數(shù)字電子技術(shù)與單片機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用

1、數(shù)字電子技術(shù)與單片機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用摘要：在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的今天，我們對(duì)信息技術(shù)并不陌生，信息化與數(shù)字化的產(chǎn)品層出不窮，日益改變著人們的物質(zhì)文化生活，現(xiàn)如今我們每天都在與信息技術(shù)打交道，盡情享受信息技術(shù)帶給我們的便捷服務(wù)。數(shù)字電子技術(shù)是信息技術(shù)中一個(gè)重要組成部分，而計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由若干個(gè)系統(tǒng)化的單片機(jī)構(gòu)成，在當(dāng)今社會(huì)中的各個(gè)領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：數(shù)字電子技術(shù)；單片機(jī)；發(fā)展應(yīng)用0 引言單片機(jī)對(duì)于我們來說有些陌生，它其實(shí)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)構(gòu)成部分，與數(shù)字電子技術(shù)一起作為信息技術(shù)當(dāng)中的重要技術(shù)之一，在各行各業(yè)中發(fā)揮了信息技術(shù)在當(dāng)今時(shí)代無法比擬的重要作用。隨著數(shù)字電子技術(shù)與單片機(jī)不斷發(fā)展，在各領(lǐng)域中

2、都得到了廣泛應(yīng)用，各種具有現(xiàn)代化的電子設(shè)備不斷衍生，形成了科學(xué)高效化的信息產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)、服務(wù)供應(yīng)鏈，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)等各個(gè)領(lǐng)域都做出了萬眾矚目的成就，立下了汗馬功勞。文章筆者結(jié)合數(shù)字電子技術(shù)與單片機(jī)這兩個(gè)物質(zhì)，從數(shù)字電子技術(shù)與單片機(jī)概述、發(fā)展、應(yīng)用，對(duì)本文的主題數(shù)字電子技術(shù)與單片機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用展開了論述。1 數(shù)字電子技術(shù)與單片機(jī)概述1.1 數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)屬于信息電子學(xué)科，是當(dāng)前發(fā)展最快的學(xué)科之一，電子技術(shù)可分為數(shù)字電子技術(shù)和模擬電子技術(shù)，就邏輯器件而言，從20世紀(jì)40年代的電子管、20世紀(jì)50年代的晶體管和從20世紀(jì)60年代開始的小規(guī)模集成電路，直到至今發(fā)展到的超大規(guī)模集成電路，以及近幾年出現(xiàn)

3、的可編程器件、為數(shù)字電路設(shè)計(jì)提供了更加完善方便的器件設(shè)計(jì)過程和方法也再不斷的演變和發(fā)展。數(shù)字電子技術(shù)以集成芯片、電路、邏輯門電路為研究對(duì)象，伴隨信息技術(shù)的發(fā)展，其電路對(duì)于信號(hào)處理顯示出了明顯的優(yōu)勢(shì)。以處理信號(hào)為例，信號(hào)處理過程中，按照一定比例在數(shù)字電路上，把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)數(shù)字電路將數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，完成處理之后，根據(jù)需要反復(fù)轉(zhuǎn)化成模擬信號(hào)。數(shù)字電子技術(shù)作為電子時(shí)代的支撐技術(shù)，在全球電子信息化的進(jìn)程中起著巨大的推動(dòng)作用。數(shù)字電子技術(shù)較模擬電子技術(shù)的優(yōu)勢(shì)數(shù)模信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換往往是要將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)、數(shù)模轉(zhuǎn)換是將傳感器從自然界獲取的連續(xù)的信號(hào)波形經(jīng)過濾波、去噪等處理，最后形成有固

4、定高低電平組成的數(shù)字信號(hào)，也就是人們常說的“0101”信號(hào)。之所以在信號(hào)處理中多是將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，主要原因包括如下幾點(diǎn)：（1）模擬信號(hào)有無窮多種可能的波形，同一個(gè)波形稍微變化就成了另一種波形，而數(shù)字信號(hào)只有兩種波形（高電平和低電平），這就為信號(hào)的接收與處理提供了方便。（2）模擬信號(hào)是由一連串連續(xù)的信號(hào)波形組成的，其信號(hào)極其容易受到干擾，這些干擾不僅僅是來自信號(hào)的采集階段，也來自信號(hào)傳輸過程中和電子元器件造成的誤差，這就導(dǎo)致了采集信號(hào)的精度難以得到保證，從而影響試驗(yàn)的準(zhǔn)確性或系統(tǒng)的可靠性。而數(shù)字電路中只采用高低電平對(duì)信號(hào)進(jìn)行編碼，這就保證了信號(hào)的抗感染能力，提高了信號(hào)的精度。1.2 單

