数字电子技术与单片机发展

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0引言

单片机对于我们来说有些陌生，它其实是计算机系统的一个构成部分，与数字电子技术一起作为信息技术当中的重要技术之一，在各行各业中发挥了信息技术在当今时代无法比拟的重要作用。随着数字电子技术与单片机不断发展，在各领域中都得到了广泛应用，各种具有现代化的电子设备不断衍生，形成了科学高效化的信息产业生产、服务供应链，为社会经济等各个领域都做出了万众瞩目的成就，立下了汗马功劳。文章笔者结合数字电子技术与单片机这两个物质，从数字电子技术与单片机概述、发展、应用，对本文的主题数字电子技术与单片机的发展与应用展开了论述。

1数字电子技术与单片机概述

1.1数字电子技术

数字电子技术属于信息电子学科，集成电路、发光二极管等都是数字电子技术具体的物质体现，它以集成芯片、电路、逻辑门电路为研究对象，伴随信息技术的发展，其电路对于信号处理显示出了明显的优势。以处理信号为例，信号处理过程中，按照一定比例在数字电路上，把模拟信号转换成数字信号，再经数字电路将数字信号进行处理，完成处理之后，根据需要反复转化成模拟信号。

1.2单片机

单片机是计算机系统中一个重要组成部分，它是一种集成电路芯片，在计算机系统中，将零散的部件归结到一块芯片中，构成了微型系统，这个微型系统就是所谓的单片机。单片机从另一个专业角度来讲，它还成为微控制器，设计单片机的目的是为了控制计算机某个性能，以满足计算机系统能够正常稳定运行的需要。

2数字电子技术与单片机的发展

2.1数字电子技术的技术前景

2.1.1数字电路

数字电路在数字电子技术中主要起到传递与处理数字信号的作用，数字电路的出现，使处理的信号数量越来越多，对信号产生、控制、放大整形、传递、存储备份经过计算机的分析处理一次性完成，花费较少的时间能够完成一系列与信号处理相关的流程。选择合适的工具对数字信号进行分析与设计，保证这些工具具有逻辑性与代数性质。

2.1.2数字信号

数字信号是对于电子电路处理来说最为关键的环节，最为基础的环节，处理好数字信号能够保证电子电路的总体质量。数字信号是指在一定时间与数值，在离散状态下产生的信号。在计算机系统中传递的数字化的信号，从另一个相反的角度来讲，模拟信号在时间、数字上，突显出连续变化的特征。

2.1.3数制与代码

对于信号的处理是利用数字电子技术传输信息数据的基础，对于信息数据快速传输，信号在其中起到了关键作用。一个完整的数字电路离不开对于信号的处理，数字电路与数字信号是一种逻辑关系。针对数字设备的认识，以二进制代码为例，它对于电子技术的分析具有很重要的影响，数字电子技术运用了两种数码，采用“”逢二进一”的原则，对于数制代码的分析处理不仅只有二进制这种方法，还有更多的多进制方法，如八进制、十进制等方法，在机器内部中，二进制用于数据的处理，八进制等其他进制用于程序书写。2.2单片机的发展2.2.1单片机中存储器的发展趋势分析存储器在单片机发展中，成为促进其发展的主要选择。存储器在单片机的作用是读写操作，这种借助单片机进行的读写操作能够为存储提供便利的可参考的数据，在运行当中遇到掉电的情况，数据仍然保持完整无缺的状态，节省了大量的时间与资本费用进行补救。单片机还有最重要的一个作用就是对于运行当中的系统进行优化，提高整个系统的结构性能，基于存储器在单片机中发挥的重要作用，为此必须加强存储器在数据存储方面发展的研究，使其发挥出更加优越的作用。

2.2.2单片机微型化的发展趋势分析

单片机以独立化的方式，将各个运作模块应用到一个系统中，其体积会出现明显的扩大，其体积越增大，运作质量越得不到保障，功效消耗也将会增大。针对这种劣势，在数字电子技术的支持下，现阶段单片机在结构、功能等方面发生了重要变化，在体积小而且单一性的芯片当中，它能够将中央处理器等功能模块，集中在这些芯片部件之中，使得具有部分增强性的单片机得到进一步扩展，实现了看门狗程序与脉宽调制电路等功能的综合应用。单元电路成为未来的一种发展趋势，促进了综合功能向着多元化发展，从现阶段乃至日后长期的一段时间内对于体积要求越来越严格，将向着体积小、重量轻的方向发展，以最大限度保证其应用功能。

