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分析电子工程技术对于单片机的深远影响
[ 通信界 / 张玲玲 / www.cntxj.net / 2019/11/24 18:05:15 ]
 

  摘要:随着计算机技术的不断发展, 电子工程技术在单片机中的应用也越来越广泛。研究电子工程技术的应用能够为提升单片机的应用功能打下基础。本文阐述了单片机的相关概念, 并对电子工程技术在单片机中的主要应用做了阐述。

  关键词:电子工程技术; 单片机; 技术应用;

  电子工程技术的技术水平在很大程度上反映着我国生产力发展水平, 其融合了电子技术、芯片设计、传感器工程以及信息工程等多种学科。电子工程技术的发展, 极大的推动了电子工程向现代化、信息化方向的发展。在目前国际市场环境下, 智能化成为了电子工程技术发展的必然趋势, 这也在一定程度上提高了社会以及企业对于电子工程专业人才的重视。单片机是智能化程度较高的电子设备之一, 因此, 研究电子工程技术在单片机中的应用是有其重要意义的。为了能在市场竞争中取得一席之地, 单片机生产企业必须充分意识到电子工程技术对于单片机的深远影响, 高素质的电子工程专业人才参与, 使得电子工程技术为单片机制造领域带来巨大的价值。

  一、单片机概述

  单片机也就是我们常说的单片微型计算机, 在微小型芯片上集成了中央处理器、定时器、随机存储器、只读存储器以及输入输出接口等的集成电路芯片。单片机的出现为电子仪器及设备的微型化奠定了基础。单片机能够以相对微小的体型对电子设备进行控制, 是人类进入到信息时代的重要发明之一。到目前为止, 单片机在智能化设备以及工业领域内等都具有较为重要的应用, 但其也存在一定的劣势, 例如因为体型限制使得数据存储量和计算量较小, 以及输入输出接口比较单一, 这都是单片机在不断地发展过程中需要解决的问题[1].早期的51系列单片机采用的是8位操作系统, 随着需求的提高, 技术的提升, 搭载了16位, 32位, 乃至64位处理器的单片机不断推出, 单片机也有了MCU, ARM, DSP的细分。在不久的将来, 相信会有更加微型和高效的单片机进入到大众的视野里。

  在单片机的发展初期, 因为其较大的体型以及较低的工作效率不被资本家看好, 仅仅在实验室阶段进行研究, 没有进入到大众的视野里。随着计算机技术以及电子工程技术的不断发展, 单片机的体型不断变小, 数据处理能力不断增强, 使得其在微型精密设备里的应用越来越广泛, 人们开始对于单片机提起了足够的重视, 大量的资源被投入进行单片机的研发。目前为止, 涉及到单片机的技术有多种, 本文主要以电子工程技术为主, 详细探讨了电子工程技术在单片机中的应用[2].

  二、电子工程技术在单片机中的技术应用

  (一) 应用于通信技术中

  超大规模集成电路 (VLSI) 技术是电子工程技术中最重要的技术之一, 是指在几毫米见方的硅片上集成上万至百万晶体管、线宽在1微米以下的集成电路, 使得芯片集成度大大增加。单片机在移动数据通信端口的应用主要为收发信机、调制解调器以及数据终端等, 通过VLSI技术可以将这些控制不同通讯功能的元器件进行集成, 大大缩小了器件的体积, 使得人们在通信的使用中更加便捷。超宽带通信 (UWB) 是利用超宽带信号进行多个目标定位的技术, 超宽带通信技术的主要构成是射频标签、集线器、接收器以及数据处理计算机, 将这些设备集成到单片机上就构成了超宽带通信设备。其主要工作原理是通过接收器接收射频标签信号来完成对目标的定位工作。其拥有三维空间定位以及多目标定位等功能, 优点是不容易受电磁干扰、定位精度高等。

  (二) 应用于仪表监控中

  仪表监控可以准确识别当前设备的工作状态, 从而预防各种故障。传统的仪表监控使用微处理器以及大规模集成电路等, 随着科学技术的发展, 一部分内嵌功能较强单片机的仪表, 已经使用可编程逻辑控制器, 组成较为先进的分布式仪表监控系统, 来替代传统仪表。在可编程逻辑控制器和分布式控制系统的科研基础上, 研究人员又研制出了新一代仪表监控系统技术, 如现场总线系统等[2].

  (三) 应用于自动化设备监控

  自动化设备检测系统中的单片机集成了故障监测以及推理测算等功能, 使得自动化设备检测系统能够自动发现设备生产过程中的危险操作并将其排除, 同时自动化设备检测系统还可以利用无损伤探伤法, 对生产过程中的生产设备进行探伤, 以综合分析其生产状态及故障发生率, 从而在很大程度上降低了设备故障的可能。同时该系统还可以和设备故障报警系统联合使用, 在设备发生故障时, 设备报警系统可以向工作人员发出警报并急停设备, 大大降低了故障的不利影响。

  (四) 应用在多项集成技术中

  多项集成技术将单片机中不同控制区域进行了统一管理, 将单片机中的控制、运行以及维护整合到了同一控制系统中, 使得单片机控制器完成了从单独控制到宏观调控的跨越。多项集成技术支持下的单片机, 能够简化控制过程, 将单片机中出现的不同问题进行统一分配和处理, 使得单片机的调控运行效率相对于传统电子控制技术实现了质的飞跃[3].