5、片機(jī)單片機(jī)到底是什么呢？單片機(jī)（Microcontrollers）是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，概括的講：一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。單片機(jī)是靠程序工作的，并且可以修改。通過不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，尤其是特殊的獨(dú)特的一些功能，這是別的器件需要費(fèi)很大力氣才能做到的，有些則是花

6、大力氣也很難做到的。一個(gè)不是很復(fù)雜的功能要是用美國(guó)50年代開發(fā)的74系列，或者60年代的CD4000系列這些純硬件來搞定的話，電路一定是一塊大PCB板！但是如果要是用美國(guó)70年代成功投放市場(chǎng)的系列單片機(jī)，結(jié)果就會(huì)有天壤之別！只因?yàn)閱纹瑱C(jī)的通過你編寫的程序可以實(shí)現(xiàn)高智能，高效率，以及高可靠性！由于單片機(jī)對(duì)成本是敏感的，所以目前占統(tǒng)治地位的軟件還是最低級(jí)匯編語言(近幾年，C語言也開始廣泛被應(yīng)用)，它是除了二進(jìn)制機(jī)器碼以外最低級(jí)的語言了，既然這么低級(jí)為什么還要用呢？很多高級(jí)的語言已經(jīng)達(dá)到了可視化編程的水平為什么不用呢？原因很簡(jiǎn)單，就是單片機(jī)沒有家用計(jì)算機(jī)那樣的CPU，也沒有像硬盤那樣的海量存儲(chǔ)設(shè)備。

7、一個(gè)可視化高級(jí)語言編寫的小程序里面即使只有一個(gè)按鈕，也會(huì)達(dá)到幾十K的尺寸！對(duì)于家用PC的硬盤來講沒什么，可是對(duì)于單片機(jī)來講是不能接受的。 單片機(jī)在硬件資源方面的利用率必須很高才行，所以匯編雖然原始卻還是在大量使用。一樣的道理，如果把巨型計(jì)算機(jī)上的操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件拿到家用PC上來運(yùn)行，家用PC也是承受不了的。單片機(jī)（Microcontrollers）作為計(jì)算機(jī)發(fā)展的一個(gè)重要分支領(lǐng)域，根據(jù)發(fā)展情況，從不同角度，單片機(jī)大致可以分為通用型/專用型、總線型/非總線型及工控型/家電型。單片機(jī)通用型這是按單片機(jī)（Microcontrollers）適用范圍來區(qū)分的。例如，80C51式通用型單片機(jī)，它不是為某

8、種專門用途設(shè)計(jì)的；專用型單片機(jī)是針對(duì)一類產(chǎn)品甚至某一個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)的，例如為了滿足電子體溫計(jì)的要求，在片內(nèi)集成ADC接口等功能的溫度測(cè)量控制電路。單片機(jī)總線型這是按單片機(jī)（Microcontrollers）是否提供并行總線來區(qū)分的?？偩€型單片機(jī)普遍設(shè)置有并行地址總線、 數(shù)據(jù)總線、控制總線，這些引腳用以擴(kuò)展并行外圍器件都可通過串行口與單片機(jī)連接，另外，許多單片機(jī)已把所需要的外圍器件及外設(shè)接口集成一片內(nèi)，因此在許多情況下可以不要并行擴(kuò)展總線，大大減省封裝成本和芯片體積，這類單片機(jī)稱為非總線型單片機(jī)控制型這是按照單片機(jī)（Microcontrollers）大致應(yīng)用的領(lǐng)域進(jìn)行區(qū)分的。一般而言，工控型尋址

9、范圍大，運(yùn)算能力強(qiáng)；用于家電的單片機(jī)多為專用型，通常是小封裝、低價(jià)格，外圍器件和外設(shè)接口集成度高。 顯然，上述分類并不是惟一的和嚴(yán)格的。例如，80C51類單片機(jī)既是通用型又是總線型，還可以作工控用。單片機(jī)是在 1971 年開始出現(xiàn)在人們的視野中的，發(fā)展到現(xiàn)在大致經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段。即單片微型計(jì)算機(jī)、微控制器以及單片機(jī)。（1） 單片微型計(jì)算機(jī)單片機(jī)的最初發(fā)展形態(tài)就是單片微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱 SCM，主要的組成在 8 位或 4 位單片機(jī)。該結(jié)構(gòu)主要是通過對(duì)嵌入式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，而獲得了創(chuàng)新模式的發(fā)展，使單片機(jī)的發(fā)展與傳統(tǒng)的通用計(jì)算機(jī)在研究與發(fā)展方向上產(chǎn)生了不同。并且在現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)中，此種形式的單片機(jī)

