王永洪

摘 要：單片機作為現(xiàn)代電子技術(shù)發(fā)展的一個典型產(chǎn)品，在多個電子產(chǎn)品領(lǐng)域中都有著廣泛應用?，F(xiàn)本文就分別從應用和發(fā)展這兩個層面來談談單片機技術(shù)，以供交流。

關(guān)鍵詞：單片機；電子技術(shù)；電子產(chǎn)品；應用；發(fā)展

中圖分類號：TP368 文獻標識碼：A

單片機是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把中央處理器、存儲器、定時器/計數(shù)器、I/0接口電路等一些計算機的主要功能部件集成在一塊集成電路芯片上的微型計算機。由于其具有可靠性高、便于擴展、體積小、成本低等特點，已經(jīng)廣泛的應用于電子產(chǎn)品、智能儀表、工業(yè)測控、軍工等領(lǐng)域。

1 單片機在電子技術(shù)中的應用

1.1 家用電器領(lǐng)域

現(xiàn)如今很多家用電器中都將單片機引用進來實現(xiàn)電器的升級改造，以完善家用電器的功能，使其更能適合現(xiàn)代人的需求，提升市場競爭力。例如當前的電視已經(jīng)實現(xiàn)了智能遙控，洗衣機已經(jīng)能夠自動識別衣物并設(shè)定相應洗滌程序，電冰箱已經(jīng)能夠自動識別食物類型并設(shè)定冷藏溫度，這些都得益于單片機的使用?？梢哉f，單片機的應用在很大程度上提升了家用電器的整體性能，使其能夠更加便捷的為人們提供優(yōu)質(zhì)服務，提升人們的生活品質(zhì)。

1.2 工業(yè)控制領(lǐng)域

單片機具有體積小、控制功能強、功耗低、環(huán)境適應能力強、擴展靈活和使用方便等優(yōu)點，用單片機可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、信號檢測系統(tǒng)、無線感知系統(tǒng)、測控系統(tǒng)、機器人等應用控制系統(tǒng)。因此可以說，單片機的應用在很大程度上推動了工業(yè)自動化發(fā)展。例如在當前工業(yè)生產(chǎn)中最常見的流水線管理系統(tǒng)中，單片機的應用能夠使其和計算機聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)智能化控制，這不但能夠提高流水線管理效率，還能規(guī)范流水線操作，進一步提升流水線產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量。而且現(xiàn)在隨著“物聯(lián)網(wǎng)”概念的推出，嵌入式技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)最為關(guān)鍵的底層技術(shù)，在單片機技術(shù)成熟發(fā)展的今天，物聯(lián)網(wǎng)的興起給單片機技術(shù)提供了一個更為廣大和宏偉的舞臺，同時也給單片機技術(shù)發(fā)展提供了新的方向。

1.3 醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域

科技的發(fā)展同樣推動了醫(yī)療技術(shù)水平的提升，同時醫(yī)療器械的功能也在不斷完善。在很多醫(yī)療衛(wèi)生器械中，都引入了單片機技術(shù)。由于單片機本身體積小，擴展性強，功能多，能夠極大的完善醫(yī)療器械的功能，使其操作更簡單方便，避免醫(yī)療器械設(shè)備結(jié)構(gòu)過于復雜而出現(xiàn)操作失誤現(xiàn)象，大大促進了醫(yī)療儀器設(shè)備的自動化發(fā)展。例如在消毒殺菌設(shè)備中，將單片機引用到其控制系統(tǒng)中，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的自動化運行，這將會極大的提高設(shè)備的消毒殺菌水平。這一應用對于醫(yī)療條件較為簡單的小診所、偏遠地區(qū)醫(yī)院來講，有著重要意義。除了在消毒殺菌設(shè)備中有很好的應用以外，單片機還可以應用在呼吸機、超聲診斷、病床呼叫等多種醫(yī)療儀器或設(shè)備中，為實現(xiàn)現(xiàn)代化醫(yī)療基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)起到很大推動作用。

