數(shù)字電子技術(shù)和單片機(jī)的應(yīng)用發(fā)展研究

近年來數(shù)字電子技術(shù)與單片機(jī)技術(shù)發(fā)展很快，也逐步在學(xué)術(shù)界得到了高度關(guān)注，國家在相關(guān)人才培養(yǎng)上也加大了了投入，在一些關(guān)鍵技術(shù)上有了新的突破。隨著我國信息互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的迅速發(fā)展，支撐其發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)——數(shù)字電子技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)功不可沒。當(dāng)前數(shù)字電子技術(shù)與單片機(jī)技術(shù)面臨著良好的發(fā)展機(jī)遇，在社會各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用，發(fā)展前景十分廣闊。
1 數(shù)字電子技術(shù)與單片機(jī)技術(shù)
1.1數(shù)字電子技術(shù)
在信息化背景下，信息將以更加高效的方式進(jìn)行收集和傳遞，并提升了信號處理和收發(fā)效率，為人們溝通交流創(chuàng)造了有利條件，也發(fā)揮出推動各行各業(yè)發(fā)展的目的。進(jìn)入信息化時(shí)代后，信號主要包括模擬信號與數(shù)字信號兩種，通常信號均為模擬信號，有著直觀的優(yōu)勢，缺點(diǎn)是抗干擾能力不強(qiáng)，傳播過程中極易被電子設(shè)備、信道環(huán)境等影響。在信號傳播中要想實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的目標(biāo)，數(shù)字信號處理與收發(fā)逐步受到了重視，也帶動了數(shù)字電子技術(shù)的應(yīng)用。數(shù)字電子技術(shù)主要研究了數(shù)字信號，涉及很多電路與元器件，主要有時(shí)序電路、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路等，也包括一些芯片與集成器件等。
1.2單片機(jī)技術(shù)
單片機(jī)是一種微控制器，由各種元器件構(gòu)成，如中央處理器CPU、存儲器RAM和ROM、I/O端口等，并利用電路集成技術(shù)在一塊硅片上集成，最終構(gòu)成微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，有著形體小、功能多等特點(diǎn)。同時(shí)也增加了模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊、液晶和數(shù)碼管顯示器等，讓單片機(jī)有了更多的功能。目前單片機(jī)因?yàn)閮?yōu)勢比較限制，被逐步應(yīng)用于工業(yè)控制中，同時(shí)也滲透到了小型家電產(chǎn)品生產(chǎn)等行業(yè)，在單片機(jī)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展后，其在計(jì)算、存儲等方面的能力將變得更強(qiáng)。
1.3數(shù)字電子技術(shù)與單片機(jī)技術(shù)的關(guān)系
單片機(jī)技術(shù)以數(shù)字電子技術(shù)為基礎(chǔ)逐步發(fā)展起來的，這里能夠看出單片機(jī)屬于數(shù)字電子技術(shù)應(yīng)用的重要領(lǐng)域之一。當(dāng)然隨著單片機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，也為數(shù)字電子技術(shù)發(fā)展創(chuàng)造了更加有利的條件。
2 數(shù)字電子技術(shù)與單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展
2.1數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展
近年來數(shù)字電子技術(shù)發(fā)展速度越來越快，在數(shù)字邏輯器件應(yīng)用過程中，其從最開始的小規(guī)模集成電路逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槌笠?guī)模集成電路，也由電子管、晶體管發(fā)展為可編程器件。對可編程器件應(yīng)用以后，帶動了數(shù)字電子技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。
2.2單片機(jī)技術(shù)發(fā)展
在二十世紀(jì)七十年代，INTEL公司研發(fā)了4位微處理器，計(jì)算機(jī)由此開始發(fā)展起來，之后幾年該公司由研發(fā)了MCS‐48系列8單片機(jī)，這是單片機(jī)發(fā)展的開端。在各行業(yè)自動化、智能化發(fā)展趨勢下，16位、32位單片機(jī)先后被研發(fā)出來。在16位單片機(jī)被32位單片機(jī)取代以后，單片機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了大幅度的提升，此外對8位單片機(jī)來說，性能上有了飛躍式發(fā)展，處理能力至少比最開始翻了數(shù)百倍。在單片機(jī)發(fā)展過程中，包括SCM、MCU和SoC等時(shí)期，其這里面最具代表性的是INTELMCS‐51系列MCU系統(tǒng)，直到現(xiàn)在也被大范圍應(yīng)用。現(xiàn)階段在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中選擇SoC單片機(jī)有良好的發(fā)展前景，專業(yè)單片機(jī)逐步發(fā)展起來。在微電子技術(shù)、IC設(shè)計(jì)和EDA工具等應(yīng)用中，單片機(jī)也有了多元化發(fā)展，由單片微型計(jì)算機(jī)、單片微控制器轉(zhuǎn)變?yōu)閱纹瑧?yīng)用系統(tǒng)。尤其是將嵌入式操作系統(tǒng)應(yīng)用到單片機(jī)系統(tǒng)后，實(shí)現(xiàn)了對專用Windows、Linux操作系統(tǒng)的應(yīng)用。
