单片机技术在电子工程中的应用

路海英

（廊坊市第三人民医院 河北省廊坊市 065000）

近年来，科学技术的进步带动了单片机的发展，使得单片机在电子科技产品的发明和使用中得到了广泛的应用。目前。单片机因自身的优势在多个领域中发挥了重要作用。单片机作为嵌入式的系统，在人们的生产生活中普遍存在。单片机具有体积小耗能低、可靠性高和集成性高的特点，再加上体积小、存储量大、存储性能好和数据处理能力强的优势，在很多领域中得到了高度的重视，电子工程亦是如此。同时在单片机技术的推动下，现代电子工程实现了高速发展，各种各样的智能产品层出不穷，因此单片机技术进行具有重要的研究意义和应用价值。

1 单片机技术概述

1.1 单片机的定义

单片机也被称为嵌入式微控制器，它是集成计算机电路芯片。单片机是由存储器、中央处理器、运算器、控制器等部分组成。其中信算器可以进行各种算术运算和逻辑运算；控制器作为发布命令的决策机构，可以协调和指挥整个微机系统的操作。寄存器主要包括累加器A、数据寄存器、指令寄存器、指令译码器、程序计数器和地址寄存器等。与计算机相比，单片机只是缺少了I/O 设备[1]。虽然单片机的整体结构比较小，但其功能却十分强大，在机械制造、航空航天等领域得到了广泛的应用。

1.2 单片机的发展历程和特点

在单片机的发展历程中，先后经历了4 位，8 位，16 位，32位等阶段。其中，以MCS-51 单片机为主的八位单片机在机械制造，工业控制等领域得到了广泛的应用。这是因为8 位单片机功能较为强大，因此在很多领域中占主流位置。

在当前的计算机发展中，单片机是其重要组成部分之一。随着计算机水平的不断提高，单片机也随之进行高效革新，使其功能、种类和用途得到进一步的丰富。

目前，单片机所具有的特点主要体现在6 个方面。

（1）单片机具有使用方便、整体体积较小、系统构成简单、整体模块化的特点；

（2）单片机对环境的要求低，因此环境适应能力较强；

（3）单片机控制能力强大，单片机通过集成多种功能，使其控制功能能以增强；

（4）单片机功能消耗低，低压就可以使其正常运行；

（5）单片机的处理速度快，单片机处理功能较强，数据和信息的处理速度较快；

（6）单片机的可靠性高，单片机可长时间工作，使系统的运转能力得到提升。

1.3 单片机的工作原理

单片机的工作原理是一种在线式或现场实时控制计算机的原理方式。与离线式计算机相比，单片机的抗干扰能力能强，成本也更低。简单说来，单片机就是微型电脑，利用程序进行工作，同时具备可修改功能。在工作期间，通过编写不同的程序来实现不同的功能。从本质上来讲，单片机就是一个可编程集成电路，在工作期间各个组成部件完成各自的任务。将需要完成的任务编写成指令，单片机的每个组成部件按照指令完成自身的基本任务，但这并不意味着单片机的各个组成部分在作业期间是独立的，很多指令也是需要各个部件联合完成。不同种类的单片机指令系统也存在差异，但都是将编好的程序先放到存储器中，命令执行时会按顺序给予程序计数器，随后各个组成部分就开始执行指令，最终完成程序编写的任务。

2 单片机技术在电子工程中的应用趋势

自步入现代社会以来，科学技术就得到了迅速的发展。现如今，单片机技术在各个领域中的应用无处不在，如:家用电器、医疗机械、移动通讯等。利用单片机的优势，可以在生活中和工作中为人们提供便捷。

2.1 对单片机的程序进行开发

随着单片机的快速发展，其开发程度也越来越深，其在系统建设中的应用也越来越广泛。现如今，自动执行成为单片机技术在电子工程领域中的发展趋势。而自动执行就意味着单片机技术可以自动对数据进行传输处理和存储。这就需要加大对单片机程序的开发，使其在任何环境下都能够自动地对数据进行处理和收集，以保证单片机数据处理的准确性。

2.2 优化C语言系统程序

众所周知，在计算机领域中，C 语言具有非常强大的数据处理功能。利用C 语言可以实现用最简单的方法处理编程。为了在繁琐的数据环境中能够进一步保证单片机技术的正常运用，相关技术人员必须要借助C 语言来提高单片机的使用效率，这样才能够有效地提高整体系统的控制能力和运行速度。

2.3 加强对计算机计算技术的研发

在单片机的应用中，使用最多的就是通信接口。这是因为通信接口可以使单片机与计算机相连，进行数据沟通[2]。也就是说，利用通信连接可以使单片机与计算机之间进行联系，进一步为数据的提供给予支持与帮助。因此要想进一步提高系统整体的运行速度，相关技术人员就要加强对计算机技术的研发，以推动单片机技术的深层次研究，以便更好地保障数据的传输质量和安全。

3 单片机技术在电子工程中的应用

3.1 单片机技术在通讯设备中的应用

在当今时代中，通讯设备主要是指电话、手机，它们在人们的生活中扮演着关键性的角色。在通讯工程的发展中，单片机技术发挥了巨大的作用，主要体现在手机和电话的录音、语音等功能上。将单片机技术应用到通讯工程中，使手机的语音功能越来越强大和完善，尤其在手机的语音识别功能上，单片机技术能够对输入的语音进行识别和处理，当单片机技术识别完输入的音频信息时就会将其传到下一个组件。用户按下录音指令时，单片机系统就会接收到命令并发出信号来执行录音功能。

