單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)現(xiàn)狀研究

摘 要：隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，在工業(yè)生產(chǎn)中對于單片機(jī)系統(tǒng)的要求也越來越高，尤其是隨著控制理論與電子技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)需要高強(qiáng)度的控制能力，這就使得傳統(tǒng)的單片機(jī)系統(tǒng)難以滿足工業(yè)發(fā)展的需求。未來，單片機(jī)系統(tǒng)將向著體積小，控制力高，成本低，功能強(qiáng)，簡單操作等方向發(fā)展。在目前我國的工業(yè)生產(chǎn)中，有超過50%以上的單片機(jī)還是8位的微型處理器，這嚴(yán)重限制了我國工業(yè)的發(fā)展。因此文章將重點探討單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)研究。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)；應(yīng)用系統(tǒng)；問題；對策；現(xiàn)狀

引言

單片機(jī)是目前工業(yè)生產(chǎn)中最常使用的一種集成電路控制系統(tǒng)，在工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的使用，我國單片機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用研究相比較國外要晚，近幾年我國單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的研究發(fā)展迅速，但與歐美等國家相比還存在一定的差距，目前我國單片機(jī)應(yīng)用主要采用片內(nèi)無ROM的低檔單片機(jī)系統(tǒng)，這嚴(yán)重限制了我國工業(yè)社會的發(fā)展，同時也極大地增加了維修保養(yǎng)費(fèi)用。為了改變這種不合理的現(xiàn)狀，盡快解決我國單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)研究存在的問題，促進(jìn)我國工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，筆者希望通過本文來給大家介紹一些意見和措施。

1 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)簡介

單片機(jī)（Microcontrollers）是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機(jī)存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器/計數(shù)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的微型計算機(jī)系統(tǒng)，在工業(yè)控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。從上世紀(jì)80年代，由當(dāng)時的4位、8位單片機(jī)，發(fā)展到現(xiàn)在的300M的高速單片機(jī)。單片機(jī)又稱單片微控制器，它不是完成某一個邏輯功能的芯片，而是把一個計算機(jī)系統(tǒng)集成到一個芯片上。相當(dāng)于一個微型的計算機(jī)，和計算機(jī)相比，單片機(jī)只缺少了I/O設(shè)備。概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機(jī)。它的體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。同時，學(xué)習(xí)使用單片機(jī)是了解計算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。單片機(jī)的使用領(lǐng)域已十分廣泛，如智能儀表、實時工控、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機(jī)，就能起到使產(chǎn)品升級換代的功效，常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞——“智能型”，如智能型洗衣機(jī)等。

2 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)存在的主要問題

目前，雖然我國工業(yè)生產(chǎn)中單片機(jī)的應(yīng)用比較廣泛，但是由于我國單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的研究存在問題，嚴(yán)重限制了工業(yè)的發(fā)展，下面來分析一下單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)存在的主要問題。

2.1 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境不完善

目前，我國單片機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境不足，主要的研究機(jī)構(gòu)比較少，現(xiàn)有的比較出名的就是上海復(fù)旦大學(xué)單片機(jī)研究機(jī)構(gòu)，除此之外我國沒有比較大型的單片機(jī)研究機(jī)構(gòu)。隨著單片機(jī)應(yīng)用水平的不斷提高，工業(yè)生產(chǎn)對于單片機(jī)的需求量約越來越大，一些不法份子開始制造仿真的單片機(jī)控制系統(tǒng)，造成單片機(jī)應(yīng)用市場的混亂，一些企業(yè)一旦使用這種不法分子制造的仿真單片機(jī)控制系統(tǒng)，不僅阻礙企業(yè)的生產(chǎn)，同時也加劇了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，這些都造成我國單片機(jī)應(yīng)用存在問題。

