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摘要：近年来，电子技术发展迅速，各种微处理器在嵌入式处理器市场中发挥着越来越重要的作用。早期的4位单片机的诞生促进了电子市场智能化的大场面，而这种新技术的发展和进步直接提高了微处理器对市场的繁荣度。科学技术仍处于快速发展阶段。作为一种非常实用的嵌入式系统，MCU已经应用于各个领域，并侵入了人类的日常生活和工作。与其他嵌入式系统相比，MCU具有独特的优势，可以在提高产品或服务质量的同时实现智能化，并提供广泛的电子技术应用。
关键词：结构及工作原理；组成零件；应用
引言
MCU是现代社会中各个领域使用的嵌入式系统，例如：作为汽车仪表，通信技术被广大市民广泛使用。与其他嵌入式系统相对比，单片机的优势显而易见，其表现在体积小，功耗又低，可靠性极高，集成度也高。同时MCU具备特别强大的数据处理能力，还具有良好的存储性能，因此被广泛应用于电子行业。因此，研究单片机在电子学中的应用具有重要的现实意义。对于电子技术，未来要满足嵌入式应用不断发展的需求，单片的微控制器随需求提高而出现，并且以高速的发展态势进入人们的视线。从上个世纪七十年代发展至今，单片机的种类已逐渐齐全，大部分的行业领域都有单片机的涉及。
一、单片机的发展、构成及工作原理
同一地区集成电路上的晶体管数量在短短一年里飞速提高，其性能也翻了一番。电子产品的性能将每一年都会翻两番。随着现代电子技术的迅速发展，嵌入式技术的发展早已是研究的热门话题，也是各种智能制造商开辟的新热点。单片微计算机是集成电路芯片和微处理器系统之一，它具备体积小，可靠性高，成本低等众多优点，非常适合应用于工业控制，仪器仪表，家用电器等场合。一般MCU系统包括的最低硬件：CPU，RAM，ROM，I / O，可以实现上述的最简单的MCU模块，传递地址总线，数据总线和控制总线互连，用于数据传输和数据交换。随着电子技术，微控制器属于当前最常见的嵌入式微处理器，在推动电子技术发展方面发挥了极其重要的前锋作用。
通过处理器了解，微控制器就相当于是一台小型计算机。CPU类似于计算机的处理器，负责算术处理。RAM类似于计算机的内存，断电数据丢失。而ROM与计算机中的硬盘相同，非易失性模块关闭。不同之处在于，一些单片微型计算机可以一次写入ROM并擦除几次。根据应用场合程序进行了解，单片机是一台小型计算机。CPU类似于计算机的处理器负责算术处理。RAM类似于计算机的内存，断电数据丢失。ROM与计算机中的硬盘相同，非易失性模块关闭。不同之处在于，一些单片微型计算机重写ROM一次，有些可以根据需要多次擦除应用程序；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。
电子技术领域中的单片机大致有这几大优势，即：高集成度，体积小便于携带；整体的控制性能优越；只需使用很低的电压就可以驱动，总体能耗相对较低，利于便携式产品的开发；兼容度高，能够与其他硬件产生扩展联系；高性价比。据相关调查报告显示，单片机应用领域主要包括：完全自动化的办公设备；机电一体化发展中的运用；单片机在我们日常生活中的应用；各类科研检测仪器中的单片机，提高检测仪器的检测精度，简化操作方式；汽车本体以及周边附属产品；航天科技，尖端武器等领域。
二、组成单片机的零部件
简单来说，单片机是一种集成电路芯片，它采用非常广泛的集成电路技术来实现高性能CPU，内存，只读存储器，各种接口中断系统，定时器安装在一块硅胶上，并且让这块硅片具有完善的计算处理能力。如今，随着电子技术领域不断的扩张，单片机也随之融入我们的生活和工作以及各个行业领域当中，笔者几乎找不到没有单片机踪迹的行业。卫星导弹发射的飞行路线设置装置，飞机上的导航装置，计算机的网络传输及通讯，这些都不能离开单片机的技术支持。
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2.1运算处理器
