhì)、贓物程度，自動選擇洗滌劑的用量、強度、時間等。

2.2在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用

在工業(yè)領(lǐng)域，隨著自動化的發(fā)展，尤其是在特殊環(huán)境下的，例如核工業(yè)、粉塵工業(yè)、電力高壓行業(yè)等方面，對人的危害性比較大，危險性高的行業(yè)，大部分采用的是自動化操作。在此領(lǐng)域，單片機從此興起，并隨著應(yīng)用的更加廣泛在工業(yè)化控制管理，通過單片機的數(shù)據(jù)采集與過程控制手段，實現(xiàn)了工業(yè)化有效的智能控制管理工作，例如報警系統(tǒng)、流水線作業(yè)系統(tǒng)、自動噴漆系統(tǒng)等，都得到了很好的應(yīng)用，隨著時代的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域會更加廣泛。

2.3在醫(yī)療器械領(lǐng)域的應(yīng)用

現(xiàn)代社會，醫(yī)療條件與技術(shù)不斷提升，自身的身體健康越來越受到關(guān)注然而在現(xiàn)有的條件下，消毒條件、住院條件，檢測手段、醫(yī)療手段等都存在著諸多問題，直接影響著看病的好壞，影響著每個人的身體健康。隨之而來的是現(xiàn)在單片機的應(yīng)用在醫(yī)療器械領(lǐng)域，由于自身的特點與有時，可以進行多種疾病的分析，提高設(shè)備檢測的準(zhǔn)確性與可靠性，提高診斷下藥的準(zhǔn)確性，保證了身體健康，醫(yī)療設(shè)備結(jié)構(gòu)更加合理化、智能化、自動化，例如在超聲波檢測、呼吸系統(tǒng)、分析儀器等。

2.4在儀器儀表領(lǐng)域的應(yīng)用

現(xiàn)在儀器儀表的生產(chǎn)的好壞，直接代表著一個國家的制造水平。在儀器儀表領(lǐng)域不斷地向著智能化方向發(fā)展，單片機的作用在此領(lǐng)域尤其體現(xiàn)到其優(yōu)點，具有重要的意義單片機集成度高，可靠性高、小巧，應(yīng)用在儀器儀表上使得整個行業(yè)得到了很大的改變，隨著單片機的集成到儀器儀表中，使得自身的設(shè)備向著數(shù)字化，智能化發(fā)展，其各方面包括處理功能測試功能，控制功能等都得到了很大的提升。例如在航空的儀器儀表中采用單片機技術(shù)，保證了儀器的可靠性、準(zhǔn)確性，集成性高，事故率降低，提升了航天航空電子系統(tǒng)的智能化與自動化技術(shù)，信息傳遞有效的進行。

3單片機在現(xiàn)代科技中的發(fā)展前景

隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，單片機推陳出新的速度也愈來愈快。伴隨著新的CPU的加入，多位的單片機共同開發(fā)與發(fā)展是整個發(fā)展的方向。很長一段時間，單片集成電路技術(shù)在8位機發(fā)展的主要方向，隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，16位機、32位機、64位機成為未來的發(fā)展方向。單片機的運行也會愈來愈快，防磨損能力也隨之提升，具有很好的低噪聲、可靠性高的優(yōu)點?，F(xiàn)在單片機為了提高抗干擾性采用EFT技術(shù)，使得單片機受外界的干擾性小，系統(tǒng)的時鐘信號得到了很好的保證，可靠性得到了提高；布線及其驅(qū)動技術(shù)應(yīng)用在單片機上降低了噪聲，不至于對單片機內(nèi)部的電路信號進行干擾。單片機還應(yīng)用OPT技能，較之掩膜技術(shù)有著生產(chǎn)周期短，風(fēng)險小特點，采用裸片技術(shù)或者貼面技術(shù)，實現(xiàn)了OPT芯片的接觸不良的問題，使得得到了廣泛的應(yīng)用。

隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用領(lǐng)域的逐步廣泛，單片機向更加智能化，自動化，抗干擾能力強，集成度高，實用性好等方面的發(fā)展。同時，芯片的設(shè)計也愈發(fā)復(fù)雜，單片機的功能更加齊全，保有良好的耐用性、可延伸性，單片機的設(shè)計與開發(fā)、應(yīng)用的前景十分廣泛，領(lǐng)域更加寬廣，智能化程度更高。

單片機在目前的發(fā)展形勢下，還表現(xiàn)出以下趨勢：首先，可靠性及應(yīng)用越來越水平高和互聯(lián)網(wǎng)連接已是一種明顯的走向；其次，所集成的部件越來越多；最后，功耗越來越低和模擬電路結(jié)合越來越多。

4結(jié)語

總之，在本世紀(jì)，計算機技術(shù)、智能電子技術(shù)的發(fā)展，在現(xiàn)代社會中發(fā)揮著舉足輕重的作用，嵌入式系統(tǒng)是電子技術(shù)的重要組成部分，其中單片機又是嵌入式系統(tǒng)最具典型的代表，具有強大的發(fā)展?jié)摿?。單片機技術(shù)提高了控制領(lǐng)域的效率以及可靠性，實現(xiàn)了工業(yè)的自動化，智能化，未來的工業(yè)化發(fā)展中將隨著科技的不斷進步而發(fā)展。