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電子技術(shù)在單片機(jī)中的應(yīng)用
下面是小編整理的電子技術(shù)在單片機(jī)中的應(yīng)用的論文，歡迎各位電氣自動(dòng)化畢業(yè)的同學(xué)借鑒哦!
摘要：單片機(jī)具有小體積、高可靠、高性能的優(yōu)勢(shì)，在眾多領(lǐng)域當(dāng)中獲得了非常廣泛的應(yīng)用。電子技術(shù)的快速發(fā)展推動(dòng)了單片機(jī)性能的完善和提高，對(duì)于促進(jìn)單片機(jī)發(fā)展而言具有重要作用。在本文中，筆者簡(jiǎn)要分析并探討了電子技術(shù)在單片機(jī)中的應(yīng)用情況，希望能夠推動(dòng)單片機(jī)的快速發(fā)展。
關(guān)鍵詞：單片機(jī);電子技術(shù);應(yīng)用策略
一、前言
當(dāng)前，絕大多數(shù)的智能設(shè)備和智能系統(tǒng)均大規(guī)模采用了單片機(jī)，單片機(jī)的性能水平、可靠性程度以及供能完善程度將會(huì)直接決定這些智能設(shè)備和智能系統(tǒng)的工作狀態(tài)。日新月異的電子技術(shù)使得單片機(jī)能夠在最短的時(shí)間內(nèi)獲得性能的提升和完善，增強(qiáng)單片機(jī)的整體工作能力。從上個(gè)世紀(jì)七十年代發(fā)展到今天，單片機(jī)已經(jīng)衍生出了規(guī)模龐大的家族，并在諸多領(lǐng)域當(dāng)中獲得了廣泛地應(yīng)用，成為了當(dāng)今的這個(gè)時(shí)代不可或缺的名副其實(shí)的微控制器。
二、單片機(jī)及其優(yōu)勢(shì)概述
單片機(jī)充分應(yīng)用了超大規(guī)模集成電路技術(shù)，將CPU、ROM、RAM、計(jì)時(shí)器、定時(shí)器以及I/O接口等眾多功能集成在一塊硅片，形成一種功能完備的電路芯片。就目前的應(yīng)用狀況而言，單片機(jī)已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中獲得了大規(guī)模的應(yīng)用，不論是通訊設(shè)備、飛機(jī)各種控制儀表、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、數(shù)據(jù)處理設(shè)備、工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、航空航天工業(yè)、家電領(lǐng)域、商業(yè)領(lǐng)域、智能IC卡等等等。單片機(jī)之所以能夠在眾多的領(lǐng)域當(dāng)中獲得廣泛地應(yīng)用，主要是因?yàn)閱纹瑱C(jī)具有如下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：高集成、高可靠、小體積、低電壓、低功耗、易擴(kuò)展、便攜帶以及突出的性價(jià)比。
三、電子技術(shù)在單片機(jī)中的應(yīng)用探討
(一)電子技術(shù)的發(fā)展大幅度提升了單片機(jī)的運(yùn)算速度
時(shí)鐘頻率成為了目前衡量CPU運(yùn)算速度的重要指標(biāo)之一，日益發(fā)展的電子技術(shù)使得目前CPU的時(shí)鐘頻率越來越高，也直接提高了目前計(jì)算機(jī)設(shè)備的運(yùn)算能力。但是由于單片機(jī)需要具備高水平的可靠性和很強(qiáng)的抗干擾能力，提高單片機(jī)的運(yùn)算能力的根本目標(biāo)是在犧牲運(yùn)算能力的前提下在最大程度上降低時(shí)鐘頻率。為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，目前比較合理而且有效的做法便是盡可能提高單片機(jī)內(nèi)部時(shí)序的合理性，通過對(duì)內(nèi)部時(shí)序的優(yōu)化來提高單片機(jī)的運(yùn)算能力。
(二)電子技術(shù)的發(fā)展大幅度提升了單片機(jī)的抗干擾能力