算术的主要组成部分是算术/逻辑运算。核心组件是ALU以及一系列寄存器，累加器，寄存器和布尔处理器。累加器ACC可以被称为8位数据寄存器，并且累加器也是CPU中最通用的寄存器。当CPU执行操作时，ACC累加器通常在操作之前临时存储操作数，并在操作之后存储其操作的结果。B寄存器主要用于乘法和除法计算操作。
2.2控制器
控制器可以说是CPU的中枢神经，其功能包含了具有定时控制效能的逻辑电路、数据指令寄存器、译码器和地址指南等。本文所属的程序计数器计算机由18位寄存器组成。8061CPU指定的地址（指令字节）从适当的单元中提取并放入一个特殊的指令寄存器中，然后解码器将指令代码转换为指令寄存器并使其形成不同的控制信号。这些不同类型的控制型号与CUP中的时钟振荡器在特定的实践内相结合，最终形成在一定时间点或段上的电平，这也就是我们常说的控制信息。
2.3存储器
存储器是组成单片机整体的重要部分，其特点就是一个单元对一个地址，若有269个单元那么就有269个地址，并且使用两位十六进制的数字表示，这就是存储器的地址。存储器中的每一个存储单元都能够存储一个八位数据的二进制信息，一般情况下都是用两位十六进制数据来表示，这就是存储器的主要内容。这里要注意，存储单元地址和存储单元是两个完全不相同的概念。
三、单片机的应用分析
功能强大，价格低廉，作为最具成本效益的微处理器，MCU已在许多领域得到广泛应用。最早用于工业控制的单片机仍然是工业控制行业的支柱。家用电器的智能化和人性化要求也促进了单片机进入家电行业。早期仪器通常采用机械结构，测量误差大且准确。ADC模块与单片机的结合为仪器仪表行业带来了技术革命。MCU在多个领域取得了很好的成果。
3.1 应用于复杂工控领域
在工业控制中，情况复杂，环境恶劣，通常不可能进行人工操作。此时，每个工作机器可以自动化并且生成并创建对单个芯片的需求。MCU收集现场数据，执行分析和过程控制，并管理工业控制器现场的所有操作设备。在核工业，粉尘和高压工业中，单片机的高可靠性证明它可以完全取代这些领域的工作。随着时代电子技术的发展和其他机械工业的发展，单片机应用的工业控制领域不断扩大，前景也越来越好。
3.2应用于精密仪器仪表中
仪器的生成早于单片机的诞生。早期的测试仪器使用电磁原理和机械原理。扫描误差很大，并且体积庞大且使用起来不切实际。MCU集成度高，控制舒适，可靠性高，重量轻，引起了仪器仪表行业的关注。增加ADC（模数转换器模块）使微控制器成为革命性的仪器启动。传统意义上的半自动仪器是全自动的，并且继续朝着智能和数字化的方向发展。仪器的生产方面反映了该国的制造水平，因此使用单片微型计算机进行仪器化非常重要。
3.3 应用于智能家电产业中
早期家用电器的诞生释放了人手，但只能轻松满足用户的需求。例如，早期的洗衣机是半自动的，只需完成洗涤过程，然后必须手动移动以进行脱水。然而，随着时间的推移，人们正在努力提高生活质量，以及更多需要在生活中完成家用电器的场所，家电行业也在不断发展和完善。单片机带来了家电业新的经济增长点。单片机的智能控制提高了家电的整体性能，单片机的开发和升级也推动了家电行业的进一步人性化和完全自动化。目前，智能家居行业正在以单芯片产业的发展为基础。我们可以预见未来的家电市场。我们可以看到更多更好的智能家居设备，彻底摆脱我们的体力劳动。
结束语
在现代科学技术的发展中，MCU是嵌入式电子技术系统的典型代表之一。它已成为通信，家用电器，工业控制和仪器仪表中广泛使用的技术。它在上述领域带来了安全性，可靠性，准确性和速度。本文通过探讨了单片机在电子技术中的应用和发展，以及单片机的发展频率。因此，通过研究单片机在电子技术中的应用可以进一步提升其开发速度，提高单片机在电子技术中的应用。其自身可靠性对于实现微控制器的自动智能控制起到了非常重要的作用。
参考文献：
[1]吴岩：《单片机在电子技术中的应用和开发技术研究》2017（9）：10.
[2]赵欣：《浅析单片机在电子技术中的应用和开发技术》.2013（2）：193.
[3]徐小亚：《单片机在电子技术中的应用和开发》2014（13）：44-46.
论文作者:佘俊平
论文发表刊物:《防护工程》2019年12期
论文发表时间:2019/9/4
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