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單片機技術

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單片機技術

單片機技術范文第1篇

【關鍵詞】單片機 作用原理 接口技術

新時代背景下,社會的發展和科技的進步,使得各類先進的科學技術被應用于眾多的生產與生活領域,作為電子信息工程中重要的組成部分,單片機也得到了廣泛的應用與普及,可以說,在現階段的眾多領域中,都能夠發現單片機應用的身影。而對于單片機而言,若想在更多的生產與生活領域中應用到單片機技術,則需要對單片機的作用原理及接口技術等做深入的探討和分析,以此來掌握單片機所能夠應用到的領域和范圍。同時,通過對單片機的原理及接口技術的靈活掌握與運用,才能使單片機技術得到更深程度的技術發掘和運用。因此,對于“單片機的原理及接口技術”的研究,就具有極大的現實意義。

1 單片機的原理

對于單片機而言,是一類集成芯片的總稱,也可將其理解為能夠獨立工作的微型計算機。在此單片機的芯片上,會涉及到CPU、ROM、RAM等通過I/O接口進行結合的獨立運轉系統。而針對不同的應用范疇和領域,還應在單片機上添加相應的部件,以此來確保單片機各種功能的應用于實現。而單片機的設計思路,應追溯到上個世紀的80年代,專家和學者們,希望通過一塊較小的繼承芯片,來容納單片機中的處理系統及眾多設備,這將使得此類集成系統的效果更佳的優良,并同時能夠使單片機內的系統等得以相應的收縮。可以說,對于單片機來講,其主要的功能,即是進行實時控制功能的實現,并能夠做到在線操控。而單片機芯片內由于部件的收縮與削減,使得其并無較好的抗干擾能力,這便需要針對單片機所應用的領域與所實現的具體功能,來對其抗干擾能力進行必要的加強。此外,單片機能的程序也可通過不同的功能而做出相應的調整,并配以相應的輔助部件,以達到較為特殊功能的實現。有時在完成較為大型的功能及任務時,還可將單片機中用作不同處理與運行功能的芯片進行整合,這不僅加強了單片機的智能化程度,還在很大程度上提升了單片機的工作效率。

2 單片機的接口技術

現階段,在投入應用的眾多類型控制器中,均使其智能化水平得到較高的發展與提升。直至現階段為止,眾多新型的設備,已經逐步取代了以往較為落后的輸入與輸出設備。伴隨著時代的發展和科技的進步,越來越多外形各異,且價格低廉的USB存儲設備,受到人們的普遍關注與喜愛。并且,此種帶有USB接口的存儲設備隨著技術的革新,變得愈加的符合人們的需求,不僅內部的存儲空間增大,其體積也在隨之減少。同時,此類USB接口的存儲設備,逐漸發展成為能夠隨身攜帶的U盤或移動硬盤,在功能性上較之傳統的軟盤,從各個方面都體現出碾壓性的優勢。而且,由于其能夠與計算機接口直接連接,進行數據信息的讀寫功能,使之應用范圍愈加深入與廣泛。其接口原理為:通過SL8HHS芯片及相應的USB協議,使其能夠通過芯片所涵w的雙任務端口,將由芯片讀取的各類信息,寫入U盤之中。因此,SL8HHS芯片能夠達成單片機與多種USB之間的相互連接及數據傳輸功能。并且,依據單片機的功能,其能夠操控所收集到的數據信息;USB控制其則能夠操控U盤及其起到連接作用的接口,并進行數據的接收與傳輸;RAM則可進行數據信息的臨時緩沖存儲。通過此種接口技術,并配以其他配件芯片,實現了單片機的各類信息讀取、傳輸、以及寫入等功能。

