單片機(jī)在智能儀器儀表中的應(yīng)用探究

符強(qiáng)

摘 要 所謂智能儀器儀表，就是一種對(duì)數(shù)據(jù)信息儲(chǔ)存進(jìn)行處理的一種微型處理器，其在日常生活中有著非常廣泛的應(yīng)用。在計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)中，有一個(gè)叫單片機(jī)的部分，其有著集成度高體積小等特點(diǎn)。它應(yīng)用廣泛，在智能儀器儀表中也發(fā)揮著巨大的作用，它能更好地優(yōu)化儀器儀表的性能。本文便就單片機(jī)在智能儀器儀表中的應(yīng)用進(jìn)行深入的探究。

關(guān)鍵詞 單片機(jī);智能儀器儀表;微型計(jì)算機(jī)技術(shù)

近些年來，由于我國(guó)科技水平的提高，我國(guó)相關(guān)技術(shù)人才研發(fā)出了許多高科技設(shè)備。各種復(fù)雜的設(shè)備開始被廣泛應(yīng)用于人們正常的生產(chǎn)生活中，為人們的生產(chǎn)生活提供了更多的便利。關(guān)于單片機(jī)的應(yīng)用，由于它自身對(duì)信息特別的處理技術(shù)，現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)技術(shù)中且高效的帶動(dòng)了微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展。在智能儀器儀表中，設(shè)計(jì)者將單片機(jī)的加入進(jìn)去，利用其控制性強(qiáng)、計(jì)算能力高效等特性使儀器儀表功能更加的全面，也就間接提高了智能儀器儀表在生產(chǎn)中的工作效率。

1單片機(jī)在智能儀器表中的應(yīng)用分析

1.1 智能儀器儀表的功能

在部分工作中，往往需要用到一些智能儀器儀表來對(duì)一些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，不同的智能儀器儀表有著不一樣的作用，要根據(jù)工作需要選擇合適的儀器儀表。以往在一些儀表應(yīng)用中，會(huì)有一些可見的缺陷，由于單片機(jī)的加入，它使改善智能儀器儀表的輸出方式，使其更加多元化。對(duì)于其測(cè)量的相關(guān)功能，可幫助人們?cè)诠ぷ魃蠈?duì)一些參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，并能隨之儲(chǔ)存相應(yīng)的數(shù)據(jù)。一些儀器儀表還能連接打印機(jī)，能夠方便的輸出結(jié)果。除此之外，智能儀器儀表還有處理一些復(fù)雜信號(hào)的能力，因?yàn)閱纹瑱C(jī)的加入，會(huì)使儀器儀表的各種性能被完善。由于智能儀器儀表最大的特點(diǎn)就是會(huì)比以往的工具更加智能，所以它便比較人性化，能對(duì)一些問題進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)[1]。

1.2 常見的智能儀器儀表

（1）智能萬(wàn)用表。常見的智能儀器儀表應(yīng)該就算是智能萬(wàn)用表了，它往往具有很好的精密度，對(duì)一些項(xiàng)目進(jìn)行檢測(cè)是能夠得出比較精密的數(shù)據(jù)，這樣就會(huì)更加的準(zhǔn)確，大大降低測(cè)量誤差。關(guān)于它的原理，其主要采用雙斜率積分的方式進(jìn)行芯片工作，能夠在工作時(shí)抗干擾。

（2）智能毫伏表。毫伏表的功能是測(cè)量一些電路的電壓等等，相較于傳統(tǒng)毫伏表，加入了單片機(jī)的毫伏表增加了很多智能的功能，比如說可以進(jìn)行自動(dòng)歸零以及能對(duì)自身進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)問題能夠自動(dòng)報(bào)警，當(dāng)單位不匹配時(shí)也能自動(dòng)進(jìn)行單位換算。這些智能的作用使儀器儀表變得更加實(shí)用。

1.3 智能儀器儀表的功能特點(diǎn)

（1）控制性強(qiáng)。智能儀器儀表最大的特點(diǎn)便是控制功能強(qiáng)。單片機(jī)的加入優(yōu)化了儀器儀表的控制能力，能夠在運(yùn)作時(shí)對(duì)各種參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，出現(xiàn)身體便于找出原因。測(cè)量過程中往往需要用到微機(jī)，它的控制的狀態(tài)位通常采取二進(jìn)制的方式，二進(jìn)制的狀態(tài)位主要有測(cè)量完成檢測(cè)位與啟動(dòng)控制位等等。

（2）I/O功能強(qiáng)大。智能儀器儀表往往有著很多的功能，其主要原因是內(nèi)部有很多復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)很大程度上幫助儀器儀表增加了一些智能的功能。由于內(nèi)部比較復(fù)雜，所以為了使其能夠有條不紊的工作，設(shè)計(jì)者往往會(huì)在儀器儀表內(nèi)部加入單片機(jī)微機(jī)中的接口芯片，通過對(duì)各個(gè)部件進(jìn)行協(xié)調(diào)，使儀器儀表能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

