单片机中电子技术的应用与发展
摘 要 近年来，电子技术迅猛发展，各种微型处理器在嵌入式处理市场扮演着愈来愈重要的角色。20世纪70年代中期，早期4位单片机的出现引领了电子市场的智能化，而新技术的发展和进步则带动了微处理器市场的日益繁荣。文章首先介绍通用性单片机的构成模块以及工作原理，然后介绍通用性单片机在电子技术领域的应用分析，最后分析了单片机在电子技术中的发展趋势。
关键词 嵌入式；单片机；电子技术；发展应用
中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）13-0070-01
1 单片机的发展、构成及工作原理
根据摩尔定律我们知道，相同面积的集成电路上的晶体管的数目在十八个月内变成原来的两倍，并且其性能也变为原来两倍。通俗的讲，也就是每十八个月，电子类产品的性能将会翻两番。现代电子技术的迅猛发展，嵌入式技术的发展也愈发成为研究的热点和各智能厂商开辟的新热点。单片机是集成电路芯片中的一种，是采用超大规模集成电路技术把各种功能模块集成在一块硅基片上的微型处理器系统。它具有体积小巧、高可靠性、成本低廉等优点，在工业控制、仪器仪表、家电等场合广泛应用。一般单片机的硬件最小的系统包括：CPU（中央处理器）、RAM（随机存储器）、ROM（只读存储器）、I/O（输入输出口），以上能实现最简单的单片机模块，它们通过地址总线（AB）、数据总线（DB）和控制总线（CB）相互连接进行数据的传输交换。而随着电子技术的发展，Interrupt（中断系统）、Timer（定时器）、ADC（模数转换模块）甚至PWM（脉冲宽度调制）等模块也在PIC、STM-32、AVR等系列的单片机中常见。单片机的处理速度也有了飞速发展，从一开始的4位到现在的64位，并且晶振速度也已达到3.4G赫兹。作为最常见的嵌入式微处理器，单片机在推动电子技术的发展方面起到了先驱的作用。
从处理器来理解，单片机即是一个小型计算机。CPU类似于计算机的处理器，负责运算处理等；RAM就类似于计算机的内存，掉电数据即失；ROM则相当于计算机中的硬盘，为掉电非易失模块，不同的是部分单片机的ROM为一次刻写的，有些可以多次擦写，具体根据应用场合进行选择；I/O口则根据外部设备进行选择，类似计算机中有USB、HDMI等接口可以用于不同的设备。
2 单片机的应用分析
强大的功能，低廉的价格，作为性价比最高的微型处理器，单片机在诸多领域得到了广泛应用。最早用在工业控制场合的单片机如今依然是工控界的中流砥柱，家用电器的智能化、人性化要求也促进了单片机进入家电产业，早期仪器仪表普遍采用机械式的结构，测量误差较大，精确的ADC模块和单片机的结合给仪器仪表界也带来了技术革命，在各个领域单片机都取得了很大成果。
2.1 应用于复杂工控领域
在工业控制的场合，情况复杂，环境恶劣，很多时候都无法进行人工作业，此时需要各个作业机器能进行自动化操作，单片机的需求由此产生并兴起。单片机采集现场的数据并进行分析处理和过程控制，全自动管理工业控制现场的各种作业设备。在核能工业、粉尘场合、以及高压电力产业等场合，单片机的高可靠性证明了其在这些领域完全能取代人工。随着时代电子技术的发展和其他机械行业的发展，单片机应用的工业控制领域会愈加宽广，前景更加光明。
2.2 应用于精密仪器仪表中
仪器仪表的产生早于单片机的诞生，早期的测试仪表均使用电磁原理和机械原理，采样的误差大且体积笨重，使用不便。单片机以其集成度高、控制方便、高可靠性、体积轻便等多项优势引起仪器仪表界的重视。而ADC（模数转换模块）的加入则完全使得单片机对仪器仪表来说，是革命的开始。传统意义上的半自动的仪器仪表走向全自动化，并向智能化和数字化方向更进了一步。仪器仪表的生产好坏侧面体现了国家的制造水准，因此应用单片机在仪器仪表中具有重大的意义。
2.3 应用于智能家电产业中
早期家电的诞生，解放了人类的双手但也仅能简单满足用户的需求，例如早期洗衣机均为半自动，简单完成洗衣操作，然后需要手动移动进行脱水。但随着时代的发展，人类对更高的生活品质的追求，生活中更多需要家电完成的地方增多，家电产业也不断进行着升级和改进。单片机的给家电产业带来发展新的经济增长点。单片机的智能化控制，提高了家电的综合使用性能，而单片机的发展和升级也带动了家电产业的进一步人性化和全自动化。目前智能家居产业正是基于单片机产业的发展而前进，可以预见未来的家电市场，我们能看到更多更好用的智能家电彻底解放我们的身体劳动。
3 单片机中电子技术的发展前景展望
3.1 中央处理器的多位多核发展
单片机系统需要处理的数据变多，除了增加系统的晶振的频率从而减小指令周期时间，另一种方式是增加处理器的数据总线宽度。通俗来讲，传统的80C51单片机的8位数据总线宽度需要增加到16位、32位，从而每个指令周期里能处理的数据更多。另外，双核甚至四核的出现带动单片机多CPU的处理方式，也将大大提高单片机数据处理能力，未来的单片机的功能将更加强大。
3.2 存储器的发展趋势
如果CPU是单片机的大脑，那么存储器就是“大脑”的海绵体，提供了系统的记忆功能。单位存储器所能存储的数据决定了整个单片机的数据处理量的大小。可以借鉴到当前DSP中多使用FLASH（闪速存储器）介质，它能在5 V的工作电压下进行快速的读写操作。FLASH融合了RAM和ROM的优点，既能简便的像RAM一样简便地进行随机读写操作，它的掉电非易失性又保证了数据的安全性。以上优点大大简化了单片机运行系统的结构构成。
3.3 单片机模块功能增强
特殊应用场合需要单片机的某特定功能非常强大，例如有些需要有驱动能力、有些能进行更多采样通道、有些则可能需要更多的定时器，但是模块的增多，系统对体积的要求也会变大，模块的增多也会增加单片机的总损耗，明显违背目前所提倡的节能环保要求。以上就要求单片机系统能够做的更加微小化和轻量化，并能够进行单片机的定制。
4 结束语
可以看到，单片机的存储、数据处理速度和芯片集成功能一直是电子技术的发展重点。提升单片机的功能对提升相关行业的智能化发展具有里程碑式的重要意义，本文对当前单片机的电子技术进行简要分析，希望电子技术和单片机行业的明天更加辉煌。
参考文献
[1]赵欣.浅析单片机在电子技术中的应用和开发技术[J].电源技术应用，2013（02）：193.