3 單片機所應用到的領域

根據上述單片機的作用原理,可將其應用于眾多電子信息設備與儀器之中。例如:單片機在工業操控技術中的應用、在各類儀器與儀表上的應用、服務設施中的應用、以及眾多為人們生產與生活提供便利的領域等等。由于單片機自身所具備的特點為體積小、能耗低,但功能性與可操控性方面則較為強大,這使得將其應用于智能化的操控設備與儀器中,將會發揮其極為明顯的功用。若將其應用于智能化的儀器或儀表之中,則能夠對儀器設備中所涉及到的各類數據:溫度、濕度、運轉速率、額定功率、以及最大功率等數據信息,進行準確的測算及控制。同時,由于將單片機應用于此類具有智能化的儀器或儀表之中,也能夠使此類儀器儀表的自動化水平得以進一步提升,從而真正實現其自動化水平增強。若將單片機應用于工業化的機械或設備操控上,則能夠促使工業化機械及設備在操控效率和便捷程度上得以提升。現階段,由于科學技術的改良與完善,使得單片機技術逐步進入人們生活的視野,為人們的日常生活提供多樣化的服務與便利。例如:我們在日常生活中應用到的電視、冰箱、洗衣機、熱水器、空調、以及其他家用電器設備,都含有單片機作用的功勞。而隨著互聯網+時代的進入,使得單片機在接口技術上有了全新的發展與突破,即能夠通過所增加的通信接口來逐步滿足計算機及網絡通信間的數據傳輸功能。此外,在航天、醫療、國防、以及科研等領域里,單片機都在不同程度的發揮著其巨大的作用。

4 單片機研發的主要方面

首先,是將單片機的抗干擾能力通過研發得以加強。現階段,單片機進行干擾排除的方式主要為外部操作,即將干擾源或干擾路徑切斷。雖然也能夠起到防止干擾的作用和效果,但卻無法做到真正意義上的抗干擾。對此,應從單片機的硬件方面入手,逐漸將其抗干擾能力加強。其次,是要將單片機編程效率提升。在對單片機進行編程的過程中,所應用到的語言類型大多為C語言,若要提升單片機編程效率,則應在不斷加強C語言編程效率的同時,還要盡量找尋出效率更高的編程語言類型,以此來提升單片機編程過程中的實際效率。

5 結語

綜上所述,文中通過對單片機的作用原理及接口技術的分析與研究,總結出單片機所能應用到的領域。并通過分析得出,若要將單片機進行深入的應用,則應當從提升單片機的抗干擾性、以及加強編程語言的效率等方面入手,唯有如此,才能使單片機技術在更多的領域內得以應用,并對社會的生產和人們的生活,產生更為多樣的效用。

參考文獻

[1]陳杰.論單片機的原理及接口技術[J].電子世界,2014(12):387.

[2]朱建光,鄭浩,劉本偉.單片機原理與接口技術教學改革與實踐[J].武漢大學學報(理學版),2012(S2):188-190.

[3]凌震乾.論單片機原理與接口技術課程設計性實驗的開設[J].教育與職業,2011(09):164-165.

單片機技術范文第2篇

1 概述

隨著單片機技術的發展和廣泛應用,許多使用單片機的高新技術產品諸如智能化儀器、儀表、小型工業控制系統等都面臨著一個令人頭痛的問題,那就是新產品剛一推出就被仿制和剽竊。這種現象會使產品開發商蒙受很大損失,同時也極大地挫傷了開發商的積極性。創新開發是一個公司競爭力的關鍵,如何保護好自己的勞動成果,除用法律手段外,在產品面市前作好加密是一個必不可少的環節。

單片機系統一般都采用MCU+EPROM模式。通常EPROM都是透明的,而采用的MCU一般有Intel公司的MCS51、52系列,Zilog公司的Z80、Z84系列、Motorola公司的MC68HC系列以及Microchip公司的PIC16C系列等。雖然有許多的MCU都帶有加密位,但現在已大多能破解。因此,單靠MCU本身加密位來進行加密已極不可靠的。

2 常用加密技術分析

常用的單片機加密技術無非是硬件加密和軟件加密兩種。軟件加密不能防止別人復制,只能增加別人解剖分析的難度,但對高手而言,這不足為慮。所以,這里討論的加密主要是硬件加密。總結起來,主要是以下三大類。

2.1 總線亂置法

總線亂置法通常是將MCU和EPROM之間的數據線和地址線的順序亂置。總線亂置法通常包括下面幾種:

(1)將數據或地址總線的某些線位交換或求反;

(2)將數據或地址總線中的某些線進行異或。例如,D5'=D5,D6'=D5+6等;

(3)把(1)(2)結合起來以構成較復雜的電路;

(4)采用EPROM時,把地址總線(或數據總線)與系統程序的存儲器地址(或數據)的對應關系按密鑰交換。例如,用一片2764芯片存儲密鑰,把地址的高8位重新按密鑰編碼,也就是說,把原程序的頁號順序打亂;

