數字電子技術與單片機發展

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0引言

單片機對于我們來說有些陌生，它其實是計算機系統的一個構成部分，與數字電子技術一起作為信息技術當中的重要技術之一，在各行各業中發揮了信息技術在當今時代無法比擬的重要作用。隨著數字電子技術與單片機不斷發展，在各領域中都得到了廣泛應用，各種具有現代化的電子設備不斷衍生，形成了科學高效化的信息產業生產、服務供應鏈，為社會經濟等各個領域都做出了萬眾矚目的成就，立下了汗馬功勞。文章筆者結合數字電子技術與單片機這兩個物質，從數字電子技術與單片機概述、發展、應用，對本文的主題數字電子技術與單片機的發展與應用展開了論述。

1數字電子技術與單片機概述

1.1數字電子技術

數字電子技術屬于信息電子學科，集成電路、發光二極管等都是數字電子技術具體的物質體現，它以集成芯片、電路、邏輯門電路為研究對象，伴隨信息技術的發展，其電路對于信號處理顯示出了明顯的優勢。以處理信號為例，信號處理過程中，按照一定比例在數字電路上，把模擬信號轉換成數字信號，再經數字電路將數字信號進行處理，完成處理之后，根據需要反復轉化成模擬信號。

1.2單片機

單片機是計算機系統中一個重要組成部分，它是一種集成電路芯片，在計算機系統中，將零散的部件歸結到一塊芯片中，構成了微型系統，這個微型系統就是所謂的單片機。單片機從另一個專業角度來講，它還成為微控制器，設計單片機的目的是為了控制計算機某個性能，以滿足計算機系統能夠正常穩定運行的需要。

2數字電子技術與單片機的發展

2.1數字電子技術的技術前景

2.1.1數字電路

數字電路在數字電子技術中主要起到傳遞與處理數字信號的作用，數字電路的出現，使處理的信號數量越來越多，對信號產生、控制、放大整形、傳遞、存儲備份經過計算機的分析處理一次性完成，花費較少的時間能夠完成一系列與信號處理相關的流程。選擇合適的工具對數字信號進行分析與設計，保證這些工具具有邏輯性與代數性質。

2.1.2數字信號

數字信號是對于電子電路處理來說最為關鍵的環節，最為基礎的環節，處理好數字信號能夠保證電子電路的總體質量。數字信號是指在一定時間與數值，在離散狀態下產生的信號。在計算機系統中傳遞的數字化的信號，從另一個相反的角度來講，模擬信號在時間、數字上，突顯出連續變化的特征。

2.1.3數制與代碼

對于信號的處理是利用數字電子技術傳輸信息數據的基礎，對于信息數據快速傳輸，信號在其中起到了關鍵作用。一個完整的數字電路離不開對于信號的處理，數字電路與數字信號是一種邏輯關系。針對數字設備的認識，以二進制代碼為例，它對于電子技術的分析具有很重要的影響，數字電子技術運用了兩種數碼，采用“”逢二進一”的原則，對于數制代碼的分析處理不僅只有二進制這種方法，還有更多的多進制方法，如八進制、十進制等方法，在機器內部中，二進制用于數據的處理，八進制等其他進制用于程序書寫。2.2單片機的發展2.2.1單片機中存儲器的發展趨勢分析存儲器在單片機發展中，成為促進其發展的主要選擇。存儲器在單片機的作用是讀寫操作，這種借助單片機進行的讀寫操作能夠為存儲提供便利的可參考的數據，在運行當中遇到掉電的情況，數據仍然保持完整無缺的狀態，節省了大量的時間與資本費用進行補救。單片機還有最重要的一個作用就是對于運行當中的系統進行優化，提高整個系統的結構性能，基于存儲器在單片機中發揮的重要作用，為此必須加強存儲器在數據存儲方面發展的研究，使其發揮出更加優越的作用。

2.2.2單片機微型化的發展趨勢分析

單片機以獨立化的方式，將各個運作模塊應用到一個系統中，其體積會出現明顯的擴大，其體積越增大，運作質量越得不到保障，功效消耗也將會增大。針對這種劣勢，在數字電子技術的支持下，現階段單片機在結構、功能等方面發生了重要變化，在體積小而且單一性的芯片當中，它能夠將中央處理器等功能模塊，集中在這些芯片部件之中，使得具有部分增強性的單片機得到進一步擴展，實現了看門狗程序與脈寬調制電路等功能的綜合應用。單元電路成為未來的一種發展趨勢，促進了綜合功能向著多元化發展，從現階段乃至日后長期的一段時間內對于體積要求越來越嚴格，將向著體積小、重量輕的方向發展，以最大限度保證其應用功能。

3數字電子技術與單片機的應用

3.1數字電子技術的應用

3.1.1在USB總線的“微波功率測量計”中的應用

數字電子技術是基于USB總線的“微波功率測量計”的開發基礎，在計算機軟件中能夠針對微波功率進行精確測量。USB接口與微波檢測電路是微波功率測量計的兩個部分，使用探測儀完成功率信號的收集，信號收集結束后，對信號進行有效處理由微波檢測電路完成，按照處理結果，修正信號數據，通過USB接口將修正結束后的數據上傳到上位機，然后再經由上位機對收到的數據進行處理。

