單片機(jī)在智能儀表方面的應(yīng)用分析

何璐兵

（許昌電氣職業(yè)學(xué)院，河南 許昌 461000）

傳統(tǒng)的電子儀表大多數(shù)采用的設(shè)計是邏輯電路設(shè)計，而這些傳統(tǒng)電子儀表的主要組成部分都是電子電路，通過將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的方式來進(jìn)行測量。在單片微型計算機(jī)出現(xiàn)之后，傳統(tǒng)的儀表就進(jìn)行了相關(guān)的修改，將以前的邏輯電路換成了單片機(jī)為主題，使用微電子技術(shù)和微處理器來進(jìn)行電子儀表的構(gòu)建。而微電子技術(shù)的處理能力是要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于邏輯電路的，不僅僅能夠有效的簡化電子儀表的硬件電路，同時還能夠從根本上改變整個電子儀表的結(jié)構(gòu)和功能。電子儀表對于機(jī)電工程來說相當(dāng)于是機(jī)電工程施工部分的監(jiān)管者和調(diào)試者，也正是因?yàn)槿绱?，電子儀表對于機(jī)電工程的重要性是不言而喻的。電子儀表在整個電氣施工的過程中占據(jù)著一個重要的部分。所以智能儀表同樣具有這些功能，接下來我們就將詳細(xì)的探討智能電子儀表的制作過程，以及單片機(jī)在其中所起的作用。

1 智能電子儀表在電氣工程中的重要性

在探討智能智能電子儀表之前，我們需要知道智能智能電子儀表對于電氣工程的重要性，現(xiàn)如今的機(jī)電工程已經(jīng)逐漸走進(jìn)了人們的視野中，機(jī)電工程變得越來越重要，而作為其中重要部分的智能電子儀表，智能電子儀表的安裝和調(diào)試就變得十分重要。智能電子儀表對于機(jī)電工程施工來說是十分重要的，所以在進(jìn)行安裝之前，首先要進(jìn)行準(zhǔn)備工作以確保能夠正常進(jìn)行智能電子儀表的安裝。想要進(jìn)行智能電子儀表的安裝，首先就要了解智能電子儀表的結(jié)構(gòu)，智能電子儀表一般情況下由儀表本體和一些附屬設(shè)備以及管線和電纜組成，想要完整并且正確的安裝一個智能電子儀表，那么對智能電子儀表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)就要進(jìn)行相關(guān)的了解。電纜的排線，儀表的安裝位置，附屬設(shè)備的位置和管線的排布，這些都是要在安裝前進(jìn)行研究和討論的問題，這些問題沒有得到解決之前，智能電子儀表的安裝就不能進(jìn)行。智能電子儀表調(diào)試的時候需要注意的幾個要點(diǎn)，第一個就是在進(jìn)行智能電子儀表調(diào)試的時候，盡量保持環(huán)境中不要有過強(qiáng)的電磁場對智能電子儀表產(chǎn)生干擾，這個調(diào)試的過程需要盡量遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁場從而保證智能電子儀表測試的時候不會受到干擾。第二點(diǎn)就是對于智能電子儀表的測試位置的選擇，除了要避開強(qiáng)電磁場之外，就是要對測試的場景進(jìn)行相關(guān)的選擇，要保證最理想的位置，選擇遠(yuǎn)離磁場的干擾，并且能夠清晰接收到信號的位置為最佳。還有，在進(jìn)行智能電子儀表的調(diào)試時需要將智能電子儀表的安裝進(jìn)行相關(guān)檢查，以免出現(xiàn)某些接線端子出現(xiàn)松動問題，然后導(dǎo)致信號接收的時候出現(xiàn)混亂。在進(jìn)行智能電子儀表調(diào)試的過程中還有很多需要注意的地方，在完成安裝后首先第一個要做的事情就是進(jìn)行智能電子儀表的相關(guān)調(diào)試，在這個調(diào)試的過程中需要對智能電子儀表所產(chǎn)生的錯誤和暴露出的安裝方面的問題進(jìn)行糾正。