(5)采用GAL器件,利用GAL的加密片來對硬件電路進行加密。

2.2 RAM替代法

用電池對RAM進行掉電數據保護。即先將一系列數據寫入RAM并接上電池,然后將其余的芯片插上。這樣,當單片微機系統運行后,CPU首先從RAM讀出數據,這些數據可以是CPU執行程序的條件判別依據,也可以是CPU將要執行的程序。如果數據正確,整個系統正常運行。反之,系統不能運行。

2.3 利用MCU本身的加密位進行加密

現在很多的MCU都帶有加密位,其中最成功的加密方法是總線燒毀法,此法在AT89C51中運行用得最成功。即把單片機數據總線的特定I/O永久性地破壞,解密者即使擦除了加密位,也無法讀出片內程序的正確代碼。此外還有破壞EA引腳的方法。

一般來說,上述的加密方法各有優點,但都存在致命的缺點:第一種方法有兩個主要缺點:一是密鑰放在哪里才能不被破譯;二是用仿真器很容易就能把源程序截取出來。第二種方法同樣可以用仿真器把數據區調出來,另外還可以把RAM接上電池,取下來放在仿真器上讀出來。第三種方法用來加密小程序是成功的,但由于總線已被破壞,因而不能再使用總線來擴展接口芯片和存儲器。同時,片內存儲器也不再具有重復編程特性。

3 常用解密方法分析

加密和解密長期以來就是一對矛盾。要做好加密,必須先了解現在的解密水平及手段。目前的解密手段大致可分為下面四種。

3.1 恢復加密位法

該方法能破解常規用E2COMS工藝的存儲加密位芯片。它包括兩個系列:

第一是MCU系列,例如MCS51系列(包括89C、97C、W78E/77E系列等)、Z84E系列、PIC16C/12C系列、MC68HC系列等。

第二是PLD,如CPLD的GAL,PALCE的16V8、20V8、22V10,Altera的EPM7032、EMP7064、EMP7128,Lattice的LSP1016、LSP1024和Atmel的ATV750/2500等。

3.2 邏輯分析法

該方法主要采用示波器、邏輯分析儀和MDU解密儀等分析工具分配一些邏輯較簡單的可編程器件的邏輯功能。

3.3 仿真器軟件跟蹤分析法

此方法適用于破解一些未帶加密功能的單片機系統(如8031,Z80等系統),而對于有加密功能的單片機系統,則可先破解其單片機的源程序,然后進行仿真分析。

3.4 芯片揭蓋分析法

現在市場上十萬門以下的芯片多功能通過揭蓋來進行逆向分析,但此破解法費用甚高。此法適用于破解專門的ASIC芯片。

綜上所述,一般芯片及常規加密手段很難實現有效加密。嚴格來說,要做到絕對的加密是不可能的。選好適當的芯片,采用合適的加密技術,使仿制者面對需付高昂的解密費而卻步,那就意味著加密工作的成功。

4 動態加密技術原理

動態加密技術的主要思路是:在程序看到的是虛地址,而虛地址對應的存儲器的實地址由CPU程序運行時通過FPGA賦予。其原理如圖1所示。

舉例說明,若調用子程序CALL Function時,對應于同一個子程序調用,第一次調用的是真正的Function,絕對地址可能在1000H。而在第二次調用Function時,實地址可能是2000H,功能可能根本與Function不相同,這樣,只要在調用前把實地址通過軟件置進去就可以了。因此可以通過連續表面調用同一個子程序Function,而實際則是分別調用幾個不同的子程序來實現加密。至于虛地址映射到何處的實地址,可由編程者自己安排,故只需在調用前輸出實地址的對應關系即可。這種軟件與硬件相結合、虛地址與實地址相結合的加密方法使破解者即使獲得源程序也極難分析出對應關系。

但這種動態加密技術也有漏動,如很難對付仿真器單步跟蹤分析,因此,須做進一步個性。改進的方法之一是在FPGA內設計一個計數器,并由CPU定時清零,否則一旦超過時限,FPGA將停止一切操作而使CPU無法運行,就更不用說仿真了。改進方法之二是在FPGA內做一密,并由CPU運行足夠長的時間后去訪問FPGA,以讀取密碼并比較,若出錯則由CPU破壞主內存RAM的內容,從而導致所有結果出錯。用這種方法足可以對付邏輯分析儀的跟蹤分析。