  (五) 应用在自动化生产中

  自动化控制技术能够远程对机械电子系统进行控制, 通过软件与硬件之间的通讯联接, 实现安全和高效的系统控制。在自动化控制系统未广泛应用之前, 产品的生产过程都是由人力完成, 随着我国电子产品制造企业体量的不断扩大化, 完全依靠人力生产逐渐变得困难, 同时也极大增加了企业的人力成本[3].随着单片机技术的不断发展, 在自动化控制系统广泛上线后, 相关的控制内容可以在计算机系统中完成, 通过软件控制的智能硬件设备对生产设备运行状态进行有效监测[4].自动化生产中的数据传输主要由数据采集系统和网络传输系统所组成, 能够实现生产系统运行过程中的数据实时传输。自动化生产中数据传输的方式有串行、高频、光导、载波等多种形式, 不同形式的传输方式是在自动化系统的管理下统一进行。根据实际生产现场环境及传输的数据量, 选择适合的传输方式, 就能在数据传输的过程中实现传输效率最大化, 整体上提高运行管理效率。自动化控制技术对于提高企业生产效率、降低生产成本有着重要作用。

  三、提升电子工程技术在单片机中应用水平的策略

  电子工程技术在不断的发展, 而单片机的性能也在持续的完善中, 因此, 在二者不断发展的同时, 加强电子工程技术在单片机中的应用水平具有重要意义。笔者认为, 主要可以从以下三个方面进行: (1) 强化对电子工程技术的研究。电子工程技术在单片机中有着重要的应用, 因此, 为了不断提升单片机的性能, 就需要不断对电子工程技术进行强化研究[4].电子工程技术并不是单片机发展的终点, 在可预见的未来, 人工智能技术、传感器技术、无线网络控制技术等, 都会应用在单片机上。但是, 作为单片机发展的基石, 只有深化对于电子工程技术研究, 才能为后续单片机的发展铺平道路, 为单片机整体的技术水平发展提供技术支撑。因此, 研究人员应当加强对新技术新材料的研究, 不断地进行新的尝试与改革, 打造适合单片机应用核心技术, 为单片机更好的发展打下坚实的基础。 (2) 政府部门给予更多的支持。电子工程技术的应用研究是一个长期的过程, 无论是人力还是资金, 都是研究过程中不可或缺的资源。而单片机总体性能的提高, 能够极大的提高我国电子行业在国际市场上的竞争力, 为我国社会经济的发展起到良好的作用。因此, 政府应当在单片机电子工程技术的研究过程中不断提供支持, 从而将电子工程技术的研究更好的落实。政府可以设立专项的电子工程技术在单片机研究方向的资金项目, 使得更多电子工程技术领域内的专家能够参与到研究中, 同时, 政府也可以通过制定相关政策扶持单片机市场, 鼓励电子工程技术的研究与学习, 不断吸引科研人员进行电子工程技术的探索。研究单位也应当拓展资金来源渠道, 通过多元化的资金募集战略来增加获得更多的科研资金支持, 从而为电子工程技术在单片机中的研究创造更好的研究环境。 (3) 进行跨国技术交流。我国单片机技术研究起步较晚, 因此, 在电子工程技术研究过程中, 需要参考国外发达国家已有的研究成果, 从而加速我国单片机研究的发展。同时, 研究单位也要和国外发达国家进行技术合作, 使得国外的前沿技术能够迅速被我国研究单位所吸收, 并在不同思维方式的碰撞中, 产生出新的科研思路, 最终为电子工程技术在单片机中的整体发展做出贡献。 (4) 制定正确的人才培养战略。研究人员是电子工程技术在单片机中应用研究的基础, 因此, 在吸引现有研究人员投入到电子工程技术研究的同时, 政府还需要制定正确的电子工程技术人才培养战略, 从而为我国电子工程技术研究的长期发展打下基础。高校人才是我国研究人员的重点培养场所, 因此, 高校应当增强电子工程技术在高校中的课程权重, 使得高校学生加强对于电子工程技术的重视, 从而提高学习质量。而在电子工程技术的教学中, 高校应当在政府的支持下, 购进前沿的教学设备, 提高高校整体的教研水平, 为我国单片机研究培养更多高素质电子工程技术人才。

  四、结语

  随着电子工程技术的不断发展, 人们对于单片机的功能、性能、体积、功耗有了更高的要求, 在此背景下, 研究人员应当针对于单片机中的电子工程技术进行深入的探究, 使得单片机能在电子工程技术的支持下不断获得更实用的功能及更出色的性能。

  参考文献
  [1] 辛晓斌。电子工程技术在单片机中的技术应用[J].建筑工程技术与设计, 2014 (17) :1405.
  [2] 苏中元。从工程上如何看待单片机的应用问题[J].上海微型计算机, 1991 (3) :65-69.
  [3] 许海超。智能技术在电子工程自动化控制中的应用[J].建筑工程技术与设计, 2017 (16) .
  [4] 王明铭。电子工程技术在单片机中的技术应用[J].城市建设理论研究:电子版, 2015 (20) .

 

作者:张玲玲 合作媒体:通信界 编辑:顾北

 

 

 
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