10、還在被廣泛應(yīng)用中。（2） 微控制器微控制器簡(jiǎn)稱 MCU。隨著工業(yè)化生產(chǎn)對(duì)控制領(lǐng)域的要求不斷提高，單片機(jī)開始向著16 位單片機(jī)發(fā)展。在該發(fā)展階段單片機(jī)主要實(shí)現(xiàn)了對(duì)嵌入式系統(tǒng)的擴(kuò)大應(yīng)用。使微控制系統(tǒng)更加的向著智能化發(fā)展。但是在不斷的應(yīng)用實(shí)踐中，由于該系統(tǒng)的性價(jià)比不高，因此使用效果并不高。（3）單片機(jī)階段單片機(jī)是目前被社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的一種應(yīng)用系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱 SOC。隨著單片機(jī)的不斷發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)也向著微控制器的獨(dú)立道路發(fā)展。我們現(xiàn)在所使用的單片機(jī)隨著電子技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了由 16 位向 32 位的高端轉(zhuǎn)變，并成為市場(chǎng)的主流應(yīng)用產(chǎn)品。當(dāng)代的單片機(jī)系統(tǒng)通過對(duì)大量的嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用，使自身的開發(fā)與

11、使用環(huán)境更加的廣闊。2 數(shù)字電子技術(shù)與單片機(jī)的發(fā)展2.1數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)隨著信息化時(shí)代的到來，社會(huì)需求推動(dòng)著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字電子技術(shù)更是成為社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主力軍，市場(chǎng)需求推動(dòng)著信息技術(shù)向更深層次的邁進(jìn)。因此科技信息的不斷進(jìn)步加速了產(chǎn)業(yè)的升級(jí)換代，這就要求數(shù)字電子技術(shù)必須要順應(yīng)市場(chǎng)的需求。數(shù)字化是電子技術(shù)的必由之路，這已經(jīng)成為當(dāng)代的共識(shí)。我國(guó)的電子技術(shù)研究者經(jīng)過多次探索和實(shí)驗(yàn)，使得數(shù)字化的歷程在不斷進(jìn)行著一系列的重大變革。當(dāng)代我們所應(yīng)用的電子產(chǎn)品由于技術(shù)的不斷革新正在以前所未有的速度進(jìn)行更新?lián)Q代，而這種革新又主要表現(xiàn)在大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷膹V泛應(yīng)用之中。特別是在當(dāng)今這個(gè)時(shí)代，半導(dǎo)

12、體的工藝水平經(jīng)過不斷開發(fā)已經(jīng)達(dá)到了深亞微米，芯片的集成高度也達(dá)到千兆位，時(shí)鐘頻率也正在向千兆赫茲以上發(fā)展，數(shù)據(jù)傳輸位數(shù)甚至達(dá)到了每秒幾十億次，這些技術(shù)在之前是難以想象的，這就注定SOC（System 0h aCh5p）片上系統(tǒng)必將成為未來集成電路技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。電子設(shè)計(jì)技術(shù)在不斷的更新?lián)Q代，發(fā)展到了今天，又將面臨另一次更大意義的突破5PGA在EDA（電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）基礎(chǔ)上的廣泛應(yīng)用，此技術(shù)的廣泛應(yīng)用必將在我們的信息時(shí)代再創(chuàng)奇跡。2.1.1數(shù)字與模擬電子技術(shù)之間的融合數(shù)字與模擬電子技術(shù)之間的融合促進(jìn)了新型電子器件的誕生，不斷地提高性能一直是電子器件追求的目標(biāo)，模擬技術(shù)與數(shù)字電子技術(shù)的融合首先提高

