当前单片机技术应用的发展现状分析

章致远

摘要：单片机技术是融合计算机信息技术、物理学等多种学科技术的应用科学技术，具有结构紧凑、体积小、便于制造携带、可靠性高、集成性高、环境适应能力强、控制功能强、处理能力强、低功耗等优点，目前已经渗透到我们生活的各个方面。本文从单片机及其应用领域入手，对其未来的发展趋势进行展望，以推动我国单片机的快速发展。

关键词：单片机;特性;应用;对策

引言

自20世纪70年代单片机技术问世以来，其发展迅速。现在的单片机技术日新月异。随着科技的进步，由于单片机产品的多样化，单片机在世界上许多地方都有广泛的应用空间，因此有必要分析其发展趋势。从单片机的特点和应用出发，对其未来的发展趋势进行了展望，并对我国单片机技术的发展提出了对策。

1单片机概述

伴随着电子计算机技术的发展，单片机计算机，特别是VLSI的迅速发展，大大推动了单片机技术的发展和应用。单片机实际上是一块集成电路，采用VLSI（VLSI）技术，形成一种功能完善的微机控制系统。通過系统指令实现，可以完成各种复杂的计算任务，并具有多种控制功能。此外，由于缺少I/O器件，使得单片机的功能与普通计算机没有区别，再加上输入输出模块，可以形成一个强大的控制中心，使其可以应用于各种应用环境。单片机其处理能力和性能一直很高，有多种微型计算机，但最典型的是Intel的MCS-51系列。虽然是8位单片机，但由于其品种齐全、兼容性强、数据丰富、价格便宜、应用范围广，即使有更好的替代品，市场应用价值也很高，目前仍然广泛应用于许多低档应用环境。

2单片机的特点

2.1种类繁多，应用非常广泛

随着技术的不断发展进步，单片机在发展中为了满足人们在生产生活中的需要也逐渐向人性化的方向发展。而且研究者并没有停止对单片机技术的研究，每隔一段时间就会推出新型的单片机，每种新型单片机的问世往往意味着单片机更多的使用方法被挖掘出来了，使其能够在人类的生产生活中发挥更大的作用。单片机的种类除了上面介绍的根据微处理器字长的位数不同进行的分类外，每年随着新的技术的发展型号也在不断扩充，不同型号的用途也不相同但都在各自的领域得到了广泛的应用。

2.2使用寿命长

在科学技术不断发展的推动下，MPU更新的速度也在不断加快，甚至每半年或者一年的时间就会产生最新的产品。但是与之相反的是单片机在使用中的寿命却延长了很多。例如，很多已经使用15年以上的旧式单片机8051和at89S52等目前还处在正常运行阶段。单片机寿命延长的主要原因是以CPU为中心的集成芯片在发展中也在持续更新，促使单片机能一直适应时代的发展和变化，进而使其能够很好的应用到各个生产领域中。因此，单片机在发展过程中会性能会更加稳定，使用寿命也在不断延长。

2.3运算速度快

单片机在使用过程中的运算速度是非常快的，而且随着技术的不断发展改进，其速度和稳定都在不断提升。单片机发展之初是为了能够有效降低噪音和时钟的频率，并且还不会妨碍到人们正常的工作。后来8051单片机的问世就实现了这个目标，而且其内部的运算速度也有了明显的提高。另外，很多单片机也在发展中使用了相同的先进的技术用来提高单片机的运算速度，比如，我们常见的锁相环技术和外部振荡器技术等，大大提高了单片机在使用过程中的运算速度，并且其性能也得到了很大的提升。