1.4 智能儀器儀表設(shè)備領(lǐng)域

目前越來越多的智能儀器儀表被應用在各個生產(chǎn)領(lǐng)域中，促進現(xiàn)代社會生產(chǎn)力水平的快速提升。而在此過程中，單片機的應用范圍也隨著智能儀器儀表設(shè)備的發(fā)展而不斷擴大，這是因為單片機不但體積小，控制靈活可靠，而且其有著很強的可操作性，屬于高度集成的芯片。對于智能儀器儀表設(shè)備來講，一般都需要在保持高度靈敏功能的基礎(chǔ)上盡量保證測量的準確性，縮小儀器設(shè)備的體積，以便減輕整個設(shè)備的負擔，而單片機正好滿足這一點要求，并且有著很強的擴展性，能夠滿足智能儀器儀表設(shè)備的升級改造需求。隨著單片機的使用，越來越多集測量、處理、控制為一體的儀器儀表設(shè)備被研發(fā)應用，促進了儀器儀表業(yè)的數(shù)字化、柔性化發(fā)展。

2 單片機的發(fā)展趨勢

2.1 CPU中央處理器的發(fā)展趨勢

CPU是單片機的核心，他的功能的發(fā)展與提高，勢必會帶動單片機的發(fā)展。作為單片機的數(shù)據(jù)處理功能模塊，CPU中央處理器經(jīng)過了多次的變革和改進，以不斷的適應數(shù)據(jù)處理要求。一般在改進過程中，多是通過拓展總線寬度來實現(xiàn)。最初的單片機CPU的總線寬度為8位，之后逐漸演變?yōu)?6位、32位，并仍然在不斷地拓寬。當然，提高CPU數(shù)據(jù)處理能力的技術(shù)措施不單單有擴寬總線寬度這一種，還可以通過優(yōu)化數(shù)據(jù)總線來實現(xiàn)。目前單片機內(nèi)大多數(shù)為單CPU結(jié)構(gòu)，未來單片機將會采用雙CPU結(jié)構(gòu)，以提高數(shù)據(jù)處理速度與能力，同時采用流水線結(jié)構(gòu)，提高處理和運算速度，以適應實時控制和處理的需要。

2.2 單片機微型化趨勢

微型化是單片機未來發(fā)展的主要趨勢，因為其一般多應用在系統(tǒng)的各個獨立模塊中，若體積過大，則不但會增大設(shè)備功耗，還可能會影響其運行質(zhì)量。因此必須要盡可能的縮小芯片的體積，并對其功能模塊進行擴展，在縮小單片機體積的同時最大限度的保障單片機應用功能的綜合性及低功耗優(yōu)勢得到有效實現(xiàn)。

2.3 單片機低功耗下的半導體工藝

早期的單片機如MCS-51系列的8031推出時的功耗達630MW，而現(xiàn)在的單片機普遍都在100MW左右，隨著對單片機功耗要求越來越低，現(xiàn)在的許多單片機制造商都采用了CMOS（互補金屬氧化物半導體工藝）。CMOS雖然功耗較低，但由于其物理特征決定其工作速度不夠高，而CHMOS則具備了高速和低功耗的特點，這些特征，更適合于在要求低功耗象電池供電的應用場合。所以這種工藝將是今后一段時期單片機發(fā)展的主要途徑。

2.4 單片機中存儲器的發(fā)展趨勢

在單片機持續(xù)發(fā)展與優(yōu)化的過程當中，閃速存儲器應當成為單片機內(nèi)部程序存儲器的最主要選擇。借助于電子技術(shù)所發(fā)揮的支持效用，閃速存儲器能夠在+5V模式下進行有效的讀寫操作。一方面保留了靜態(tài)RAM隨機存取數(shù)據(jù)存儲器在讀寫操作方而的簡便性優(yōu)勢，另一方面也使得即便是在整個運行環(huán)境出現(xiàn)掉電狀態(tài)的情況下，存儲器當中所存儲的相關(guān)數(shù)據(jù)信息也不會發(fā)生丟失問題。單片機通過應用片內(nèi)閃速存儲器的方式，還能夠有效簡化整個運行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，同時對于提高單片機存儲器容量而言同樣有著重要的意義。

結(jié)語

總之，在當前集成電路技術(shù)和微電子技術(shù)水平不斷提升的情況下，單片機的性能和功能將會得到進一步的完善，其在電子技術(shù)中的應用范圍也將會越來越廣闊。

參考文獻

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