电子单片机运用

本文作者：于露 杨帆 马丽莉 单位：吉林财经大学信息经济学院 吉林省高速公路管理局伊通管理分局 中国电信公司四平分公司

随着社会的发展、人们生活水平的提高,许多人对医疗灭菌消毒更为关注,然而一些小医院、小诊所的消毒灭菌设备极为简陋,自动化的程度太低,消毒的质量很难以控制。而单片机体积小、功能强、扩展灵活、使用方便,逐渐被应用到医用设备领域。例如医用呼吸机、各种分析仪、监护仪、超声诊断设备及病床呼叫系统等等。

单片机适用于工业控制领域,由单片机构成的形式多样的控制系统和数据采集系统,例如工厂流水线的智能化管理,电梯智能化的控制,还有各种报警系统的安装,它们都与计算机联网构成二级控制系统等。

单片机以集成度高、体积小、控制功能强、扩展灵活、速度快,可靠性高、微型化和使用方便等独特的优点,在智能仪器仪表领域得到了广泛的应用。单片机的出现,改变了原有的测量、控制仪器仪表,采用单片机的控制能促进仪器仪表向数字化、智能化、多功能化、综合化、柔性化方面转化,其功能比以往采电子或数字电路更加强大,由单片机构成的智能仪表集测量、处理、控制功能于一体,给予测量仪器以崭新的面貌。

加大CPU数据的总线宽度,由原来的8位单片机上升到16位单片机和32位单片机,这样它的数据处理功能要远远大于8的单片机。其次,8位单片机内部采用16位数据总线,这样它的数据处理能力明显的要优于一般8位单片机。采用双CPU结构,以提高数据处理能力。

我们现在常用的单片机普遍都是将中央处理器(CPU)、随机存取数据存储(RAM)、只读程序存储器(ROM)、并行和串行通信接口,中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上,增强型的单片机集成了如A/D转换器、PMW(脉宽调制电路)、WDT(看门狗)等,有些单片机将LCD(液晶)驱动电路都集成在单一的芯片上,这样单片机包含的单元电路就更多,功能就越强大。此外,现在的单片机都普遍要求体积小、重量轻,这就要求单片机除了功能强和功耗低之外,还要求其体积要小。

MCS-51系列的8031推出时的功耗达630MW,现在我们使用的单片机普遍都在100MW左右,随着对单片机功耗的要求越来越低,现在的各个单片机制造商大多数都采用了CMOS(互补金属氧化物半导体工艺)。比如80C51就采用了HMOS(即高密度金属氧化物半导体工艺)和CHMOS(互补高密度金属氧化物半导体工艺)。CMOS虽然功耗较低,但是由于其物理的特征决定其工作速度不够高,而CHMOS则具备了高速和低功耗的特点,正是由于这些特点,更适合于要求低功耗如电池供电的应用场合。

片内的程序存储器现在普遍采用闪速(Flash)存储器。Flash存储器能在+5V下读/写,既有静态RAM的读/写操作简便,又有在掉电时数据不会丢失的优点。使用片内Flash存储器,单片机可不用片外扩展程序存储器,大大简化了其应用系统结构。加大存储容量。目前有的单片机片内程序存储器容量可达128kB甚至更多。

单片机在电子技术中的意义不仅在于它的应用范围广阔所给人们带来的经济效益,更重要的意义在于,单片机的应用从根本上改变了它在电子技术中的设计思想和设计方法。随着单片机应用的推广,电子技术将会有更大的发展。