13、了傳統(tǒng)電子器件的性能，促進(jìn)了新型電子器件的誕生。例如，傳統(tǒng)電位器噪聲大、使用壽命短、可靠性差，而集成了EEROM、電子開關(guān)和線性電阻技術(shù)數(shù)字電位器因改變了傳統(tǒng)電位器的機(jī)械結(jié)構(gòu)，從而根除了傳統(tǒng)電位器的固有缺陷，提高了其性能。目前各種電子產(chǎn)品中廣泛應(yīng)用的開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器、D類音頻功率放大器都是數(shù)字與模擬相結(jié)合的新型電子器件。 （1） 數(shù)字電路數(shù)字電路在數(shù)字電子技術(shù)中主要起到傳遞與處理數(shù)字信號(hào)的作用，數(shù)字電路的出現(xiàn)，使處理的信號(hào)數(shù)量越來越多，對(duì)信號(hào)產(chǎn)生、控制、放大整形、傳遞、存儲(chǔ)備份經(jīng)過計(jì)算機(jī)的分析處理一次性完成，花費(fèi)較少的時(shí)間能夠完成一系列與信號(hào)處理相關(guān)的流程。選擇合適的工具對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)

14、，保證這些工具具有邏輯性與代數(shù)性質(zhì)。（2）數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào)是對(duì)于電子電路處理來說最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，最為基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)，處理好數(shù)字信號(hào)能夠保證電子電路的總體質(zhì)量。數(shù)字信號(hào)是指在一定時(shí)間與數(shù)值，在離散狀態(tài)下產(chǎn)生的信號(hào)。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中傳遞的數(shù)字化的信號(hào)，從另一個(gè)相反的角度來講，模擬信號(hào)在時(shí)間、數(shù)字上，突顯出連續(xù)變化的特征。（3） 數(shù)制與代碼對(duì)于信號(hào)的處理是利用數(shù)字電子技術(shù)傳輸信息數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，對(duì)于信息數(shù)據(jù)快速傳輸，信號(hào)在其中起到了關(guān)鍵作用。一個(gè)完整的數(shù)字電路離不開對(duì)于信號(hào)的處理，數(shù)字電路與數(shù)字信號(hào)是一種邏輯關(guān)系。針對(duì)數(shù)字設(shè)備的認(rèn)識(shí)，以二進(jìn)制代碼為例，它對(duì)于電子技術(shù)的分析具有很重要的影響，數(shù)字電子技術(shù)運(yùn)用了兩

15、種數(shù)碼，采用“”逢二進(jìn)一”的原則，對(duì)于數(shù)制代碼的分析處理不僅只有二進(jìn)制這種方法，還有更多的多進(jìn)制方法，如八進(jìn)制、十進(jìn)制等方法，在機(jī)器內(nèi)部中，二進(jìn)制用于數(shù)據(jù)的處理，八進(jìn)制等其他進(jìn)制用于程序書寫。2.2 單片機(jī)的發(fā)展2.2.1 單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)分析為了滿足不同生產(chǎn)領(lǐng)域和應(yīng)用領(lǐng)域的需要，單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)是向人性化、高性能、低功耗、多樣化、微型化發(fā)展，世界上各個(gè)著名廠商紛紛在其性價(jià)比上不斷提升改進(jìn)。（1） 更加人性化、生活化隨著社會(huì)物質(zhì)生活水平的不斷提高，人們對(duì)生活質(zhì)量及品質(zhì)的要求越來越高。單片機(jī)自誕生以后，就 步入了我們的生活,如洗衣機(jī)、 電冰箱、電子玩具、收錄機(jī)等家用電器都以單片機(jī)為機(jī)芯,提高了智

16、能化程度,增加了功能,使人類生活更加方便、舒適，受到人們的歡迎。 因此為了滿足人們的生活以及發(fā)展需要，智能化、人性化成為了單片機(jī)主要發(fā)展趨勢(shì)。只有單片機(jī)實(shí)現(xiàn)人性化與智能化的轉(zhuǎn)變，家用電器等人類生活必須品才會(huì)達(dá)到提高人們生活水平的智能化標(biāo)準(zhǔn)。（2） 高性能化盡管目前的單片機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展到了一定的水平。但是隨著社會(huì)發(fā)展需求的不斷增加，將對(duì)單片機(jī)的性能要求越來越高。目前，提高單片機(jī)的工作頻率已經(jīng)受到了關(guān)注，但是目前由于微控制器的屏蔽手段不足,又因材料原因,消除噪聲成為問題。在未來，單片機(jī)的設(shè)計(jì)將不斷采用性能更強(qiáng)的一些新技術(shù)，提高其可靠性和工作速度，提高CPU的性能，比如降低噪聲技術(shù)、抗干擾新技術(shù)等。