對于數據加密,可采用與密鑰邏輯異或的方法。對于這種方法密鑰以及動態加密技術的邏輯函數都必須放在一個較難破譯的芯片上。鑒于對芯片解密技術的了解,筆者推薦使用Actel公司生產的42MX系列的FPGA來進行一次性編程,該芯片不可讀出碼點文件,市場上無法破解。同時,其資源也極為豐富,設計工具完整,且用VHDL語言極易實現各種功能。

單片機技術范文第3篇

【關鍵詞】單片機,技術應用,特點,趨勢,挑戰

一、單片機的應用場合

1.1智能儀器儀表。單片機用于各種儀器儀表,一方面提高了儀器儀表的使用功能和精度,使儀器儀表智能化,同時還簡化了儀器儀表的硬件結構,從而可以方便地完成儀器儀表產品的升級換代。如各種智能電氣測量儀表、智能傳感器等。

1.2機電一體化產品。機電一體化產品是集機械技術、微電子技術、自動化技術和計算機技術于一體,具有智能化特征的各種機電產品。單片機在機電一體化產品的開發中可以發揮巨大的作用。典型產品如機器人、數控機床、自動包裝機、點鈔機、醫療設備、打印機、傳真機、復印機等。

1.3實時工業控制。單片機還可以用于各種物理量的采集與控制。電流、電壓、溫度、液位、流量等物理參數的采集和控制均可以利用單片機方便地實現。在這類系統中,利用單片機作為系統控制器,可以根據被控對象的不同特征采用不同的智能算法,實現期望的控制指標,從而提高生產效率和產品質量。典型應用如電機轉速控制、溫度控制、自動生產線等。

1.4家用電器。家用電器是單片機的又一重要應用領域,前景十分廣闊。如空調器、電冰箱、洗衣機、電飯煲、高檔洗浴設備、高檔玩具等。另外,在交通領域中,汽車、火車、飛機、航天器等均有單片機的廣泛應用。如汽車自動駕駛系統、航天測控系統、黑匣子還有分布式系統的前端模塊等等。

二、單片機技術的發展特點

2.1單片機長壽命。8位、16位、32位單片機共同發展?這是當前單片機技術發展的一個動向。長期以來,單片機技術的發展是以8位機為主的。隨著移動通訊、網絡技術、多媒體技術等高科技產品進入家庭,32位單片機應用得到了長足發展。以Motorola?68K為CPU的32位單片機97年的銷售量達8千萬枚。過去認為由于8位單片機功能越來越強,32位機越來越便宜,使16位單片機生存空間有限,而16位單片機的發展無論從品種和產量方面,近年來都有較大幅度的增長。

2.2單片機速度越來越快。MPU發展中表現出來的速度越來越快是以時鐘頻率越來越高為標志的。而單片機則有所不同,為提高單片機抗干擾能力,降低噪聲,降低時鐘頻率而不犧牲運算速度是單片機技術發展之追求。一些8051單片機兼容廠商改善了單片機的內部時序,在不提高時鐘頻率的條件下,使運算速度提高了很多,Motorola單片機則使用了瑣相環技術或內部倍頻技術使內部總線速度大大高于時鐘產生器的頻率。68HC08單片機使用4.9M外部振蕩器而內部時鐘達32M,而M68K系列32位單片機使用32K的外部振蕩器頻率內部時鐘可達16MHz以上。

2.3低噪聲與高可靠性技術

為提高單片機系統的抗電磁干擾能力,使產品能適應惡劣的工作環境,滿足電磁兼容性方面更高標準的要求,各單片機商家在單片機內部電路中采取了一些新的技術措施。如美國國家半導體NS的COP8單片機內部增加了抗EMI電路,增強了“看門狗”的性能。Motorola也推出了低噪聲的LN系列單片機。另外他還有低電壓低能耗等特點。

三、單片機技術的發展前景及趨勢

由于通用型IC的仿冒現象比較嚴重,因此定制化IC將是未來單片機發展的主要方向。此外,盡管16位、32位單片機市場有所增加,但8位在未來三五年內仍將占主流,只是成長幅度會趨緩。從應用角度講,盛揚看好消費類電子和家電產品,尤其是中小型家電產品,它屬于比較成熟的單片機應用領域;其次是高端領域的車用產品。目前,盛揚已針對汽車周邊領域推出系列產品,主要用于汽車防盜、車載電子、信息娛樂、胎壓監測、里程表的面板等。