2 單片機(jī)在智能儀表當(dāng)中的應(yīng)用

單片機(jī)在電子儀表當(dāng)中的具體應(yīng)用就是提升了儀表的各個能力，像是數(shù)據(jù)處理能力、控制能力以及I/O能力等等，所以單片機(jī)在智能儀表當(dāng)中的應(yīng)用是十分廣泛并且重要的，下面我們就將詳細(xì)的探討單片機(jī)在智能儀表當(dāng)中的應(yīng)用。

2.1 高速的數(shù)據(jù)處理能力

通常的傳統(tǒng)電子儀表在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的時候速度是較慢的，測量、計算和輸出的整個操作過程一共需要傳統(tǒng)電子儀表0.5秒的運(yùn)算時間，部分傳統(tǒng)儀表計算較為復(fù)雜，需要通過浮點(diǎn)計算、正弦函數(shù)以及平方根計算，這些計算對于傳統(tǒng)儀表來說處理的速度依舊較慢。但是這種問題在智能電子儀表當(dāng)中得到了解決，由于微型電子技術(shù)所具備的高運(yùn)算速度，大部分的運(yùn)算過程都會被大大縮短，像是MCS-51的時鐘頻率達(dá)到了12MHz，這就直接體現(xiàn)了智能電子儀表的運(yùn)作速率，這種超強(qiáng)的運(yùn)算能力使得智能電子儀表能夠進(jìn)行高速的運(yùn)算，從而在整體上直接提升電子儀表的數(shù)據(jù)處理能力[1]。

2.2 更強(qiáng)的控制能力

智能電子儀表在得到了單片機(jī)的加成之后，整個智能電子儀表的測量過程都是由單片機(jī)直接進(jìn)行控制的，相對于傳統(tǒng)的電子儀表需要經(jīng)過大量的數(shù)字電路和各種開關(guān)，智能電子儀表所需要的控制時間更短，同時也正是因?yàn)槿绱?，智能電子儀表的整個控制速度更快，所以控制能力也更強(qiáng)。除此之外，單片機(jī)當(dāng)中還具有布爾處理功能，這種處理功能包含著整整一全套的微處理指令和為控制輸入輸出功能，這些都能夠直接應(yīng)用于智能電子儀表的控制中。

2.3 具有更強(qiáng)的I/O功能

傳統(tǒng)的電子儀表當(dāng)中需要包含著各種各樣的功能部件，這些功能部件能夠有效的利用單片機(jī)的各個接口芯片，其中像是并行的I/O口，計數(shù)器以及鍵盤顯示驅(qū)動接口，各種各樣的接口都會直接提升I/O功能。并且由于單片機(jī)內(nèi)部具有16-32位I/O口線和兩個16位定時/計數(shù)器的緣故，這些部件有效的增加了整個儀表的I/O功能，也正是因?yàn)槿绱酥悄茈娮觾x表能夠有更多的內(nèi)部空間，簡化了整個儀表的硬件結(jié)構(gòu)，降低儀表的造價。

3 單片機(jī)在智能電子儀表方面的應(yīng)用

單片機(jī)在智能電子儀表方面的具體應(yīng)用有很多種，首先我們需要知道的是單片機(jī)在智能電子儀表當(dāng)中所進(jìn)行的設(shè)計方法是什么，如何才能夠最大化單片機(jī)的功能，保證單片機(jī)的功能完全發(fā)揮。

3.1 單片機(jī)作為微處理器進(jìn)行設(shè)計

將單片機(jī)作為微處理器進(jìn)行設(shè)計的智能電子儀表，根據(jù)微處理器和儲存器的配置進(jìn)行分開，不同的智能電子儀表所具有的功能也不同。選擇單片機(jī)作為微處理器的智能電子儀表能夠具有一定的計算機(jī)功能，這種儀表不僅僅能夠獲取數(shù)據(jù)，同時還能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行一定的處理以此來將數(shù)據(jù)進(jìn)行應(yīng)用，從而保證能夠給測量者提供更多的信息。在智能電子儀表當(dāng)中，現(xiàn)如今將單片機(jī)作為微處理器是把CPU、RAM、EPROM、中斷系統(tǒng)等等都集成在同一個芯片當(dāng)中，單片機(jī)當(dāng)做微處理器形成了一種構(gòu)造小而完善的計算機(jī)系統(tǒng)。