17、通過以上新技術(shù)新方法，逐步提升單片機(jī)的性能，進(jìn)一步加快各種指令的運(yùn)算速度，制造出功能更加強(qiáng)大的單片機(jī)產(chǎn)品。在不久的未來，單片機(jī)的容量、性能和工作速度將會(huì)大幅提升，其應(yīng)用也會(huì)更加廣泛，這將成為未來單片機(jī)發(fā)展的重要方向。（3） 低耗能目前全球都面臨著能源緊缺的困境。隨著我們要求單片機(jī)功耗越來越低，當(dāng)前各個(gè)單片機(jī)制造商基本都采用了CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體工藝)或是HMOS(高密度金屬氧化物半導(dǎo)體工藝)和CHMOS(互補(bǔ)高密度金屬氧化物半導(dǎo)體工藝)。比較而言，CMOS雖功耗較低，但由于其物理特征決定其工作速度不夠高，而CHMOS則具備了高速和低功耗的特點(diǎn)，這些特征更適合于在要求低功耗、電池供電的

18、場(chǎng)合應(yīng)用，因此這種工藝將是今后一段時(shí)期單片機(jī)發(fā)展的主要途徑。同時(shí)，各個(gè)廠家在單片機(jī)內(nèi)部電路中采用新技術(shù)，降低功耗，提高產(chǎn)品抗干擾能力以及產(chǎn)品的低電壓化。因此對(duì)于未來社會(huì)的發(fā)展方向，都以低耗能作為目標(biāo)。因此在單片機(jī)的未來發(fā)展中，除了要注重對(duì)其性能的提升之外，還要對(duì)其制作材料、制作工藝以及產(chǎn)生能耗等方面加以考慮，使其發(fā)展?jié)M足低耗能的發(fā)展需求。（4） 多樣化隨著科技的進(jìn)步，社會(huì)的發(fā)展需求在不斷的增多，因此對(duì)單片機(jī)出現(xiàn)了不同方面的需求。單片機(jī)發(fā)展到今天，已經(jīng)經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的過程?？梢钥吹?，在今天的市場(chǎng)上，世界各個(gè)公司都分別推出了自己的單機(jī)片產(chǎn)品，種類紛繁復(fù)雜，從8位、16位到32位，應(yīng)有盡有。因此隨著市場(chǎng)

19、需求的不斷增多以及競(jìng)爭(zhēng)的激烈化。在未來那個(gè)科技發(fā)達(dá)的時(shí)代，單片機(jī)將迎來它的繁盛時(shí)代，必將有更多種類的單機(jī)片產(chǎn)品出現(xiàn)在世界市場(chǎng)，以滿足更多產(chǎn)業(yè)的需求。 （5）微型化上文已經(jīng)說到，單片機(jī)是將中央處理器、存儲(chǔ)器等主要功能部件集成在一塊集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)，但現(xiàn)在因受到工藝和其他方面的限制，很多功能部件并未全部集成在單片機(jī)芯片內(nèi)部。我們相信，隨著集成電路技術(shù)的快速發(fā)展，單片機(jī)生產(chǎn)廠家將會(huì)更加充分考慮用戶的需求，將一些常用的功能部件，如A/D（模/數(shù)轉(zhuǎn)換器）、D/A（數(shù)/模轉(zhuǎn)換器）等集成到芯片內(nèi)部，盡量做到單片化；同時(shí)，用戶還可以提出要求，由廠家量身定作或自行設(shè)計(jì)。并且，未來的單片機(jī)產(chǎn)品會(huì)隨著技術(shù)

20、的改進(jìn)而變得體積更小、重量更輕。 3 數(shù)字電子技術(shù)與單片機(jī)的應(yīng)用3.1 數(shù)字電子技術(shù)的應(yīng)用從二十世紀(jì)七十年代以來，信號(hào)的數(shù)字化處理模式席卷了全球的電子技術(shù)領(lǐng)域，模擬信號(hào)的數(shù)字化越來越得到推崇3.1.1 在 USB 總線的“微波功率測(cè)量計(jì)”中的應(yīng)用將數(shù)字電子技術(shù)應(yīng)用于虛擬儀器中，結(jié)合相應(yīng)的軟件設(shè)計(jì)，開發(fā)出USB總線微薄功率計(jì)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)微波功率的采集測(cè)量與傳輸。該微波功率計(jì)由USB通信接口、微信號(hào)檢測(cè)電路等組成功率探測(cè)器，在探測(cè)器采集到相應(yīng)的微波功率信號(hào)后，首先由已燒寫程序的微信號(hào)檢測(cè)電路芯片對(duì)采集信號(hào)進(jìn)行去噪、求差值和累加等操作，然后對(duì)信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行固件程度修改，最后，USB通信接口通過鏈路將處理