3单片机的应用

3.1单片机在家用电器中的应用

家用电器是我们生活中的必备用品，在生活中随处可见，如冰箱、洗衣机、空调等，近些年随着科学技术的进步，家用电器也是不断更新换代，越来越智能化。根据不同的家用电器特点对单片机设计，进行针对性的编程并实现特定的功能，然后将其嵌入到家用电器中去，提高家用电器的功能，扩展了家用电器的工作空间，实现了家用电器的智能化和自动化。如传统的洗衣机完全需要人工进行操作，费时、费力，将单片机应用于洗衣机，使用者可以根据自身需要按下按钮，洗衣机就会按照预先设定好的程序进行操作，实现了洗衣机的全自动化控制，极大的方便了人们的生活。

3.2单片机在通讯系统中的应用

近些年以手机为代表的无线通讯系统发展迅速，智能手机得到迅速普及，随着互联网技术的快速发展，手机除了原有的通话功能、录音功能外，语音功能越来越强大，而手机的录音和语音功能都与单片机有着密切的联系，单片机在手机通话录音时对请求信号予以收集，随后发出控制信号。为了收集音频信息，手机的语音识别系统会在音频入口处设置单片机，在分辨之后向其它部件下发信息，开展相关操作。

3.3单片机在医用领域中的应用

医疗卫生行业的智能化程度和精度随着单片机技术的发展而不断提高，单片机具有很强的运算和控制能力，具有结构紧凑、体积小等优点，促进了医用仪器小型化的快速发展，除此之外利用单片机还可以有效测量出人体的各项生理参数，实现生理信号的并行传输，对医疗数据的内部数据进行分析处理。单片机在医疗行业中的应用，使医疗设备更加自动化、智能化，极大的增强了设备检测的准确性、可靠性，为医疗诊治提供了可靠保障，促进了医院数字档案管理的发展。

3.4单片机在工业领域中的应用

自动化技术的产生和发展使工业领域在工作环境、工作效率和生产质量等方面都有所改善。单片机与工业智能技术融合后，可以利用单片机的过程控制与数据采集，提高数据处理的准确性，实现自动化控制和远程控制，让人工操作变为人工控制，保证流水线作业体系，单片机在工业领域中的应用保证了工业生产的安全及效率，已经广泛应用于流水线作业系统、自动报警系统等行业。

4单片机的未来发展前景

4.1品种多样，各具特色

单片计算机的发展。很明显，在当今的市场上，全世界的企业都已经推出各自独立的芯片产品，从8个，16个到32个。相信在未来的技术进步时代，单片机将开启它的成功之路，将有更多的单片机产品走向国际市场，满足更多行业的需求。

4.2更加微型化

如前所述，单片机技术是一台将CPU、内存等主要功能部件集成到集成电路中的微机。但是，由于技术等方面的限制，很多功能部件尚未完全集成到芯片中整合。随着集成电路技术的迅速发展，我们相信单片机厂商能更好地满足用户的需求，并将一些常用的功能部件如a/D（ADC）、D/a（ADC）等集成到芯片中，尽可能多地实现单片机;同时，用户也可以根据自己的需要，设定芯片的要求，由厂商来调整或设计。

4.3提升单片机的性能

所以提高单片机的工作频率越来越受到人们的重视，但由于缺乏单片机的保护，噪声抑制一直是个难题。通过采用降噪技术、抗干扰技术等来提高CPU的可靠性和运行速度;通过采用上述新技术、新方法，单片机的性能会逐步提高，不同指令的运行速度会进一步加快，单片机产品的生产效率会进一步提高。单片机在容量、性能、运算速度等方面将进一步提高，应用范围将进一步扩大，这将是单片机在未来的重要发展方向。该技术将成为今后单片机发展的主要方向，同时各厂家也在微机内部电路中采用了新技术，降低了功耗，提高了低压产品和整机的可靠性。

结束语

目前单片机技术已经应用到人民生产和生活的方方面面，为人们生活水平的提高做出了重大的贡献。为了能够进一步发挥单片机技术在生产生活中的优势，科学家们还在继续进行相关内容的探索和实践，相信单片机技术的研究在未来的社会一定会有更大的突破，使其能够为人类的发展进步做出更大的贡献。

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江苏海洋大学 222005