隨著我們國家在集成電路方面發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展速度變得十分迅速，而隨著單片機(jī)的發(fā)展，我們所研發(fā)的單片機(jī)數(shù)量也在不斷的上升，這就使得單片機(jī)的價格大幅度降低，同時單片機(jī)的功能和用處也不斷增加。智能電子儀表行業(yè)就是其中之一，單片機(jī)由于其小巧的提及、抗干擾能力較強(qiáng)等等優(yōu)勢幾乎是立刻取代了傳統(tǒng)電子儀表當(dāng)中的邏輯電路系統(tǒng)。智能電子儀表在采用單片機(jī)作為微處理器的時候，有效的增加了儀表的測量功能，并且使得儀表的維修以及使用都變得更加簡單。

3.2 單片機(jī)作為設(shè)計和調(diào)試部分進(jìn)行設(shè)計

第二個用途就是，在智能電子儀表設(shè)計以及調(diào)試的部分進(jìn)行協(xié)調(diào)和控制，這就是單片機(jī)的第二個作用。單片機(jī)本身在進(jìn)行使用的時候，其本身強(qiáng)大的性能能夠保證單片機(jī)在應(yīng)用的時候，提升整個設(shè)計對象的設(shè)計正確性和科學(xué)性。而一個智能電子儀表一般情況下都是以微處理器為核心的，軟件和接口電路設(shè)計工作同樣也是一個大占比的工作，這些設(shè)計過程以及調(diào)試工作都需要嚴(yán)格的按照相關(guān)要求進(jìn)行，保證智能電子儀表的正常運(yùn)作。所以，在進(jìn)行智能電子儀表的設(shè)計當(dāng)中，我們需要注意的就是首先要選擇的就是智能電子儀表的微處理器，微處理器的性能直接決定了整個智能電子儀表的工作性能，以及所擁有的功能種類。除了微處理器之外，就是要進(jìn)行輸入輸出方式以及測試原理的選定，這些對于一個智能電子儀表來說都是十分重要的。

智能電子儀表在進(jìn)行設(shè)計的時候需要兼顧兩個方面，一個方面是軟件方面，另一個方面就是硬件方面，只有協(xié)調(diào)好軟硬件兩個方面才能夠更好的保證智能電子儀表的運(yùn)行。通常情況下，我們在進(jìn)行智能電子儀表的設(shè)計過程中，我們需要注意的是硬件設(shè)計的過程中智能儀表設(shè)計的體積，由于需要保證智能電子儀表的體積能夠隨身攜帶，方便測量工作，那么我們就需要使智能電子儀表的體積較小。另外就是軟件方面，軟件方面需要保證智能電子儀表在使用的時候，能夠盡可能的滿足工程的所需，使得工程測量的過程中只使用這一種智能電子儀表，以此來提升整個電氣工程的工程效率。

4 結(jié)語

機(jī)電工程在我國不斷的發(fā)展，電子儀表成為其中極為重要的一部分，而智能電子儀表相對于傳統(tǒng)的電子儀表來說，具有著更多的優(yōu)勢，不僅僅是硬件和軟件方面的優(yōu)勢。智能電子儀表還能夠更好的方便整個電氣工程的進(jìn)行，保證工程的施工效率，并且在測量的時候更好的提升整個工程的測量精度，以此來提升整個電氣工程的工程質(zhì)量。這些都是單片機(jī)對電子儀表的提升，上文就是我們關(guān)于單片機(jī)在智能電子儀表方面的應(yīng)用，以及對于機(jī)電工程的相關(guān)影響。