3.2 单片机技术在家电设备中的应用

随着我国科学技术的不断发展，国民的生活质量也在不断的提高，很多家用设备都发生了巨大的变化。将单片机技术应用到家用电器的设计和制造中，不仅可以使家用电器的体积减小，还能够使家用电器的能耗降低。在设计家电时，设计人员可将单片机芯片放置于电器的内部，实现家电的集成化和智能化。利用单片机技术制造家用电器可以有效地提高家电的性能，使家用电器逐步实现自动化功能，这也是家用电器的重大改革。如：在使用智能洗衣机时，可以通过利用单片机技术预定洗衣时间，当用户按下开始按钮后，单片机就会接收指令并按照用户设定的时间对洗衣机进行控制，使其按照指令完成任务。

3.3 单片机技术在仪器仪表中的应用

随着生活质量的提高，国民对仪器仪表等产品的要求越来越高，而在互联网技术和计算机技术不断普及的今天，仪器仪表也需要具有智能化功能，以提高仪器仪表的准确性。如在航空工业中，飞机飞行时必须准确地掌握目标方向和地理位置才能够更好地保障乘客和驾驶员的安全，为实现这一目标，航空工业必须不断地提高仪器仪表的精度，在这期间单片机技术发挥了重要的作用。利用单片机的高集成度和高可靠性，可以有效地提高航空仪器仪表的处理速度和控制功能，使仪器仪表更具智能化，在使用期间能够更精准的获取数据，以保证航空飞行的安全。

3.4 单片机技术在工业控制中的应用

随着单片机技术的不断发展和成熟，现已在很多行业中得到了广泛应用。而在工业化自动控制中，必然也少不了单片机技术的应用。在工业生产过程中，往往会涉及到一些危害人体健康的工业制造，为了降低工业生产对人体的伤害，机械自动化生产是其发展的必然趋势。而将单片机技术应用到工业生产，就可以通过程序控制实现工业自动化生产。利用单片机技术对数据进行采集和控制，进而实现对机械设备的操控和自动化管理。利用单片机程序来控制机械设备的运作，以减少高辐射高危险工业生产中人员的配置。

3.5 单片机技术在医疗器械中的应用

单片机技术的应用可以使医疗器械更具有科学化。随着医疗条件和技术的不断提升，越来越多的先进技术被应用到医疗器械中，而单片机技术在医疗器械中说发挥的作用是使医疗器械结构更合理、使用药的准确性更高等。为了使仪器检测效果更加准确，往往需要全方位的通力合作，应用单片机的高可靠性、高准确性，可以有效地提高医疗器械检测结果准确性，同时还能够对医疗器械的结构进行合理优化。

医疗领域是单片机技术的重要应用领域，主要体现在高端医疗器械上。高端医疗器械的网络结构是由多个计算机和单片机组成的，普通的家用医疗器械往往只需要一个单片机就可以实现全部控制工作。在医疗器械不断发展的时代，很多医疗设备功能都是依靠单片机技术实现的，医学信息的信息化、医学影像的数字化以及远程手术等都需要使用单片机技术。单片机技术提高了医院信息获取、远程操控的效率，同时还实现了医学影像的存储分类等，为医学的快速发展提供现代化技术支撑。

4 提高单片机技术在电子工程中的应用策略

4.1 加大资金投入

任何一项技术的研究与应用都离不开资金的支持，因此要想使单片机技术在电子工程中的应用更广泛，就需要先加大资金投入，为单片机技术的研究提供资金保障。首先，政府要大力支持单片机技术研究，为其提供良好的环境和基础资金保障。其次，可以向社会多方筹集资金用于技术研发。最后，要对资金进行合理配置。

4.2 提高技术人员的研发意识

单片机技术的发展是以电子工程为基础的，因此要想推动单片机技术的应用，就必须要提高电子工程的重视程度。单片机技术与电子工程是相辅相成的，单片机技术为电子工程的发展提供技术支撑，而电子工程为单片机技术的发展提供基础条件。从我国当下的实际情况出发，应加快高科技领域专业人才的培养，引导专业人才进行科学研发，以此来推进我国先进技术的发展。

4.3 注重技术创新

创新是技术发展的必然需求，为进一步推动单片机技术的创新，应加强国际间科研成果的交流。在技术的交流与分享过程中，总结经验、借鉴成果，并将其应用到我国技术的创新发展中，以加快我国技术的发展步伐。从单片机技术在电子工程中的应用来看，应不断加大相关人员的自主创新能力，这样才能够研发出高性能、高质量单片机。

4.4 优化单片机的存储功能

为实现单片机技术在电子工程中广泛应用，必须要优化单片机的存储功能，这就需要从单片机的存储器入手。通过改变单片机存储原有的读写方式，来实现数据存储的简单化、便捷化和迅速化。闪速存储器就是当下比较常见的存储类型，它不仅融合了电子工程技术，还保存了一般存储器的优势。闪速存储器具有运行速度快、存储空间大、存储迅速的特点，最重要的一点是闪速存储器能够在一些特殊情况下保存所有的数据信息。

5 结束语

综上所述，在科学技术快速发展的今天，电子技术产业的不断进步是人们生活质量提高的必然需求。单片机技术作为电子工程的核心技术，对其生产和科研所发挥的作用不可忽视。单片机技术作为嵌入式系统的代表，将其应用到电子工程中具有重要的现实意义。这不仅仅体现在单片机技术应用范围广泛上，更重要的是单片机技术能够给人们带来更多的经济效益。除此之外，将单片机技术应用到电子工程中，也为电子工程的发展打开了新的途径。只有通过不断地完善和提升单片机技术，提高单片机的工作效率，才能够更好地推动电子工程的发展，促进工业和社会的进步。