單片機在日常生活及工業(yè)生產(chǎn)中的應用

1、單片機在日常生活及工業(yè)生產(chǎn)中的應用姓名：劉盼盼班級：熱能08-2學號：0807220217單片機在日常生活及工業(yè)生產(chǎn)中的應用隨著電子技術的迅速發(fā)展，特別是隨著大規(guī)模集成電路產(chǎn)生而出 現(xiàn)的微型計算機，給人類生活帶來了根本性的改變。 單片微型計算機 簡稱單片機。它是把組成微型計算機的各功能部件：中央處理器CPU隨機存取存儲器RAM只讀存儲器ROM I/O接口電路、定時器/計數(shù) 器以及串行通訊接口等部件制作在一塊集成芯片中，構成一個完整的 微型計算機。由于它的結構與指令功能都是按照工業(yè)控制要求設計 的，故又叫單片微控制器(Single ChipMicrocontroller)。目前國 外已開始把它稱

2、作單片微型計算機(Single ChipMicrocomputer)。 如果說微型計算機的出現(xiàn)使現(xiàn)代科學技術研究得到了質的飛躍，那么可以毫不夸張地說，單片機技術的出現(xiàn)則是給現(xiàn)代工業(yè)測控領域帶來 了一次新的技術革命。目前，單片機以其高可靠性、高性能價格比， 在工業(yè)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、智能化儀器儀表、辦公白動化等諸 多領域得到極為廣泛的應用，并已走入家庭，從洗衣機、微波爐到音 響、汽車，到處都可見到單片機的蹤影。因此，單片機技術開發(fā)和應 用水平已逐步成為一個國家工業(yè)發(fā)展水平的標志之一。由于單片機技術在各個領域正得到越來越廣泛的應用，世界上許多集成電路生產(chǎn)廠 家相繼推出了各種類型的單片機。如單片

3、機家族中的主流產(chǎn)品MCS- 51系列，還有最近推出的PIC和凌陽系列都是比較優(yōu)秀的單片 機芯片，是構建我們不同的設計系統(tǒng)的最佳選擇。單片機以其卓越的性能，得到了廣泛的應用，已深入到各個領域。單片機應用在檢測、控制領域中，具有如下特點。(1)小巧靈活、成本低、易于產(chǎn)品化。它能方便地組裝成各種 智能式測、控設備及各種智能儀器儀表。(2)可靠性好，適應溫度范圍寬。單片機芯片本身是按工業(yè)測 控環(huán)境要求設計的，能適應各種惡劣的環(huán)境，這是其它機種無法比擬 的。(3)易擴展，很容易構成各種規(guī)模的應用系統(tǒng)，控制功能強。 單片機的邏輯控制功能很強，指令系統(tǒng)有各種控制功能用指令。(4)可以很方便地實現(xiàn)多機和分布式

4、控制。目前單片機滲透到我們生活的各個領域，幾乎很難找到哪個領域沒 有單片機的蹤跡。導彈的導航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機 的網(wǎng)絡通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)白動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理， 廣 泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄象機、 攝象機、全白動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些 都離不開單片機。更不用說白動控制領域的機器人、智能儀表、醫(yī)療 器械了。因此，單片機的學習、開發(fā)與應用將造就一批計算機應用與 智能化控制的科學家、工程師。單片機廣泛應用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設備、航空航天、專用 設備的智能化管理及過程控制等領域，大致可分如下幾個范疇：1.在智能儀器

5、儀表上的應用單片機具有體積小、功耗低、控制功能強、擴展靈活、微型化和使 用方便等優(yōu)點，廣泛應用于儀器儀表中，結合不同類型的傳感器，可 實現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、 長度、硬度、元素、壓力等物理量的測量。采用單片機控制使得儀器 儀表數(shù)字化、智能化、微型化，且功能比起采用電子或數(shù)字電路更加 強大。例如精密的測量設備（功率計，示波器，各種分析儀）。2.在工業(yè)控制中的應用用單片機可以構成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。例如工廠 流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種報警系統(tǒng)，與計算機聯(lián) 網(wǎng)構成二級控制系統(tǒng)等。3.在家用電器中的應用可以這樣說，現(xiàn)在的家用電器基本上都