21、好的數(shù)據(jù)信息發(fā)送到上位機(jī)，再由上位機(jī)程序來對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。由于集成應(yīng)用了數(shù)電技術(shù)，該功率計(jì)體積小巧、測(cè)量精度高、系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，而且收發(fā)數(shù)據(jù)可以與PC機(jī)進(jìn)行交互，匹配性較好。 3.1.2 在網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)在今天發(fā)揮的作用不言而喻，我們今天越來越便利的生活服務(wù)大部分都要?dú)w功于網(wǎng)絡(luò)。數(shù)字電子信息技術(shù)也促進(jìn)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的更新?lián)Q代，與此同時(shí)網(wǎng)絡(luò)也推動(dòng)了數(shù)字電子技術(shù)的快速發(fā)展。從目前現(xiàn)狀來說，數(shù)字電子技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮的作用越加突出，如我們?nèi)粘Ｉ钪羞\(yùn)用照相機(jī)、手機(jī)拍攝的照片，都會(huì)以數(shù)字化的形式經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)傳輸，或者是紙質(zhì)的文件可以轉(zhuǎn)化成數(shù)字化的文件，各種信息之間可以相互轉(zhuǎn)化，從而實(shí)現(xiàn)資源的共享。基于

22、數(shù)字電子技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮的重要作用，其應(yīng)用前景越發(fā)廣闊，網(wǎng)絡(luò)傳輸也需要網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的傳輸，數(shù)字電子技術(shù)在其中承擔(dān)了網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳輸?shù)呢?zé)任，借助其高質(zhì)量的數(shù)字信號(hào)有利于提高網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，具備很強(qiáng)的抗干擾能力，提高對(duì)于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的保存能力，使信息數(shù)據(jù)傳輸更加方便快捷，歸納起來來說，網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字電子技術(shù)二者的結(jié)合是設(shè)備集成化、綜合數(shù)字化共同影響作用下而產(chǎn)生的。3.1.3 強(qiáng)化信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理數(shù)字電子技術(shù)對(duì)不同的信號(hào)都能進(jìn)行處理，在信號(hào)處理中尤其注意的一點(diǎn)是需要處理的信號(hào)是什么種類的，針對(duì)不同種類的信號(hào)再進(jìn)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(hào)的質(zhì)量，對(duì)同一個(gè)種類的信號(hào)進(jìn)行分離，這樣有

23、利于保證連續(xù)性。保證信號(hào)質(zhì)量的前提下，對(duì)設(shè)計(jì)好的信號(hào)編碼，按照設(shè)計(jì)方案要求轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)信號(hào)，經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)載體傳播轉(zhuǎn)換后的信號(hào)。3.1.4 在高效運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)信息中的應(yīng)用要想使網(wǎng)絡(luò)信息達(dá)到理想的處理效果，促進(jìn)其優(yōu)化發(fā)展，通常采用數(shù)字電子技術(shù)來強(qiáng)化處理效果，它有利于提高傳輸效率，是網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重要舉措。它將網(wǎng)絡(luò)信息中的信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字化的信號(hào)，達(dá)到高效處理的目的。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)與數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)化，數(shù)字電子技術(shù)能夠在網(wǎng)絡(luò)信息建設(shè)中充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，再轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)，利用其技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)，保證通信安全性，網(wǎng)絡(luò)信號(hào)生成電子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，大大提高了網(wǎng)絡(luò)信息的傳輸效率，為網(wǎng)絡(luò)信息傳輸提供了方便。3.1.5 提升網(wǎng)絡(luò)展開信號(hào)處理能力數(shù)字

24、電子技術(shù)很容易與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相混淆，二者是不同的系統(tǒng)，卻又是相互協(xié)作的關(guān)系，是智能化系統(tǒng)中的重要組成部分。兩者的結(jié)合能夠強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)展開信號(hào)處理能力。在強(qiáng)化作用機(jī)制的影響下，將二進(jìn)制代碼應(yīng)用在數(shù)字電路處理之中，干擾其他系統(tǒng)，以免受到其他系統(tǒng)的影響，而使網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。數(shù)字電子技術(shù)對(duì)信號(hào)進(jìn)行加密處理，保證了信號(hào)安全性，避免了其他原因的影響，存儲(chǔ)也比較方便。3.2 單片機(jī)的應(yīng)用隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們的生活正在向著智能化的方向發(fā)展。在現(xiàn)代化的生產(chǎn)生活中，由于單片機(jī)具有微型化、智能化、耗能低、體積小等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)被應(yīng)用在通信事業(yè)、工業(yè)事業(yè)、醫(yī)療事業(yè)、家用電器等各個(gè)發(fā)展方面。在人們的日常生活中的