因?yàn)閱纹瑱C(jī)需要應(yīng)用于環(huán)境比較惡劣的工作設(shè)備中，而且這些工作設(shè)備往往需要時(shí)刻保持著良好的工作狀態(tài)，否則便會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失乃至生命威脅。所以，可靠性是單片機(jī)需要考慮的首要問題。提高單片機(jī)的可靠性有利于擴(kuò)大單片機(jī)的應(yīng)用范圍和應(yīng)用領(lǐng)域，提高社會(huì)對(duì)于單片機(jī)的認(rèn)可程度。目前用于提高單片機(jī)可靠性的常見電子技術(shù)主要包括下述幾種：
首先，低電壓復(fù)位技術(shù)。該技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)地監(jiān)測(cè)單片機(jī)的工作電壓，如果工作電壓異常(如低于某個(gè)安全值)便會(huì)產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào)，使得單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位操作。電子技術(shù)的發(fā)展提高了單片機(jī)的工作電源的電壓范圍，大大提高了單片機(jī)的工作可靠性。
其次，EFT技術(shù)。EFT(Electrical Fast Transient，電快速瞬變脈沖群)技術(shù)能夠顯著提高單片機(jī)的抗干擾能力。從本質(zhì)上來講，EFT技術(shù)是共模干擾，其技術(shù)原理主要是外界信號(hào)一旦開始干擾振蕩電路的正弦信號(hào)，該信號(hào)波形上面便會(huì)迭加各種毛刺信號(hào)，如果我們采用施密特電路對(duì)上述毛刺信號(hào)進(jìn)行整形，那么這些毛刺信號(hào)便可以成為觸發(fā)信號(hào)干擾正常的時(shí)鐘;此時(shí)如果我們將施密特電路與RC濾波電路進(jìn)行交替使用，便能夠在非常大的程度上消除這些毛刺信號(hào)，排除它們的負(fù)面影響。
再次，降噪布線技術(shù)。在以往，由于單片機(jī)的傳統(tǒng)布線技術(shù)容易干擾內(nèi)部電路，降低單片機(jī)的工作可靠性，所以，為了提高單片機(jī)的可靠性人們研究設(shè)計(jì)了降噪布線技術(shù)。例如，今天的許多單片機(jī)均將地線和電源引腳安排在兩條相鄰引腳上面，能夠在很大程度降低整個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)的噪聲，提高其工作穩(wěn)定性和可靠性。
(三)OTP與掩膜
OTP是一次性寫人的單片機(jī)。過去認(rèn)為一個(gè)單片機(jī)產(chǎn)品的成熟是以投產(chǎn)掩膜型單片機(jī)為標(biāo)志的。由于掩膜需要一定的生產(chǎn)周期，而OTP型單片機(jī)價(jià)格不斷下降。使得近年來直接使用OTP完成最終產(chǎn)品制造更為流行。它較之掩膜具有生產(chǎn)周期短、風(fēng)險(xiǎn)小的特點(diǎn)。近年來，OTP型單片機(jī)需董大幅度上揚(yáng)，為適應(yīng)這種需求許多單片機(jī)都采用了在系統(tǒng)可編程技術(shù)(in system programming)。為編程的UTP芯片可以采用裸片Bonding技術(shù)或表面貼技術(shù)，先焊在印刷版上，然后通過單片機(jī)上引出的編程線、串行數(shù)據(jù)、時(shí)鐘線等對(duì)單片機(jī)編程。解決了批量寫OTP芯片時(shí)容易出現(xiàn)的芯片寫人器接觸不好的問題，使得UTP的裸片得以廣泛使用，降低了產(chǎn)品的成本，編程線與I/0線共用，不增加單片機(jī)的額外引腳。
四、結(jié)束語
進(jìn)入信息化時(shí)代之后，現(xiàn)代電子系統(tǒng)的基本核心是嵌人式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱嵌人式系統(tǒng))，而單片機(jī)是最典型、最廣泛、最普及的嵌人式系統(tǒng)。所以研究單片機(jī)在電子技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用和開發(fā)，在現(xiàn)代電子系統(tǒng)發(fā)展中占有重要的地位。
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