單片機(jī)在智能儀器方面有哪些應(yīng)用

隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，單板計(jì)算機(jī)隨之出現(xiàn)，采用單板機(jī)設(shè)計(jì)的新儀器可以大量存儲(chǔ)測(cè)量信息并 能對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)分析、綜合和作出各種判斷，即具有智能，被稱為智能儀器。

1簡(jiǎn)述單片機(jī)的實(shí)際工作原理

實(shí)際上，單片機(jī)的實(shí)際工作原理比較簡(jiǎn)單，利用疊加器進(jìn)行相應(yīng)工作。但儲(chǔ)存器和單片機(jī)發(fā)生 必要的聯(lián)系，單片機(jī)就會(huì)開(kāi)始投入到相應(yīng)的工作當(dāng)中，系統(tǒng)中的外部?jī)?chǔ)存器就會(huì)傳送相關(guān)的信息資 料，記載重要的數(shù)據(jù)信息。單片機(jī)的運(yùn)行原理也很簡(jiǎn)單，主要是利用各種指令進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)工 作。工作人員可以輸入不同的代碼和指令，要求單片機(jī)完成相應(yīng)的工作。另外，輸入的指令長(zhǎng)度和 單片機(jī)工作的實(shí)際內(nèi)容密切相關(guān)，一定要在何時(shí)完成信息之后再進(jìn)行指令輸入工作，提高工作的精 準(zhǔn)性和整體效率。

2單片機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)

2.1使用壽命長(zhǎng) 這里所說(shuō)的使用壽命，不僅包括與微處理器相比的使用壽命，還包括由單片機(jī)開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品的使 用壽命。近年來(lái)，隨著I/O功能模塊的不斷豐富和新CPU核心技術(shù)的不斷成功更新，它不僅給用戶帶 來(lái)了更多的選擇，而且逐漸延長(zhǎng)了生命周期。

2.2計(jì)算速度快 與MPU通過(guò)增加時(shí)鐘頻率來(lái)提高運(yùn)算速度不同，MCU在不增加時(shí)鐘頻率的情況下，通過(guò)改變內(nèi) 部時(shí)序來(lái)降低噪聲，提高抗干擾性能。

2.3低噪聲、高可靠性 可靠性是單片機(jī)運(yùn)行中最重要的因素。為了提高單片機(jī)的可靠性，在單片機(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程中引入 EFT技術(shù)，消除毛刺信號(hào)，保持系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)正常工作，提高單片機(jī)的可靠性。為了降低系統(tǒng)噪 聲，許多單片機(jī)改變了在集成電路外殼的對(duì)稱引腳上放置電源和地線的方式。相反，他們使用32低 噪聲布線技術(shù)和驅(qū)動(dòng)技術(shù)，將地線和電源引腳放置在兩個(gè)相鄰的引腳上。

3. 單片機(jī)在智能儀表中的應(yīng)用

3.1高速數(shù)據(jù)處理能力 傳統(tǒng)電子儀器的數(shù)據(jù)處理速度一般比較慢。測(cè)量、計(jì)算和輸出的整個(gè)操作過(guò)程需要傳統(tǒng)電子儀 器0.5秒的操作時(shí)間。一些傳統(tǒng)的儀器計(jì)算比較復(fù)雜，需要進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算、正弦函數(shù)和平方根運(yùn)算。 對(duì)于傳統(tǒng)儀器來(lái)說(shuō)，這些計(jì)算仍然很慢。然而，這一問(wèn)題在智能電子儀器中得到了解決。由于微電 子技術(shù)的高計(jì)算速度，大部分計(jì)算過(guò)程將大大縮短。例如MCS-51的時(shí)鐘頻率達(dá)到了12Mhz，直接反 映了智能電子儀器的工作速度。這種超強(qiáng)的計(jì)算能力使智能電子儀器能夠進(jìn)行高速運(yùn)算，從而直接 提高電子儀器整體的數(shù)據(jù)處理能力。 3.2更強(qiáng)的控制能力 加入單片機(jī)后，智能電子儀器的整個(gè)測(cè)量過(guò)程由單片機(jī)直接控制。與傳統(tǒng)的需要大量數(shù)字電路 和開(kāi)關(guān)的電子儀器相比，智能電子儀器的控制時(shí)間更短。正因?yàn)槿绱?，智能電子儀器的整體控制速度更快，控制能力也更強(qiáng)。此外，該單片機(jī)還具有布爾處理功能，包括一整套微處理指令和控制輸 入輸出功能，可直接應(yīng)用于智能電子儀器的控制。

3.3具有更強(qiáng)的I/O功能 傳統(tǒng)的電子儀表當(dāng)中需要包含著各種各樣的功能部件，這些功能部件能夠有效的利用單片機(jī)的 各個(gè)接口芯片，其中像是并行的I/O口，計(jì)數(shù)器以及鍵盤(pán)顯示驅(qū)動(dòng)接口，各種各樣的接口都會(huì)直接提 升I/O功能。并且由于單片機(jī)內(nèi)部具有16-32位I/O口線和兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器的緣故，這些部件有效 的增加了整個(gè)儀表的I/O功能，也正是因?yàn)槿绱酥悄茈娮觾x表能夠有更多的內(nèi)部空間，簡(jiǎn)化了整個(gè)儀 表的硬件結(jié)構(gòu)，降低儀表的造價(jià)。

智能儀器結(jié)合了人工智能、計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)、電子學(xué)、VLSI等新興技術(shù)，這些 新興技術(shù)與傳統(tǒng)儀器儀表技術(shù)想結(jié)合，使得智能儀器的發(fā)展進(jìn)入了新的時(shí)期。專用集成電路和個(gè)人 儀器等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展促使智能儀器在更寬廣的領(lǐng)域得以應(yīng)用，作為智能儀器核心部件的單片計(jì)算機(jī)技術(shù)正是推動(dòng)智能機(jī)器向小型化、靈活性化和多功能化轉(zhuǎn)變的動(dòng)力和核心技術(shù)。從智能機(jī)發(fā)展的 歷程來(lái)看，各種功能的智能儀器在不久的將來(lái)會(huì)應(yīng)用在工農(nóng)業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。