25、很多方面，已經(jīng)離不開單片機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用，它給人們的生活帶來了很大的便利。3.2.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信設(shè)備中的應(yīng)用。單片機(jī)所具備的通信接口，為實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與通信網(wǎng)絡(luò)的對(duì)接提供了重要的物質(zhì)交換條件 ，通過單片機(jī)可以將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所采集到的信息由單片機(jī)控制系統(tǒng)傳遞到計(jì)算機(jī) 主機(jī) 系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)信息的處理 ，這樣的單片機(jī)可以大大提高工作效率 ，提高相關(guān)數(shù)據(jù)的；準(zhǔn)確性 ，因此現(xiàn)在的單片機(jī)在通信系統(tǒng)中具有普遍的應(yīng)用空間，從我們?nèi)粘Ｉ钪袘?yīng)用的手機(jī)、對(duì)講機(jī)、樓宇自動(dòng)通信系統(tǒng)、列車無線通信再到各種生產(chǎn)領(lǐng)域的自動(dòng)化操作系統(tǒng)，比如地震部門、油田采油部門用的單片機(jī)控制技術(shù)。3.2.2 在工業(yè)控制中的應(yīng)用既然單片機(jī)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

26、中一個(gè)重要組成部分，計(jì)算機(jī)被廣泛應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)控制中，那么單片機(jī)在工業(yè)控制領(lǐng)域中也會(huì)有充分的用武之地，傳統(tǒng)的工業(yè)化生產(chǎn)模式已經(jīng)不能滿足人類社會(huì)的發(fā)展需求，因此現(xiàn)代工業(yè)正在向著智能化生產(chǎn)的方向發(fā)展。當(dāng)前的工業(yè)發(fā)展都大力的引進(jìn)先進(jìn)的智能控制系統(tǒng)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行管理控制，工業(yè)生產(chǎn)中主要應(yīng)用的智能控制系統(tǒng)有測(cè)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及通信系統(tǒng)等等。然而這些系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)則主要依靠于單片機(jī)的應(yīng)用。如工業(yè)生產(chǎn)中采用的流水線生產(chǎn)方式，對(duì)于控制系統(tǒng)的依賴極強(qiáng)，主要是通過對(duì)計(jì)算機(jī)與單片機(jī)之間進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)置從而實(shí)現(xiàn)的智能化生產(chǎn)控制。3.2.3 在智能儀器儀表設(shè)備中的應(yīng)用單片機(jī)作為一種新型高端的信息技術(shù)設(shè)備，具有體積小、

27、高度集成、控制靈活、可操作性強(qiáng)，可靠性高等優(yōu)勢(shì)，基于這些優(yōu)勢(shì)又在智能儀器儀表設(shè)備中大有作為。它在測(cè)量控制方面，對(duì)于傳統(tǒng)半自動(dòng)化的儀器儀表的性能、運(yùn)行質(zhì)量測(cè)量控制徹底發(fā)生了改觀，向著智能化的方向發(fā)展，在電路應(yīng)用方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)儀器儀表，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)量控制一體化，與現(xiàn)代智能儀器儀表設(shè)備的發(fā)展保持高度的一致性。目前，單片機(jī)在儀器儀表中的應(yīng)用能大大推進(jìn)該行業(yè)的發(fā)展而被廣泛運(yùn)用。隨著單片機(jī)在儀器儀表中的廣泛應(yīng)用，不僅能促進(jìn)儀器儀表往數(shù)字化、智能化等方向進(jìn)行發(fā)展，而且還能大大提升儀器儀表在處理、測(cè)試及控制等方面的功能。如在航空中應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)，能有效提高儀器的集成性、準(zhǔn)確性及可靠性，通過提升航空電子系統(tǒng)的智