3 數(shù)字電子技術(shù)和單片機(jī)的應(yīng)用
3.1數(shù)字電子技術(shù)應(yīng)用
對數(shù)字電子技術(shù)來說，主要對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)、數(shù)字測量技術(shù)等進(jìn)行應(yīng)用，能夠保證網(wǎng)絡(luò)信息處理的效率，并可以更加快速傳遞更大容量的信息。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中，應(yīng)用最為廣泛的包括網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)字通信技術(shù)，而將數(shù)字電子技術(shù)應(yīng)用到測量計(jì)中，可以保證測量計(jì)精確度的提升。
3.2單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用
當(dāng)前單片機(jī)已經(jīng)普及到社會各個(gè)領(lǐng)域，如飛機(jī)的儀表控制、工業(yè)自動化中的實(shí)時(shí)控制與數(shù)據(jù)處理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸。在生活中單片機(jī)也發(fā)揮著重要作用，如智能IC卡、智能家用電器等。
第一，儀器儀表中單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用。在單片機(jī)與可編程邏輯器件支持下，能夠替代以往電子領(lǐng)域中各種復(fù)雜的邏輯電路，將計(jì)算機(jī)技術(shù)與測量控制技術(shù)結(jié)合起來，構(gòu)成智能化測控裝置，有效提升了儀器儀表的數(shù)字化、智能化以綜合化水平[3]。在電壓表、功率計(jì)和示波器等方面的應(yīng)用，可以保證測量更加精密。與以往電子電路和數(shù)字電路不一樣，單片機(jī)功能更多，優(yōu)勢也更為顯著。
第二，工業(yè)控制中應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)。通過結(jié)合的單片機(jī)技術(shù)與測量控制技術(shù)，能夠形成先進(jìn)的測控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、信號檢測與感知系統(tǒng)等，為工業(yè)自動控制創(chuàng)造了有利條件。如在智能化管理流水線、智能機(jī)器人以及智能報(bào)警系統(tǒng)等領(lǐng)域，單片機(jī)技術(shù)都發(fā)揮著重要作用。
第三，醫(yī)療設(shè)備方面對單片機(jī)的應(yīng)用。近年來單片機(jī)也開始在醫(yī)用設(shè)備上得到了越來越多的應(yīng)用，包括γ刀、呼吸機(jī)、監(jiān)護(hù)儀等，同時(shí)也包括病床呼叫系統(tǒng)、超聲診斷設(shè)備等。
第四，家庭電器中單片機(jī)的應(yīng)用。在家用電器中應(yīng)用單片機(jī)，也讓物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展有了良好條件。現(xiàn)在家用電器逐步朝著智能化方向發(fā)展，如在洗衣機(jī)中應(yīng)用單片機(jī)，能夠?qū)σ路N類、臟污情況進(jìn)行識別，從而確定相應(yīng)的洗滌強(qiáng)度和時(shí)間。在冰箱冷柜中應(yīng)用單片機(jī)，可以對食物保鮮情況、冷藏溫度與時(shí)間等進(jìn)行識別。此外，對變頻空調(diào)、遙控彩電以及攝像機(jī)等產(chǎn)品來說，在單片機(jī)控制下也能實(shí)現(xiàn)自動工作，極大方便了我們的生活[4]。
第五，網(wǎng)絡(luò)通信中單片機(jī)的應(yīng)用。現(xiàn)在很多通信設(shè)備應(yīng)用了單片機(jī)智能控制，這是因?yàn)閱纹瑱C(jī)包括通信接口，能夠和計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，常見的有無線電對講機(jī)、電話機(jī)、列車無線通信等。
第六，汽車電子對單片機(jī)的應(yīng)用。在汽車設(shè)計(jì)方面，也對單片機(jī)應(yīng)用越來越多，能夠?qū)Πl(fā)動機(jī)系統(tǒng)、abs防抱死系統(tǒng)等進(jìn)行有效控制。在單片機(jī)技術(shù)支持下，汽車各個(gè)構(gòu)成系統(tǒng)將正常運(yùn)行，也促進(jìn)了汽車的智能化發(fā)展，如無人駕駛技術(shù)在單片機(jī)應(yīng)用后將逐步發(fā)展起來。
結(jié)語
綜上所述，在數(shù)字電子技術(shù)與單片機(jī)發(fā)展過程中，在社會各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，也發(fā)揮著重要作用。特別是在單片機(jī)智能化發(fā)展中，相關(guān)系統(tǒng)規(guī)模越來越小，功能越來越多，操作也更加簡單，成本也得到了有效控制，具有更加廣闊的應(yīng)用前景。隨著數(shù)字電子技術(shù)與單片機(jī)的結(jié)合，也帶動了單片機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，值得我們繼續(xù)進(jìn)行研究，確保更好的發(fā)揮出單片機(jī)技術(shù)在社會各行各業(yè)的作用。