单片机在智能仪器仪表中的应用

文/沈舒雨

单片机应用在智能仪器仪表中，既具有I/O功能强大和控制功能强特点，又具有高速数据计算能力，在智能仪器仪表中应用单片机，能够将微处理器角色充分地体现出来，致使仪器仪表计算机系统中应用单片机更加完善，有效处理数字滤波数字，能够使系统运行更加安全可靠。

1 智能仪器仪表

1.1 常见智能化仪器仪表

1.1.1 智能万用表

智能万用表具有很高的测量精确度，能够使各种误差有效地降低。主要采用双斜率积分的方式进行芯片工作，具有很强的抗干扰能力。

1.1.2 智能毫伏表

相对于传统毫伏表，智能毫伏表将单片机添加了，能够测试更高频率正弦交流电压，既可以自动归零和自动诊断故障以及自动报警，又可以自动单位换算和量程自动切换等，并且具有质量轻便和体积小的特点，非常实用。在智能毫伏表中，有效应用单片机，不但使RAM与CPU的库充得以实现，而且，I/O口也更加先进。

1.2 智能仪器仪表功能

智能就是智能仪器仪表的重点，运用强大输出方式能够将灵活特点充分地体现出来。智能仪器仪表可以接打印记录仪等各种设备，从而使多元化输出形式有效地实现。智能仪器仪表具备测量的功能，既能够将高效运行的测量和控制以及处理有效地实现，又能够智能化处理数据和实现存储信息。智能仪器仪表还能够处理复杂的信号，完善仪器仪表功能。致使自动诊断和检测故障有效地实现，从而使测量误差得以降低，精度提升。同时，能够定时测定信号，从而使精确检测多个参数得以实现。

2 智能仪器仪表中应用单片机的特点

2.1 强大的I/O功能

智能仪器仪表既具有多种功能的部件，又具有复杂的内部结构，单片机微机接口芯片能够使各功能部件稳定且有序地运行，互相之间进行协调运转。MCSA-51I/O线等相关部件，最少也能够达到16位，针对于硬件结构而言，能够更加简化智能仪器仪表，从而使智能仪器仪表成本很大程度地降低了。

2.2 很强的控制功能

在计算机系统中，单片机属于重要组成部分之一，单片机有效应用在智能仪器仪表中，具有很强的控制能力，能够准确地监督控制智能仪器仪表的各个参数。微机对于测量责任能够有效地承担，致使大量常规仪器和开关中的数字电路节省了，一般采用二进制方式对其状态位进行控制，二进制状态位既具有启动控制位，又具有完成测量检测位等。MCS-51是许多单片机中的一种类型，指令输入输出处理功能和处理布尔功能都具备，已经广泛应用于智能仪器仪表的控制上。

2.3 高速度的计算数据能力

在智能仪器仪表中，有效应用单片机，具有高速度计算数据的能力，智能仪器仪表在正常情况下，一个周期内，完成计算测量和相关操作，需要0.1～0.6s的时间。有一部分要求计算比较复杂，必须要有很高难度的函数计算能力，因此，要求单片机运算速度的功能比较高。例如，MCS-51，10～15MHz时钟内以，可以处理乘法和除法的指令，将高速度计算数据有效地完成。

3 智能仪器仪表中应用单片机

3.1 数字滤波

有效运用数字设备计算对信号进行处理，滤除和筛选某个频段信号，新信号就能够获取，即数字滤波。数字滤波能够将智能仪器仪表抗干扰能力有效地提高，结合新信号，智能仪器仪表就能够将高效利用实现。智能仪器仪表工作的环境很差，各种干扰问题也比较多，致使智能仪器仪表工作效率受到了严重地影响。运用单片机，能够将数字滤波有效地实现，恶劣信号得以控制，从而滤除信号。

3.2 微处理器的功能

单片机具有强大的功能，将复杂计算机系统融入其中。单片机有效应用在智能仪器仪表中，既能够测量功能，又能够将控制和处理复杂数据有效地实现。在智能仪器仪表中，单片机就是一个微型处理器。单片机能够集中很多部件的功能，致使各种部件复杂性和单一性避免了。单片机具有计算机系统属性，处理数据的过程中就能够得心应手。单片机虽然体积比较小，但是，能够将智能仪器仪表功能进行延展，检测故障和自动检查的过程中，测量工作也可以继续进行。在集成电路技术发展的基础之上而得到的单片机技术，单片机具有很高的性价比，已经广泛应用于很多领域。

4 调试和设计智能仪器仪表中应用单片机

4.1 整体设计智能仪器仪表

智能仪器仪表的功能如果想更加强大，必须要整体设计智能仪器仪表。整体设计才能够将合适的部件选择，设计重点明确，并且能够测试和诊断故障。同时，无论实现功能，还是设计目的，都必须要明确。

4.2 协调软件和硬件

设计智能仪器仪表的过程中，必须要合理科学地分解设计对象，运用各种设计智能仪器仪表方法，根据任务方式进行设计。如此这样，能够使设计智能仪器仪表的成本很大程度地降低，并且设计效率也会提升，以免不断地进行修改。整体设计智能仪器仪表非常适用该种方式，目的就是使各部分功能都能够有效地实现。

4.3 可维修性和自动诊断功能

调试智能仪器仪表和应用单片机设计的过程中，自动诊断功能必须要实现。有效运用自动诊断，能够将故障位置迅速寻找到，对原因进行分析，从而将合理维修方案提供。

5 总结

综上所述，无论是单片机的应用，还是发展，都需要计算机等相关技术的大力支持。单片机既体积小和质量轻，又结构简单，在智能仪器仪表中已经广泛应用，有效应用单片机，既能够使智能仪器仪表应用效果有效地提升，又能够很大程度地提升工业生产的效益。