单片机原理及应用实验

在下述的内容中，小编将会对单片机的相关消息予以报道，如果单片机是您想要了解的焦点之一，不妨和小编共同阅读这篇文章哦。

一、单片机的原理

单片机是一种集成电路芯片，它通过超大规模集成电路技术将具有数据处理能力的中央处理器、随机存储器、只读存储器、多种输入输出接口和中断系统、定时器/计数器等功能集成到一块硅片上，构成一个小而完善的微型计算机系统。单片机可以广泛应用于工业控制领域，如家电控制、工业自动化、智能仪器、医疗仪器等。

单片机的工作原理是基于计算机技术的，在控制系统中，单片机作为中央处理器，通过输入输出端口控制各种外设，如LED灯、蜂鸣器、电机等，并根据程序运行结果进行控制。单片机的程序可以使用汇编语言、高级语言等编写，在程序中定义各种变量、控制语句、循环语句等。程序烧录到单片机的ROM存储器中，可以实现长时间运行，具有较强的可编程性和可靠性。

单片机自动完成赋予它的任务的过程，也就是单片机执行程序的过程，即一条条执行的指令的过程。所谓指令就是把要求单片机执行的各种操作用的命令的形式写下来，这是在设计人员赋予它的指令系统所决定的，一条指令对应着一种基本操作。单片机所能执行的全部指令，就是该单片机的指令系统，不同种类的单片机，其指令系统亦不同。为使单片机能自动完成某一特定任务，必须把要解决的问题编成一系列指令(这些指令必须是选定单片机能识别和执行的指令)，这一系列指令的集合就成为程序，程序需要预先存放在具有存储功能的部件——存储器中。

二、单片机有效应用

(1)使用寿命。寿命主要指以下2方面：单片机开发产品拥有良好的稳定性和较长的使用寿命，可以长时间稳定运行10年或是20多年;与微处理器相比拥有较长的使用寿命。随着半导体技术的不断提高，MPU更新换代速度的不断提升，部分已经成功上市，同时年龄较小的CPU核心同样会随着I/O模块的发展而不断丰富，生存周期较长。随着新型CPU产品的出现，单片机领域也不断扩展，用户选择余地也相继增加。目前单片机的主要发展趋势就是32位、16位和8位单片机的共同进步。最初单片机主要是从8位开始的，随着多媒体技术、互联网技术和移动通讯技术的发展，32位单片机逐渐发展起来。比如32位的CPU单片机Mororola68k曾经就实现过八千万枚的销量，而16位单片机的发展从产量和品种两种层面上看也有着巨大的进步，呈现出增长的态势。

(2)运行速度。MUP发展中的主要是不断提升速度，主要是以时钟频率为主要标志，时钟频率逐渐增高。但是单片机却和MUP存在一定的差异，为了进一步提升单片机的抗干扰能力，减少噪音影响，单片机在发展过程中逐渐开始从降低时钟频率入手，为此不惜降低运算效率。从单片机内部系统入手，改变内在时序，在不提升时钟频率的基础上，进一步提高了单片机的运算速度。

(3)高可靠性和低噪音技术。首先是EFT技术属于抗干扰技术，主要是振荡电路中的正弦信号被外部的环境所影响时，其所发出的波形就叠加各种毛刺信号，而人们在处理过程中也经常利用施密特电路进行整形，随后电路振荡毛刺就会变成触发信号干扰的时钟，交替利用RC滤波电路和施密特电路能够有效消除毛刺作用，让影响失效，促进系统时钟信号的顺利传输。进一步提升单片机稳定性。其次是驱动技术和低噪音的布线技术，传统单片机通常是将地线和电源设置在电路外壳中的对称引脚位置，大都是在右上左下、左上右下两部分对称位置中，如此让电源噪音顺利穿过整个芯片，干扰单片机内部电路。大部分单片机都将电源引脚与地线设置在两个相邻引脚中，这样能够有效减少穿过整个芯片的电流，同时还能在印刷电路板中设置去耦电容，进一步减少噪声影响。

(4)掩膜与OTP。OTP属于一次性输入的单机片，过去将投产掩膜的单片机当作单片机产品成熟的标志，因为掩膜拥有相应的生产周期，同时OTP型号的单片机价格也不断降低，因此通过OTP进行产品制造逐渐成为近几年的发展趋势。与掩膜方式比较起来，拥有风险小、生产周期短等优势。在社会发现新时期，OTP型号的单片机需求量也不断上涨。

以上就是小编这次想要和大家分享的有关单片机的内容，希望大家对本次分享的内容已经具有一定的了解。如果您想要看不同类别的文章，可以在网页顶部选择相应的频道哦。