6、采用了單片機控制，從電飯褒、洗衣機、電冰箱、空調機、彩電、其他音響視頻器材、再到電子 秤量設備，五花八門，無所不在。4.在計算機網(wǎng)絡和通信領域中的應用現(xiàn)代的單片機普遍具備通信接口，可以很方便地與計算機進行數(shù)據(jù) 通信，為在計算機網(wǎng)絡和通信設備間的應用提供了極好的物質條件， 現(xiàn)在的通信設備基本上都實現(xiàn)了單片機智能控制，從手機，電話機、 小型程控交換機、樓宇白動通信呼叫系統(tǒng)、列車無線通信、再到日常 工作中隨處可見的移動電話，集群移動通信，無線電對講機等。5.單片機在醫(yī)用設備領域中的應用單片機在醫(yī)用設備中的用途亦相當廣泛，例如醫(yī)用呼吸機，各種分 析儀，監(jiān)護儀，超聲診斷設備及病床呼叫系統(tǒng)等等。此外，單片

7、機在工商，金融，科研、教育，國防航空航天等領域都有著十分廣泛的用途 單片機的主要應用領域由于單片機有許多優(yōu)點，因此其應用領域之廣，幾乎到了無孔不入 的地步。單片機應用的主要領域有：1)智能化家用電器：各種家用電器普遍采用單片機智能化控制代 替?zhèn)鹘y(tǒng)的電子線路控制，升級換代，提高檔次。如洗衣機、空調、電 視機、錄像機、微波爐、電冰箱、電飯煲以及各種視聽設備等。2)辦公白動化設備：現(xiàn)代辦公室使用的大量通信和辦公設備多數(shù) 嵌入了單片機。如打印機、復印機、傳真機、繪圖機、考勤機、電話 以及通用計算機中的鍵盤譯碼、磁盤驅動等。3)商業(yè)營銷設備：在商業(yè)營銷系統(tǒng)中已廣泛使用的電子稱、收款 機、條形碼閱讀器、I

8、C卡刷卡機、出租車計價器以及倉儲安全監(jiān)測 系統(tǒng)、商場保安系統(tǒng)、空氣調節(jié)系統(tǒng)、冷凍保險系統(tǒng)等都采用了單片 機控制。4)工業(yè)白動化控制：工業(yè)白動化控制是最早采用單片機控制的領域之一。如各種測控系統(tǒng)、過程控制、機電一體化、PLC等。在化工、建筑、冶金等各種工業(yè)領域都要用到單片機控制。5)智能化儀表：采用單片機的智能化儀表大大提升了儀表的檔次， 強化了功能。如數(shù)據(jù)處理和存儲、故障診斷、聯(lián)網(wǎng)集控等。6)智能化通信產(chǎn)品：最突出的是手機，當然手機內的芯片屬專用 型單片機。7)汽車電子產(chǎn)品：現(xiàn)代汽車的集中顯示系統(tǒng)、動力監(jiān)測控制系統(tǒng)、 白動駕駛系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和運行監(jiān)視器（黑匣子）等都離不開單片機。8）航空航天系

9、統(tǒng)和國防軍事、尖端武器等領域：單片機的應用更是不言而喻。單片機用于各種儀器儀表，一方面提高了儀器儀表的使 用功能和精度，使儀器儀表智能化，同時還簡化了儀器儀表的硬件結 構，從而可以方便地完成儀器儀表產(chǎn)品的升級換代。如各種智能電氣測量儀表、智能傳感器等。機電一體化產(chǎn)品是集機械技術、微電子技術、白動化技術和計算 機技術于一體，具有智能化特征的各種機電產(chǎn)品。 單片機在機電一體 化產(chǎn)品的開發(fā)中可以發(fā)揮巨大的作用。典型產(chǎn)品如機器人、數(shù)控機床、 白動包裝機、點鈔機、醫(yī)療設備、打印機、傳真機、復印機等。單片機還可以用于各種物理量的采集與控制。 電流、電壓、溫度、 液位、流量等物理參數(shù)的采集和控制均可以利用單片機方便地實現(xiàn)。 在這類系統(tǒng)中，利用單片機作為系統(tǒng)控制器，可以根據(jù)被控對象的不 同特征采用不同的智能算法，實現(xiàn)期望的控制指標，從而提高生產(chǎn)效 率和產(chǎn)品質量。典型應用如電機轉速控制、溫度控制、白動生產(chǎn)線等C在較復雜的工業(yè)系統(tǒng)中，經(jīng)常要采用分布式測控系統(tǒng)完成大量的 分布參數(shù)的采集。在這類系統(tǒng)中，采用單片機作為分布式系統(tǒng)的前端 采集模塊，系統(tǒng)具有運行可靠，數(shù)據(jù)采集方便靈活，成本低廉等一系 列優(yōu)點。單片機應用的意義不僅在于它的廣闊范圍及所帶來的經(jīng)濟效益。更重要的意義在于，單片機的應用從根本上改變了控制