28、能化水平，從而降低事故的發(fā)生率。 3.2.4單片機(jī)在醫(yī)療器械中的應(yīng)用隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展及人們生活水平的不斷提高，人們對(duì)健康的重視程度越來越高。由于單片機(jī)自身的優(yōu)點(diǎn)，將其應(yīng)用到醫(yī)療器械中 ，能實(shí)現(xiàn)對(duì)多種疾病的有效、準(zhǔn)確分析，不僅能有效提高設(shè)備對(duì)疾病診斷的準(zhǔn)確性，還能提高對(duì)癥治療的可靠性，從而降低誤診、漏診等不良事件的發(fā)生率。而且，單片機(jī)的應(yīng)用，還能實(shí)現(xiàn)醫(yī)療設(shè)備結(jié)構(gòu)的自動(dòng)化、智能化發(fā)展。如在超聲波檢測(cè)中應(yīng)用，其對(duì)疾病的診斷更準(zhǔn)確，更可靠。3.2.5 在家用電器中的應(yīng)用單片機(jī)在當(dāng)前技術(shù)條件支持下，廣泛應(yīng)用在家用電器中，用于對(duì)其更新升級(jí)。通過單片機(jī)在其中的應(yīng)用，家用電器生產(chǎn)商能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量，

29、提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，為家電企業(yè)帶來豐厚的利潤(rùn)。如在洗衣機(jī)中的應(yīng)用，能夠分出衣服類型，判斷出是否真正潔凈，然后選擇對(duì)應(yīng)的洗滌時(shí)間與程序；在電冰箱中識(shí)別事物種類，選取冷藏溫度；對(duì)于微波爐與烤箱能夠?qū)κ澄锓N類進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別；能夠以智能化的控制方式對(duì)電視游戲機(jī)進(jìn)行控制；門鎖的指紋識(shí)別等等智能化功能的實(shí)現(xiàn)。通過單片機(jī)在這幾種家用電器中的應(yīng)用可知，單片機(jī)提高了家用電器的使用性能，方便了社會(huì)大眾，促進(jìn)了家用電器行業(yè)向著智能化發(fā)展。4 我國(guó)單片機(jī)技術(shù)發(fā)展的對(duì)策分析4.1 我國(guó)單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 我國(guó)應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)始于20世紀(jì)80年代，自此在 全國(guó)掀起了單片機(jī)發(fā)展大潮。 如今單片機(jī)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于諸多行業(yè)，滲透到各個(gè)

30、領(lǐng)域，其生產(chǎn)技術(shù)隨著科技發(fā)展也飛速進(jìn)步，全國(guó)各地出現(xiàn)了許多單片機(jī)產(chǎn)品的商家，單片機(jī)產(chǎn)品也品種多樣。但是，我國(guó)單片機(jī)技術(shù)與國(guó)外市場(chǎng)相比還有一定差距，尚未形成規(guī)模。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)的單片機(jī)年需求量已達(dá)1億-3億片，且以每年大約 16%的速度增長(zhǎng)，但相對(duì)于世界市場(chǎng)我國(guó)的占有率還不 到1%。同時(shí)， 我國(guó)單片機(jī)生產(chǎn)的高端技術(shù)也有待提升。4.2 制約我國(guó)單片機(jī)技術(shù)發(fā)展的因素分析 雖然我國(guó)單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)正以前所未有的興旺勢(shì)頭蓬勃發(fā)展,但是目前我國(guó)單片機(jī)技術(shù)與國(guó)外相比差距還很大，造成這一局面的原因是多方面的。首先,受歷史原因的影響,我國(guó)的微電子技術(shù)比較落后,而單片機(jī)相比而言集成度更高,生產(chǎn)工藝也相當(dāng)復(fù)雜,所以設(shè)計(jì)開發(fā)起來難度較大。其次,我國(guó)從事單片機(jī)技術(shù)研究和開發(fā)的專業(yè)人才十分缺乏。據(jù)調(diào)查，目前我國(guó)的單片機(jī)從業(yè)人員只有140萬人， 單片機(jī)領(lǐng)域的人才缺口相當(dāng)大，嚴(yán)重制約了我國(guó)單片機(jī)市場(chǎng)的發(fā)展。最后，國(guó)內(nèi)單片機(jī)生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)效率較低，國(guó)際上成熟的發(fā)單片機(jī)廠家因產(chǎn)量很大而把價(jià)格壓得很低，但國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的單片機(jī)卻無價(jià)格優(yōu)勢(shì)，無法更多占有市場(chǎng)。 4.3 關(guān)于促進(jìn)我國(guó)單片機(jī)技術(shù)發(fā)展的建議單片機(jī)技術(shù)在未來的發(fā)展必將更加迅速，而如今它在我國(guó)還處于起步階段，其前景十分廣闊。對(duì)于我國(guó)單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展，筆者有如