3数字电子技术与单片机的应用

3.1数字电子技术的应用

3.1.1在USB总线的“微波功率测量计”中的应用

数字电子技术是基于USB总线的“微波功率测量计”的开发基础，在计算机软件中能够针对微波功率进行精确测量。USB接口与微波检测电路是微波功率测量计的两个部分，使用探测仪完成功率信号的收集，信号收集结束后，对信号进行有效处理由微波检测电路完成，按照处理结果，修正信号数据，通过USB接口将修正结束后的数据上传到上位机，然后再经由上位机对收到的数据进行处理。

3.1.2在网络中的应用

网络在今天发挥的作用不言而喻，我们今天越来越便利的生活服务大部分都要归功于网络。数字电子信息技术也促进了计算机网络技术的更新换代，与此同时网络也推动了数字电子技术的快速发展。从目前现状来说，数字电子技术在网络中发挥的作用越加突出，如我们日常生活中运用照相机、手机拍摄的照片，都会以数字化的形式经过网络传输，或者是纸质的文件可以转化成数字化的文件，各种信息之间可以相互转化，从而实现资源的共享。基于数字电子技术在网络中发挥的重要作用，其应用前景越发广阔，网络传输也需要网络信号的传输，数字电子技术在其中承担了网络信号传输的责任，借助其高质量的数字信号有利于提高网络的稳定性，具备很强的抗干扰能力，提高对于网络数据的保存能力，使信息数据传输更加方便快捷，归纳起来来说，网络与数字电子技术二者的结合是设备集成化、综合数字化共同影响作用下而产生的。

3.1.3强化信号进行数字化处理

数字电子技术对不同的信号都能进行处理，在信号处理中尤其注意的一点是需要处理的信号是什么种类的，针对不同种类的信号再进行处理。其处理方式通常采用量化的方式，并采取抽样的方法判断出信号的质量，对同一个种类的信号进行分离，这样有利于保证连续性。保证信号质量的前提下，对设计好的信号编码，按照设计方案要求转换数据信号，经由网络载体传播转换后的信号。

3.1.4在高效运输网络信息中的应用

要想使网络信息达到理想的处理效果，促进其优化发展，通常采用数字电子技术来强化处理效果，它有利于提高传输效率，是网络建设的重要举措。它将网络信息中的信号转化成数字化的信号，达到高效处理的目的。针对网络信号与数字信号的转化，数字电子技术能够在网络信息建设中充分发挥其优势，再转化为模拟信号，利用其技术上的优势，保证通信安全性，网络信号生成电子网络系统，大大提高了网络信息的传输效率，为网络信息传输提供了方便。

3.1.5提升网络展开信号处理能力

数字电子技术很容易与计算机网络技术相混淆，二者是不同的系统，却又是相互协作的关系，是智能化系统中的重要组成部分。两者的结合能够强化网络展开信号处理能力。在强化作用机制的影响下，将二进制代码应用在数字电路处理之中，干扰其他系统，以免受到其他系统的影响，而使网络系统不能正常运转。数字电子技术对信号进行加密处理，保证了信号安全性，避免了其他原因的影响，存储也比较方便。

3.2单片机的应用

3.2.1在工业控制中的应用

既然单片机是计算机系统中一个重要组成部分，计算机被广泛应用到工业生产控制中，那么单片机在工业控制领域中也会有充分的用武之地，这也是在目前技术条件下，单片机所发挥作用的重要体现，它主要对工业生产中的数据进行采集，具有存储功能的存储机能够毫无保留地将收集到的数据进行存储，针对流水线管理，通过计算机联网对其进行管理，然后二级控制系统在联网中形成，对于提高生产质量具有快速高效的效果意义。

3.2.2在智能仪器仪表设备中的应用

单片机作为一种新型高端的信息技术设备，具有体积小、高度集成、控制灵活、可操作性强，可靠性高等优势，基于这些优势又在智能仪器仪表设备中大有作为。它在测量控制方面，对于传统半自动化的仪器仪表的性能、运行质量测量控制彻底发生了改观，向着智能化的方向发展，在电路应用方面远远优于传统仪器仪表，从而实现测量控制一体化，与现代智能仪器仪表设备的发展保持高度的一致性。

3.2.3在家用电器中的应用

单片机在当前技术条件支持下，广泛应用在家用电器中，用于对其更新升级。通过单片机在其中的应用，家用电器生产商能够提高产品质量，提高市场竞争力，为家电企业带来丰厚的利润。如在洗衣机中的应用，能够分出衣服类型，判断出是否真正洁净，然后选择对应的洗涤时间与程序；在电冰箱中识别事物种类，选取冷藏温度；对于微波炉与烤箱能够对食物种类进行自动识别；能够以智能化的控制方式对电视游戏机进行控制。通过单片机在这几种家用电器中的应用可知，单片机提高了家用电器的使用性能，方便了社会大众，促进了家用电器行业向着智能化发展。

作者：杨洋 单位：武汉轻工大学电气与电子工程学院