單片機擁有良好的應用前景,但廠商之間的競爭愈演愈烈。因此,對本土企業而言,要想脫穎而出,質量一定要好,同時還要注重產品的環保和可靠性,因為家電和汽車等產品對安全性的要求越來越高;其次,充分發揮本土廠商在特定應用領域的性價比優勢。不過,這種性價比必須建立在性能過關、可靠度過關的基礎上。

制作工藝CMO化。更小的光刻工藝提高了集成度,從而使芯片更小、成本更低、工作電壓更低、功耗更低。CPU的改進。同時,采用雙CPU結構,增加數據總線的寬度,提高數據處理的速度和能力;采用流水線結構,提高處理和運算速度,以適應實時控制和處理的需要。增大存儲容量,片內EPROM的E2PROM化,程序的保密化,提高并行口驅動能力,以減少驅動芯片,增加?I/O?口的邏輯功能和控制的靈活性。最后,以串行方式為主的擴展;電路的內裝化;和互聯網連接已是一種明顯的走向,可靠性及應用水平越來越高。

四、不斷發展的單片機技術給工程師們提出個新的挑戰

單片機從開發到產品端有很多關鍵階段。首先,開發新產品需要了解市場需求和應用方面的技術,才能定IC的規格;IC規格定下來后才能進行IC設計;IC設計完成后要進行驗證;驗證完成后,要做演示版進行市場推廣。這些階段都要求單片機工程師具備優良的素質。

首先工程師們要懂技術,并注意技術經驗的長期積累。比如定IC規格,這是決定IC成敗的關鍵,規格定得好,IC才能做得好。但IC規格不能關起門來自己定,一定要與市場和產品端相結合。所以就要求工程師必須熟悉整機產品的整個研發和生產過程,要懂生產環節和產品的專業知識,懂IC內部的相關工藝和IC設計。因此,要完全掌握這項技術至少需要十年的經驗積累,并且要一直做到工程主管的職位,才有可能完成。因此這種人才在任何一家公司都非常寶貴,大概只有2%的人能做。

其次要懂市場,對市場要有敏銳的洞察力,才可能做到技術管理的高層或工程領域的主管。否則,只能永遠是一名普通的工程師。

單片機技術范文第4篇

【關鍵字】 單片機 花房控制 傳感器 遠程通信

一、前言

隨著人們的生活水平的日益提高,對花卉欣賞以及花卉使用的需求越來越大,人們想方設法突破溫度的限制,以實現在各種地區氣候都能培育種類繁多的花卉來,花卉溫室控制發展越來越多,但需要的人力、物力是非常巨大的,并且收益并不怎么明顯。鑒此,我們設計出基于單片機技術的花房控制系統,讓花房發揮更大功效。即使在規模較小,設備不齊全的花房里也可發揮大部分作用,也為部分條件不好的花農提供福音。

二、系統設計

本項目為基于單片機技術的花房控制系統。本設計在主控芯片控制的各個傳感器和裝置的基礎上,滿足多方位數據的采集,智能自動調控的基本目的,同時添加GSM遠程通信,在自動基礎上可以遠程對任何環境參數進行設定,滿足花農對不同花類在不同生長期對環境的特定需求的。在如此的基礎上可以實現多功能,全天候對花房的環境因素的調控,也保證擁有實時抽樣檢測的特點。由于裝置簡單,特點明確,可以根據花房的形狀與大小進行全系統裝置的合理縮放,保證各個規模的花農都可以在相對經濟的基礎上用到方便的智能化裝置。系統框圖如圖1所示

三、系y設計流程

利用STC15系列單片機建立主控平臺,結合花房參數采集的各類傳感器和GSM(SIM300)通信模塊。傳感器實時采集花房內各類環境信息(溫度,濕度,二氧化碳濃度,光照強度,氧氣濃度等)傳遞給單片機,單片機根據原設定參數范圍進行比較,將范圍之外的參數進行分析,得出需要調控的程度并控制效應器進行適度的調控使得該目標參數回歸至合適的范圍內。本設計支持用戶通過手機主動指令,即可在花農遠離花房的前提下進行對花房當下數據的采集,并且可以遠程重設數據范圍,以滿足各類花卉在不同生長期對環境的而特殊需求。