3.1.2在網絡中的應用

網絡在今天發揮的作用不言而喻，我們今天越來越便利的生活服務大部分都要歸功于網絡。數字電子信息技術也促進了計算機網絡技術的更新換代，與此同時網絡也推動了數字電子技術的快速發展。從目前現狀來說，數字電子技術在網絡中發揮的作用越加突出，如我們日常生活中運用照相機、手機拍攝的照片，都會以數字化的形式經過網絡傳輸，或者是紙質的文件可以轉化成數字化的文件，各種信息之間可以相互轉化，從而實現資源的共享。基于數字電子技術在網絡中發揮的重要作用，其應用前景越發廣闊，網絡傳輸也需要網絡信號的傳輸，數字電子技術在其中承擔了網絡信號傳輸的責任，借助其高質量的數字信號有利于提高網絡的穩定性，具備很強的抗干擾能力，提高對于網絡數據的保存能力，使信息數據傳輸更加方便快捷，歸納起來來說，網絡與數字電子技術二者的結合是設備集成化、綜合數字化共同影響作用下而產生的。

3.1.3強化信號進行數字化處理

數字電子技術對不同的信號都能進行處理，在信號處理中尤其注意的一點是需要處理的信號是什么種類的，針對不同種類的信號再進行處理。其處理方式通常采用量化的方式，并采取抽樣的方法判斷出信號的質量，對同一個種類的信號進行分離，這樣有利于保證連續性。保證信號質量的前提下，對設計好的信號編碼，按照設計方案要求轉換數據信號，經由網絡載體傳播轉換后的信號。

3.1.4在高效運輸網絡信息中的應用

要想使網絡信息達到理想的處理效果，促進其優化發展，通常采用數字電子技術來強化處理效果，它有利于提高傳輸效率，是網絡建設的重要舉措。它將網絡信息中的信號轉化成數字化的信號，達到高效處理的目的。針對網絡信號與數字信號的轉化，數字電子技術能夠在網絡信息建設中充分發揮其優勢，再轉化為模擬信號，利用其技術上的優勢，保證通信安全性，網絡信號生成電子網絡系統，大大提高了網絡信息的傳輸效率，為網絡信息傳輸提供了方便。

3.1.5提升網絡展開信號處理能力

數字電子技術很容易與計算機網絡技術相混淆，二者是不同的系統，卻又是相互協作的關系，是智能化系統中的重要組成部分。兩者的結合能夠強化網絡展開信號處理能力。在強化作用機制的影響下，將二進制代碼應用在數字電路處理之中，干擾其他系統，以免受到其他系統的影響，而使網絡系統不能正常運轉。數字電子技術對信號進行加密處理，保證了信號安全性，避免了其他原因的影響，存儲也比較方便。

3.2單片機的應用

3.2.1在工業控制中的應用

既然單片機是計算機系統中一個重要組成部分，計算機被廣泛應用到工業生產控制中，那么單片機在工業控制領域中也會有充分的用武之地，這也是在目前技術條件下，單片機所發揮作用的重要體現，它主要對工業生產中的數據進行采集，具有存儲功能的存儲機能夠毫無保留地將收集到的數據進行存儲，針對流水線管理，通過計算機聯網對其進行管理，然后二級控制系統在聯網中形成，對于提高生產質量具有快速高效的效果意義。

3.2.2在智能儀器儀表設備中的應用

單片機作為一種新型高端的信息技術設備，具有體積小、高度集成、控制靈活、可操作性強，可靠性高等優勢，基于這些優勢又在智能儀器儀表設備中大有作為。它在測量控制方面，對于傳統半自動化的儀器儀表的性能、運行質量測量控制徹底發生了改觀，向著智能化的方向發展，在電路應用方面遠遠優于傳統儀器儀表，從而實現測量控制一體化，與現代智能儀器儀表設備的發展保持高度的一致性。

3.2.3在家用電器中的應用

單片機在當前技術條件支持下，廣泛應用在家用電器中，用于對其更新升級。通過單片機在其中的應用，家用電器生產商能夠提高產品質量，提高市場競爭力，為家電企業帶來豐厚的利潤。如在洗衣機中的應用，能夠分出衣服類型，判斷出是否真正潔凈，然后選擇對應的洗滌時間與程序；在電冰箱中識別事物種類，選取冷藏溫度；對于微波爐與烤箱能夠對食物種類進行自動識別；能夠以智能化的控制方式對電視游戲機進行控制。通過單片機在這幾種家用電器中的應用可知，單片機提高了家用電器的使用性能，方便了社會大眾，促進了家用電器行業向著智能化發展。

作者：楊洋 單位：武漢輕工大學電氣與電子工程學院