电子技术在单片机中的应用

时间：2022-10-01 01:48:16 电气自动化毕业论文我要投稿

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电子技术在单片机中的应用

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　　摘要：单片机具有小体积、高可靠、高性能的优势，在众多领域当中获得了非常广泛的应用。电子技术的快速发展推动了单片机性能的完善和提高，对于促进单片机发展而言具有重要作用。在本文中，笔者简要分析并探讨了电子技术在单片机中的应用情况，希望能够推动单片机的快速发展。

　　关键词：单片机;电子技术;应用策略

　　一、前言

　　当前，绝大多数的智能设备和智能系统均大规模采用了单片机，单片机的性能水平、可靠性程度以及供能完善程度将会直接决定这些智能设备和智能系统的工作状态。日新月异的电子技术使得单片机能够在最短的时间内获得性能的提升和完善，增强单片机的整体工作能力。从上个世纪七十年代发展到今天，单片机已经衍生出了规模庞大的家族，并在诸多领域当中获得了广泛地应用，成为了当今的这个时代不可或缺的名副其实的微控制器。

　　二、单片机及其优势概述

　　单片机充分应用了超大规模集成电路技术，将CPU、ROM、RAM、计时器、定时器以及I/O接口等众多功能集成在一块硅片，形成一种功能完备的电路芯片。就目前的应用状况而言，单片机已经在各个领域当中获得了大规模的应用，不论是通讯设备、飞机各种控制仪表、数据传输设备、数据处理设备、工业自动化设备、医疗设备、航空航天工业、家电领域、商业领域、智能IC卡等等等。单片机之所以能够在众多的领域当中获得广泛地应用，主要是因为单片机具有如下几方面的优点：高集成、高可靠、小体积、低电压、低功耗、易扩展、便携带以及突出的性价比。

　　三、电子技术在单片机中的应用探讨

　　(一)电子技术的发展大幅度提升了单片机的运算速度

　　时钟频率成为了目前衡量CPU运算速度的重要指标之一，日益发展的电子技术使得目前CPU的时钟频率越来越高，也直接提高了目前计算机设备的运算能力。但是由于单片机需要具备高水平的可靠性和很强的抗干扰能力，提高单片机的运算能力的根本目标是在牺牲运算能力的前提下在最大程度上降低时钟频率。为了实现上述目标，目前比较合理而且有效的做法便是尽可能提高单片机内部时序的合理性，通过对内部时序的优化来提高单片机的运算能力。

　　(二)电子技术的发展大幅度提升了单片机的抗干扰能力

　　因为单片机需要应用于环境比较恶劣的工作设备中，而且这些工作设备往往需要时刻保持着良好的工作状态，否则便会造成巨大的经济损失乃至生命威胁。所以，可靠性是单片机需要考虑的首要问题。提高单片机的可靠性有利于扩大单片机的应用范围和应用领域，提高社会对于单片机的认可程度。目前用于提高单片机可靠性的常见电子技术主要包括下述几种：

　　首先，低电压复位技术。该技术能够实时动态地监测单片机的工作电压，如果工作电压异常(如低于某个安全值)便会产生一个复位信号，使得单片机进行复位操作。电子技术的发展提高了单片机的工作电源的电压范围，大大提高了单片机的工作可靠性。

　　其次，EFT技术。EFT(Electrical Fast Transient，电快速瞬变脉冲群)技术能够显著提高单片机的抗干扰能力。从本质上来讲，EFT技术是共模干扰，其技术原理主要是外界信号一旦开始干扰振荡电路的正弦信号，该信号波形上面便会迭加各种毛刺信号，如果我们采用施密特电路对上述毛刺信号进行整形，那么这些毛刺信号便可以成为触发信号干扰正常的时钟;此时如果我们将施密特电路与RC滤波电路进行交替使用，便能够在非常大的程度上消除这些毛刺信号，排除它们的负面影响。

　　再次，降噪布线技术。在以往，由于单片机的传统布线技术容易干扰内部电路，降低单片机的工作可靠性，所以，为了提高单片机的可靠性人们研究设计了降噪布线技术。例如，今天的许多单片机均将地线和电源引脚安排在两条相邻引脚上面，能够在很大程度降低整个单片机系统的噪声，提高其工作稳定性和可靠性。

　　(三)OTP与掩膜

　　OTP是一次性写人的单片机。过去认为一个单片机产品的成熟是以投产掩膜型单片机为标志的。由于掩膜需要一定的生产周期，而OTP型单片机价格不断下降。使得近年来直接使用OTP完成最终产品制造更为流行。它较之掩膜具有生产周期短、风险小的特点。近年来，OTP型单片机需董大幅度上扬，为适应这种需求许多单片机都采用了在系统可编程技术(in system programming)。为编程的UTP芯片可以采用裸片Bonding技术或表面贴技术，先焊在印刷版上，然后通过单片机上引出的编程线、串行数据、时钟线等对单片机编程。解决了批量写OTP芯片时容易出现的芯片写人器接触不好的问题，使得UTP的裸片得以广泛使用，降低了产品的成本，编程线与I/0线共用，不增加单片机的额外引脚。

　　四、结束语

　　进入信息化时代之后，现代电子系统的基本核心是嵌人式计算机系统(简称嵌人式系统)，而单片机是最典型、最广泛、最普及的嵌人式系统。所以研究单片机在电子技术领域中的应用和开发，在现代电子系统发展中占有重要的地位。

　　参考文献：

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