四、單片機與GSM模塊的通信描述

單片機與GSM模塊的通信采用232通信接口,軟件的關鍵是做好單片機對手機AT指令的操作。GSM模塊采用SIM300,SIM300帶有標準的串行通信接口通過MAX232進行電平轉換后與單片機進行接口。設置SIM300模塊的工作模式為PDU模式。使用文本模式收發短信代碼簡單,實現起來容易,但最大的缺點是不能收發中文短信;而PDU模式不僅支持中文短信,也能發送英文短信。PDU相當于一種數據結構,它包含源、目的地址,有效時間,數據格式,協議類型和正文。

五、實現價值

比較人工的控制來說,花房智能控制最大的好處就是能夠相對恒定的控制花房內部的環境,對于環境要求比較高的植物來說,更能避免因為人為因素而造成生產損失相對生產來說,將智能化控制系統應用到花卉生產以后,花卉的培育比人工控制的花房都有極大的提高,對于不同的花卉品種而言,保證品相和成活率,對于檔次較高的珍貴品種來說,生產效率可以大大提高。花房應用自動控制技術,可達到改善花卉品質、調節生長周期、提高經濟效益的目的,尤其是可實現溫室管理的高效和精準。對于規模化的大棚設施而言,如果借助人工來調控溫大棚內的環境條件,需要大量人手和時間,而且存在難以避免的人工誤差。如果應用GSM自動控制技術,用戶只需通過手機向GSM發送短息,單片機接收并識別指令信息,進行應對操作。在最短的時間里代替人工操作,完成對花房的智能調控。極大地避免過度依賴網絡而使得本分地區過于偏遠和規模較小的花房無法進行智能控制裝置的安裝的缺點。

結論:基于單片機技術的花房控制系統不但能解決設施花房溫度和光照的控制問題,為花卉培育的標準化、規模現代化發提供必要的技術支撐。同時以實現GSM對花房實施遠程人工控制和實時監測,用戶通過發送信息指令控制花房的各項參數,保證各項參數在預設范圍之內,減輕勞動者的壓力,節省時間,減少開支,增加收入,有著深遠的現實意義。

參 考 文 獻

[1]沙占友. 智能傳感器系統設計與應用[M]. 電子工業出版社, 2004.

[2]劉坦, 馮斌, 丁嘉. GSM遠程控制的自動伸縮雨棚電路系統設計[J]. 科技致富向導, 2013(17):258-258.

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單片機技術范文第5篇

【【關鍵詞】單片機;電子技術;應用

前言

隨著我國經濟的不斷發展,工業方面技術含量也大幅度提高了,隨之水漲船高的是電子技術也在不斷革新,而電子技術的革新又進一步推動了工業發展,二者形成了有機結合的良性循環系統。在各方面都追求效率和快捷的新時代,單片機的出現與發展,其在工業測控、機械控制、顯示功能上的應用,使工業生產的智能化、自動化也成為了發展趨勢,各項技術也逐步滲透到普通人生活的方方面面使是人們的生活更加效率化、簡潔化、人性化。單片機的應用革新了工業生產的效率,改變了人們生活方式,提高了生活質量。

1.單片機的原理

1.1基本原理

單片機從本質上講即為一種可編程額集成電路,其原理就是其各個組成部件完成各自工作的過程。先將需要完成的任務寫成指令,單片機的每個構成部件完成其基本任務。其能夠完成所有指令的集合被稱為指令系統。通常需要完成的最終任務,單片機的某個部分并不能單獨完成,可以分為許多單個指令,分配給各個部件聯合完成,整個單片機所能完成的任務就稱為程序。單片機的種類不同,所能完成的任務及指令系統也大不一樣。先將程序存放在存儲器中,單片機在執行命令時指令儲存單元的地址按順序給予程序計數器,取得存儲器中,然后各個部件開始執行指令,完成任務。

