浅谈单片机在电子技术中的应用和开发

张宇航 赵旭辉

摘要：随着我国不断进行的经济建设，单片机的应用已经广泛地渗透到人们的学习、工作、生活中。其最具有代表性的嵌入式系统已经在科研、工业、军事、商业、娱乐业及人们的日常生活等方方面面，既能够有效提高企业的综合效益，又能够提高企业生产的自动化与智能化水平，从而全面促进工业化发展进程，提高我国的国际市场综合竞争力。在半导体技术的不断发展的前提下，单片机以其体积小、价格低、可靠性强、低功耗的优势，不断在各个行业中取代计算机。嵌入式系统技术也成了当前关注、学习研究的热点。

关键词：电子技术;单片机;低噪稳定;技术开发

当今社会，人们的生活与工作越来越离不开电子技术的支持，无论是人们日常生活中所使用的智能移动终端设备、日常家用电器或者是工业领域中广泛应用的仪器仪表等，这些都属于电子技术的范畴。随着电子技术的快速发展，为了能够适应嵌入式应用的需求，单片机技术在电子技术中的应用也成为必然趋势。

1 单片机的主要构成

单片机主要包括一个运算器和控制器两个部分，其中运算器主要以LU部件作为核心，能够实现二进制算法，还应该包括存储器、寄存器和累加器等作为辅助软件控制器，必须包括CPU神经处理系统，其由逻辑控制电路、编译器寄存器等共同组成。整个单片机能够将这些复杂的元件集成在非常小的芯片上，具有高度集成、体积小、可靠性高的优点，在实际应用的过程中，单片机自身电压更低、功耗小、便于携带，具有易扩展性。单片机作为在工业环境下的数字运算管理系统能够集存储、逻辑运算、顺序控制、定时技术等操作指令于一体，可以利用数字信号或者模拟信号的方式，对机械设备快速控制。单片机自身的运行更加的安全可靠，抗干扰能力比较强，整体的功能配套齐全具有强大的适应能力，单片机控制系统可以在电站功率系统管理中更好的应用。

2 单片机在电子技术中的应用优势

2.1 单片机增加系统的稳定性

在电子技术领域中应用单片机可以提升系统的稳定性。在系统长时间运行的过程中输入量以及输出量产生的改变因素直接影响了系统的稳定性，在系统应用过程中如果其分辨率、灵敏度下降也会直接影响稳定性。单片机可以有效地提升系统的稳定性，利用单片机修正传感器设备，改变非线性的相关系统，可以从根本上提升系统的稳定性，进而增加工作性能参数。

2.2 单片机增加系统的抗干扰性

电子技术领域中应用单片机可以有效地提升系统自身的抗干扰性。其主要表现在2个方面。1）抵抗确定干扰。日常系统会受到外界环境以及对应的内部构造影响产生一定的干扰性问题，通过单片机则可以解决其存在的问题。

2.3 抵抗随机干扰

在日常生产中电子系统的操作环境较为复杂，其产生的信躁比会随着随机波动问题而受到不同程度的影响，为了有效地解决这种问题，保证型号传递的稳定性，可以通过单片机进行优化进而达到降低系统运行干扰的目的。

2.4 单片机技术推动了相关产业的快速发展

单片机技术在应用之后可以有效地提升其整体的功能，有利于提升系统的稳定性。在电子技术的更新与发展的过程中，系统中各种設备呈现多样化的发展趋势，不同类型的功能具有一定的差异性，在运行过程中会出现各种困难问题，通过单片机技术可以有效地解决此种问题，单片机技术可以提升系统的运行效率，增强了系统的运行质量，优化了系统的功能。

3单片机在电子技术中的开发

3.1开发时单片机的选择

基于CPU技术的发展，MPU技术研究也取得了重大突破。在此背景下，单片机的频率及制程得到了全面提升：频率提升直接导致了单位时间内单片机的计算速度提升，制程提升则使得单片机发热量、面积减小。在开发产品时，如何选择合适的单片机也是一门比较有难度的学问。若是选择使用Windows CE或Linux等操作系统，那么就需要选择ARM720T以上带有MMU功能的ARM芯片。若是对于系统时钟速度有较高的要求，那么可以选择ARM9及以上的芯片。还有很多种可能的需求，这里就不展开讨论了。

3.2开发时单片机语言的选择

单片机在发展初期都是利用汇编语言编写程序的，汇编是一种低级语言，直接对单片机内部硬件进行访问。但是随着单片机复杂程度的不断提高，由于汇编可读性差，没有强大的函数库可供使用，导致开发效率下降。如今，单片机编程语言主要是以C语言为主的高级语言。这些高级语言主要以可读性强、可移植性强、丰富的函数库等优点，逐步取代汇编语言成为嵌入式的主流开发语言。但是汇编语言也存在高级语言没有的优势，例如执行效率高、直接对硬件进行访问。所以汇编语言通常用在程序中最核心的、控制硬件的代码，一方面是安全，另一方面提高运行速度。近几年也出现过支持汇编、C语言混合编译的编程软件，相当于在应用上集成了两种语言的优势。如何选择适合的编程语言现在也已经成为一门学问，本文不在此进行展开。

3.3基于ARM的系统开发

在对嵌入式要求较高的电子设备中，逐渐出现了Windows CE、Linux、Android OS、Harmony OS、Mac OS等操作系统。其主要是以体积小、低功耗的特点，在便携设备上逐渐发展起来。以智能手机为例，目前该阵营主流的系统分别Android OS、Mac OS，在这些系统中的应用开发除了之前提到的C语言外，还有Python、Java、C++等高级语言，这对于编程人员来说，熟悉各种高级语言也是将来需要掌握的一门技术。

4 单片机在智能仪器仪表生产中的应用

在智能技术以及自动化技术等新型技术手段的支持之下，仪器仪表的发展速度明显提高，单片机具有集成化程度较高的特征，有效地推动了仪器仪表领域的持续发展。现阶段通过单片机实现了仪器仪表的智能化发展，通过数字化管理，提升了仪器设备的控制能力，增强了分析以及处理能力，可以有效地增强其可预见性，进而有效地增强了仪器仪表在实际测量中的安全性，提升了可靠性，精准性，有效地降低了各种事故问题的出现概率。

5 结语

综上所述，单片机具有使用寿命长、运算速度快、低噪稳定的优势。单片机在电子技术中主要应用于通讯系统和工业控制领域。未来单片机的技术开发方向在于CPU数据更新、降低耗能、消除单片机干扰。以期通过单片机技术的不断发展，加快运行速度，并降低噪声，完善控制功能。

参考文献：

[1]赵一萌，王新鑫，王泽坤.浅谈单片机技术在电子信息技术中的应用[J].科学大众（科学教育），2020（01）：191.

[2]陈冬梅.基于电子技术趋势下的单片机应用前景研究[J].农机使用与维修，2020（01）：37.

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