單片機(jī)在現(xiàn)代電子系統(tǒng)的地位綜述

摘要：現(xiàn)代電子技術(shù)發(fā)展的速度越來越快，其基本核心技術(shù)為嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，而作為嵌入式系統(tǒng)之一的單片機(jī)，以其明顯的典型性、廣泛性、普及性的特點(diǎn)，在現(xiàn)代電子系統(tǒng)發(fā)展歷程中占據(jù)著重要的地位。本文就針對電子技術(shù)中單片機(jī)的應(yīng)用進(jìn)行綜述性討論，介紹其基本組成與特點(diǎn)，對其應(yīng)用進(jìn)行分析，最后提出其未來的發(fā)展方向。

　　一、單片機(jī)的特點(diǎn)與基本組成

　　與其它的嵌入式系統(tǒng)相比，單片機(jī)的體積小，但是集成度高，具備較高的可靠性與控制功能；功耗低且采用低電壓，因此對便攜式產(chǎn)品的制造與生產(chǎn)十分有利；具備較好的擴(kuò)展性與優(yōu)異的性能比，其應(yīng)用范圍十分廣泛，包括辦公室自動(dòng)化設(shè)備、實(shí)時(shí)過程的控制、各類儀器儀表、醫(yī)療領(lǐng)域相關(guān)設(shè)備、汽車電子產(chǎn)品以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等等，由此可見，單片機(jī)是一種實(shí)用性非常強(qiáng)的嵌入式系統(tǒng)。其基本組成包括以下幾個(gè)部分：第一，運(yùn)算器，其核心是ALU部件，主要作用就是完成二進(jìn)制算術(shù)與邏輯運(yùn)算，運(yùn)算器的輔助設(shè)備包括暫存器TMP、寄存器B、累加器 ACC、布爾處理器以及程序狀態(tài)標(biāo)志寄存器 PSW 等等；第二，控制器，其為CPU的神經(jīng)中樞，包括定時(shí)控制邏輯電路、指令寄存器以及譯碼器等模塊；第三，存儲器，存儲器中的每個(gè)存儲單元均對應(yīng)一個(gè)地址，其利用2位16進(jìn)制數(shù)表示；第四，輸入設(shè)備與輸出設(shè)備等。

　　二、電子技術(shù)中單片機(jī)的應(yīng)用

　?。ㄒ唬﹩纹瑱C(jī)的工作原理

　　可以說單片機(jī)在電子技術(shù)中的應(yīng)用越來越普遍，這得益于其優(yōu)良的存儲功能，并且與單片機(jī)RAM外存儲器發(fā)生聯(lián)系時(shí)必須通過A累加器才能順利實(shí)現(xiàn)，即所有數(shù)據(jù)如果要向外部RAM傳輸只能通過A累加器，同樣在數(shù)據(jù)讀取過程中也要經(jīng)過A累加器才能實(shí)現(xiàn)讀入。這種工作機(jī)制與內(nèi)部RAM有著明顯的區(qū)別，即內(nèi)部RAM之間能夠直接傳送、讀入數(shù)據(jù)，但是外部RAM不可以。單片機(jī)其實(shí)是一種高集成的電路芯片，其執(zhí)行程序的過程就是逐條執(zhí)行指令的過程。此處所謂的指令是指需要單片機(jī)執(zhí)行的相關(guān)操作采用命令的形式寫出來，通常一種基本操作對應(yīng)一條指令，主要是由設(shè)計(jì)人員賦予單片機(jī)的指令系統(tǒng)來決定的。由于單片機(jī)在執(zhí)行指令的過程中需要遵循特定的順序，所以程序中的指令也是根據(jù)同樣的順序逐條存放的，單片機(jī)在執(zhí)行程序時(shí)只需逐條取出這些指令然后執(zhí)行即可，不過要求具備一個(gè)程序計(jì)數(shù)器PC對指令地址進(jìn)行追蹤，在程序執(zhí)行過程中，給PC賦予執(zhí)行程序中對應(yīng)指令的地址，那么PC獲取該條命令時(shí)會(huì)自動(dòng)增加相應(yīng)的內(nèi)容，通常指令的長度決定其增加量。

　?。ǘ╇娮蛹夹g(shù)中單片機(jī)的應(yīng)用

　　1、在家用電器領(lǐng)域的應(yīng)用

　　現(xiàn)在在家用電器的更新、市場開拓等方面，單片機(jī)的應(yīng)用越來越廣泛，比如電子玩具或者高級的電視游戲機(jī)中，會(huì)應(yīng)用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)其控制功能；而洗衣機(jī)可以利用單片機(jī)識別衣服的種類與臟污程度，從而自動(dòng)選擇洗滌強(qiáng)度與洗滌時(shí)間；在冰箱冷柜中采用單片機(jī)控制可以識別食物的種類與保鮮程度，實(shí)現(xiàn)冷藏溫度與冷藏時(shí)間的自動(dòng)選擇；微波爐也可以通過單片機(jī)識別食物種類從而自動(dòng)確定加熱溫度與加熱時(shí)間等等，這些家用電器在應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)后，無論是性能還是功能，與傳統(tǒng)技術(shù)相比均有長足的進(jìn)步。

　　2、在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域的應(yīng)用

　　現(xiàn)代醫(yī)療條件越來越發(fā)達(dá)，人們對醫(yī)療滅菌消毒技術(shù)也越來越重視，但是一些偏遠(yuǎn)地區(qū)的小醫(yī)院、小診所其消毒滅菌設(shè)備還十分簡陋，無法有效的控制消毒質(zhì)量。隨著單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展，其體積較小、功能強(qiáng)大、具有靈活的擴(kuò)展性、應(yīng)用方便的特點(diǎn)也越來越突出，因此在醫(yī)用呼吸機(jī)、分析儀與監(jiān)護(hù)儀、超聲診斷設(shè)備、病床呼叫系統(tǒng)等設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用。

　　3、在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用

　　其實(shí)最早的單片機(jī)正是從工業(yè)領(lǐng)域開始興起的，至今其在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用仍然十分廣泛，利用單片機(jī)技術(shù)構(gòu)成多種多樣的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與智能控制系統(tǒng)，比如工廠流水線的智能化管理、智能化電梯、報(bào)警系統(tǒng)等等，均是通過單片機(jī)技術(shù)與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級控制系統(tǒng)。

　　4、在儀器儀表領(lǐng)域的應(yīng)用