（3）數(shù)據(jù)計(jì)算能力高速。其實(shí)智能儀器儀表內(nèi)部的系統(tǒng)跟計(jì)算機(jī)類似，加入的單片機(jī)也在其中扮演著相同的角色，能對(duì)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速且準(zhǔn)確的處理。對(duì)于普通的儀器儀表來說，在測(cè)量計(jì)算與操作中需要達(dá)到的速度是0.1-0.6秒左右。相較于以往的儀器儀表來說十分快速，也極大節(jié)省了測(cè)量時(shí)間。但是由于時(shí)常會(huì)有一些運(yùn)算比較復(fù)雜的操作，這時(shí)候?qū)τ谶@種計(jì)算的儀器儀表就對(duì)其單片機(jī)有更高的要求。拿MCS-51來說，其時(shí)鐘在10-15兆赫之間，需要能對(duì)乘除法指令進(jìn)行處理，且能夠完成高速的數(shù)據(jù)計(jì)算[2]。

2單片機(jī)在智能儀器儀表中的應(yīng)用建議

2.1 單片機(jī)在智能儀器儀表中承擔(dān)著微處理器的角色

單片機(jī)在智能儀器儀表中應(yīng)用廣泛，也在其中扮演著不同的角色。在對(duì)數(shù)據(jù)的獲取方面，單片機(jī)能幫助智能儀器優(yōu)化這個(gè)功能，不只是單一的在數(shù)據(jù)的獲取方面得到更新，數(shù)據(jù)收集過后還能對(duì)其進(jìn)行更深一步的處理，這樣也就為測(cè)量者節(jié)省出了計(jì)算時(shí)間。單片機(jī)在智能儀器儀表中往往是作為微型處理器的存在，由于智能儀器儀表中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)十分的復(fù)雜，加入單片機(jī)能夠?qū)ζ浜?jiǎn)化，使操作者更加容易操作。關(guān)于單片機(jī)的應(yīng)用，大家往往在意的便是價(jià)格，由于單片機(jī)計(jì)算機(jī)的技術(shù)是在集成電路技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展出來的，所以一般價(jià)格大家都能普遍接受，這也就促進(jìn)其在生產(chǎn)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

2.2 數(shù)字濾波

所謂數(shù)字濾波，就是通過數(shù)字設(shè)備將信號(hào)進(jìn)行處理，根據(jù)其設(shè)置屏蔽或者篩選出某個(gè)頻段的信號(hào)，從而得到新的信號(hào)。據(jù)了解，普遍的工業(yè)生產(chǎn)中都會(huì)使用到智能儀器儀表，但是由于其工作環(huán)境原因，往往會(huì)對(duì)信號(hào)的獲取有些干擾。所以為了避免出現(xiàn)這種問題，利用智能儀器儀表中的單片機(jī)，將對(duì)其信號(hào)進(jìn)行濾除，在獲取新信號(hào)的過程中，通過采樣平均方法抑制住了對(duì)信號(hào)的干擾。通過對(duì)單片機(jī)的有效利用，能夠提高工業(yè)生產(chǎn)的效率。

2.3 在智能儀器儀表設(shè)計(jì)和調(diào)試中的應(yīng)用

在儀器儀表中加入單片機(jī)能夠有效提高儀器儀表的利用率，但是仍然需要注意一些問題。在對(duì)儀器進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，一定要注意考慮單片機(jī)的因素，根據(jù)需求設(shè)計(jì)單片機(jī)。還要求設(shè)計(jì)者對(duì)微型處理器以及對(duì)微機(jī)的測(cè)試功能有全面的了解。除此之外，在使用過程中往往會(huì)出現(xiàn)一些故障，還要掌握一些對(duì)于突發(fā)狀況的解決方法。在出現(xiàn)故障時(shí)，儀器儀表要能對(duì)故障發(fā)生的部位以及產(chǎn)生的原因進(jìn)行診斷，分析出的結(jié)果將有利于使用者的維修[3]。

3結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，我們可以了解到單片機(jī)在智能儀器儀表中有廣泛的應(yīng)用，其控制功能強(qiáng)大、I/O功能強(qiáng)大，數(shù)據(jù)計(jì)算能力高速，為人們?cè)谶M(jìn)行測(cè)量時(shí)提供了巨大的便利。如今智能儀器儀表的技術(shù)更新對(duì)于我們國(guó)家來說也是一種突破，相信在未來還會(huì)有更多的更新，能為我們國(guó)家的其他相關(guān)技術(shù)帶來更大的輔助。

參考文獻(xiàn)

[1] 成可南.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在自動(dòng)化儀器儀表中的應(yīng)用[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2018（7）：117-119.

[2] 鄒向陽(yáng)，李鋒，劉戎.智能儀器儀表中數(shù)字溫度實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能的設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化儀表，2011（2）：60-62.

[3] 陳寶海.淺談單片機(jī)技術(shù)在智能儀表、儀器上的應(yīng)用[J].科技風(fēng)，2011（1）：243.