1.2構成部分

單片機包括三個組成部分,各個部件的功能及特點各不一樣。①存儲器 存放指令的場所,其可以分為存儲單元內容及存儲單元地址,二者在本質上差別巨大。存儲內容是指放入存儲器的指令,以16進制數表達的兩位二進制信息。每條信息均放入存儲單元,都有一個相對應的地址,且所有地址均具有唯一性,例如256的單元就有相對應的256個存儲單元地址;②運算器 單片機中最為忙碌的部分。其是由運算部件、暫存器、累加器、寄存器、程序狀態標志寄存器及布爾處理器構成,其中占核心位置的是運算部件ALU。運算的過程為:累加器先緩存操作數,再保存結果;寄存器主要運算乘法與除法;標志寄存器則用來存儲結果的進位或錯位等特征;③控制器 整個單片機的大腦,有強大的控制力與協調力,對象包括16位寄存器組成的寄存器、翻譯指令信號的譯碼器、存儲單元地址、程序計數器、具有按時變化節律的電平和指針。各個環節的工作均由控制器控制與協調。

2.單片機在電子領域的應用

2.1電話方面的應用

電話在主要功能除了通話外,還有錄音功能.單片機在錄音電話中,能夠收集請求信號,發出控制信號。掌握電路的通斷連接及電源開關的組成部分與單片機借口相連,在單片機受到作為切斷請求消信號的鈴流轉化的電壓后,對各個開關進行控制。

2.2手機技術革新

現代手機的語音功能十分強大,其中語音識別與的單片機的使用有緊密的聯系。該系統對于輸入的語音信息條目進行識別及操作。其音頻入口是有單片機構成的,其功能在于收集音頻信息,進行分析辨別,及下發信息與各個部件,進行操作。

2.3電腦配件

電腦的外接硬件設備是電腦病毒傳染的主要途徑之一。由將單片機的控制線與LED、電腦USB接口及開關、USB芯片數據線及電源開關相連接,且所有設備的電源均為同一電源,其他設備進行特殊組合接連。由單片機控制移動設備的輸入與輸出,盡量降低病毒進入電腦的概率。

2.4家用電器

單片機經歷了從出現到蓬勃發展的歷程,從高精尖的科研器械慢慢滲透到人們普通生活中,家庭中常用額家用電器如電冰箱、洗衣機、遙控器等,其控制系統及顯示系統均是單片機應用的典型案例。

2.5其他儀器

單片機的高度智能控制系統,使其在各種精密儀器中的運用也十分廣泛,如電表、水表、出租車計價器。其中出租車的計價器以16為單片機為核心,包括數據顯示器、里程傳感器、及外如輸入設備按鍵等。傳感器測出脈沖,其與出車輪轉動次數成正比,根據脈沖數,計算出路程長度,再按照歷程與金額的函數算出具體金額。單片機在其中負責收集數據、計算過程及信息發送給顯示器。

3.討論

3.1單片機的優越性

單片機在發展中形成了許多鮮明的特點,可總結為以下幾點:①體積小 構成單片機的控制器、運算器、存儲器等,都集中在一小塊芯片中,體積小,能適應不同體積的電器設備,不管是安放位置、外形都可以隨意設計,節省空間,減輕電器設備的重量;②能耗低 單片機的核心組成部分的制作材料一般為半導體材料單晶硅,其體積小,能耗低,不會增加能耗負擔;③控制力強 其核心部分控制器CPU不僅可以直接控制I/O端口,還可以進行分支轉移操作、位操作等,實現多個終端的控制;④可靠性好 其所有構成部件采用總線結構,減少芯片連接,降低了磁場干擾;⑤性價比高 單片機應用廣泛,技術成熟,且成本低廉,適合批量生產。

3.2應用的廣泛性

單片機在應用上,表現出多種不可想象的廣泛性。各種測量用的精密儀表,如水表、電表、心電圖儀器等,可以有效測量的精確度;多機系統的控制上,由于單片機的具有分支、分位控制力強的特點,可以用于多個串聯儀器或部件的控制,提高了控制效率。另外GPS定位系統、戰斗機等器械的指揮系統均是以單片機為基礎構造的。

3.3對電子產業的重大意義

電子技術的發展,很大程度上影響了人們的生產生活。從無線電技術到微控技術的轉變,單片機的出現和廣泛應用,最大意義除了在生活質量及生產效率上的提升外,更重要的是改變了人們的生活方式,顛覆了人們對傳統控制技術的理念,是一次完美的技術革命。

參考文獻

[1]樊睿.關于單片機控制系統的研究[J].經營管理者,2011(12):380.

[2]吳茂,王飛.單片機在計算機散熱系統中的研究[J].中國新技術新產品,2012(06):34.

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