2.2 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計不足

目前，由于我國單片機(jī)系統(tǒng)的研究機(jī)構(gòu)不多，專業(yè)的計算機(jī)專業(yè)研究人員不足，造成我國單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)研究人員大多都是其他行業(yè)轉(zhuǎn)職過來的，非計算機(jī)專業(yè)研究人員比較多，這些研究人員沒有受過專業(yè)的計算機(jī)技術(shù)培訓(xùn)，對單片機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用了解不足，對單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計不足，開發(fā)力度不夠，因此造成了我國單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)還只是處于初級階段，再設(shè)計內(nèi)容上與國外存在明顯差距。

2.3 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件選擇不合理

單片機(jī)作為一種集成電路芯片，是將中央處理器CPU、隨機(jī)存儲器RAM、只讀存儲器ROM、顯示驅(qū)動電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路集成在一起的微型計算機(jī)處理系統(tǒng)，這就要求單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)對于硬件的選擇要足夠科學(xué)合理化。但是目前我國單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件選擇存在問題，硬件系統(tǒng)的設(shè)計不標(biāo)準(zhǔn)、選擇不合理、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)力度不足，發(fā)展受到限制。

3 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的改進(jìn)意見與措施

3.1 完善我國單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境

首先，國家應(yīng)該加強(qiáng)對于單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)的支持，政府可以組織設(shè)立相關(guān)的專業(yè)性研究機(jī)構(gòu)，加大對單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的研究力度，對于各高校，政府也應(yīng)該提供資金與政策性支持，促進(jìn)高校設(shè)立專業(yè)的研究部門，加強(qiáng)對于單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)研究人員的培養(yǎng)。另外國家也要加強(qiáng)對于單片機(jī)仿真制造商的查處力度，加強(qiáng)對于不合格單片機(jī)的檢查。

3.2 完善單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計

對于單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計存在的問題，主要來源于設(shè)計人員的能力有限，對單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計內(nèi)容不是很了解，可以通過組織專業(yè)的培訓(xùn)，加強(qiáng)對設(shè)計人員的培訓(xùn)力度，針對目前單片機(jī)設(shè)計人員并不是計算機(jī)專業(yè)畢業(yè)的，以后我們在招聘單片機(jī)設(shè)計研究人員時，要加強(qiáng)對于計算機(jī)專業(yè)人員的招聘力度。

3.3 完善單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件選擇

在微電子獲得驚人發(fā)展的今天，新器件以驚人的速度推出，加之國內(nèi)引進(jìn)渠道日益惦通，因此，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)硬件設(shè)計時，必須充分調(diào)查新器件、新技術(shù)的進(jìn)展，把一些行之有效的電路技術(shù)和器件及時反映到應(yīng)用系統(tǒng)。同時在單片機(jī)設(shè)計之初，對于單片機(jī)系統(tǒng)的硬件選擇要進(jìn)行合理優(yōu)化，完善單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件選擇。

4 結(jié)束語

隨著我國工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，科技的不斷進(jìn)步，在對單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計力度上，還需要加大研究力度，及時總結(jié)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)存在的不足之處，并通過引進(jìn)學(xué)習(xí)國外的先進(jìn)經(jīng)驗與技術(shù)，促進(jìn)我國單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]劉映群，孫兵，陳濤，等.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程項目教學(xué)法實踐[J]. 福建電腦，2011（2）.

[2]劉高鎖.項目教學(xué)法在單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程中的教學(xué)實踐[J].中國職業(yè)技術(shù)教育，2011（25）.

[3]曾紅兵，張彥宇，彭德奇.拓展學(xué)生思維提高應(yīng)用能力——《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》課程建設(shè)的思路和實踐[J].湖南冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2015（4）.

[4]李華，嚴(yán)天峰.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)講座（17）——第十三講串行通信軟硬件的實現(xiàn)方法（軟件部分）[J].電子世界，2013（5）.

作者簡介：宋睿（1986，9-），男，四川省成都市，本科（在讀研究生），四川航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院，電子工程系教師，助講，研究方向：電子技術(shù)、理論方向（PLC、單片機(jī)、通訊、電路設(shè)計制造等）。