单片机在现代社会中的应用

一、前言

单片机是组成微型计算机的各功能部件:中央处理器(CPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、I/O接口电路、定时器/计数器及串行通讯接口等部件制作在一块集成芯片中,构成一个完整的计算机。由于它的结构与指令功能都是按工业控制要求设计的,所以又叫单片微控制器(SIN GL E CH IP M ICO RCON2 TOLL ER)。目前,国外已开始把它称为单片计算机(SIN GL E CIIIP M ICOM PU TER)。

单片机主要应用于工业领域,有4位、8位、16位甚至32位之分,目前广泛应用的单片机多是8位机。单片机应用系统包括硬件和软件两部分,硬件是系统的基础,软件是在硬件的基础上对其合理的调配和使用,从而完成应用系统所要完成的任务。

随着单片机功能的增强,由单片机构成的计算机应用系统的功能也日益增强。它一样可以配用打印机、绘图机、CR T等外围设备,一样可以联网。片上带有丰富外设功能的单片机可提高系统集成度和可靠度,大大减轻了工程技术人员进行系统开发的工作量,使产品性能价格比提高。同时单片机具有适应温度范围广、抗干扰能力强、小巧灵活等特点,在工业领域得到了极为广泛的应用,并走入家庭,从洗衣机、微波炉、音响等都可见到单片机的踪影。

二、单机应用

1、测控系统。

用单片机可构成各种工业控制系统、自适应系统、数据采集系统等。例如:温度人工气候控制、焦炉煤气生产过程控制、皮带输送运行全过程自动保护装置、车轮检测系统、在热处理炉温自控系统等。

利用8031控制点阵式液晶显示器研制而成的定时红外报警机,成功实现了液晶显示器和8031之间的接口。它以8031构成的小系统为基本硬件环境,配置时钟芯片MSM5832,实现时钟、音乐、闹钟和报警功能。时钟方面可显示年、月、日、星期、分、秒及农历年月日,并实现闰年、闰月的自动转换。报警功能则当监测到红外探测装置有报警信号时,即可输出多种报警信号达到报警的目的。

2、智能仪表。

目前国内外均把单片机在仪表的应用看作是仪器仪表产品更新换代的标志。用单片机改造原有的测量控制仪表,能促进仪表向数字化、智能化、多功能化、柔性化发展。如温度、压力、流量、浓度显示、控制仪表等,通过采用单片机软件编程技术,使长期以来测量仪表中的误差修正、线形化处理等难题迎刃而解。同时医学用的仪器也广泛采用单片机技术,大大提高了诊断水平。如医用X线遥控诊断微机点片系统、眼晶状体浊度分析仪等。机电部新产品心机械图自动诊断仪利用MCS-51单片机实现同步实时采集心音、颈动脉波心脏机械图信号,经微机处理快速显示心率、左室射血间期/射血前期收缩期等十二项心脏功能指标。

3、机电一体化产品。

单片机与传统机械产品结合,使传统机械产品结构简化,控制智能化,构成新一代机电一体化产品。多用于数控机械、缝纫机械、医疗设备、汽车等。如在电传打字机的设计中由于采用单片机,取代了近千个部件;在数控机床的简易控制机中,采用单片机可提高可靠性及增强功能、降低控制机成本。

4、智能接口。

在计算机系统,特别是较大型的工业测控系统中,若用单片机进行接口的控制和管理,单片机和主机并行工作,可以大大提高系统的运行速度。例如在大型数据采集系统中,用单片机对

单片机在现代社会中的应用

河南职业技术教育学院刘建华李纪云

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模/数转换接口进行控制,不仅可提高采集速度,还可以对数据进行预处理,如数字滤波、线形化处理、误差修正等。

三、多机应用

有些场合,单机甚至双机都不能满足实际需要,而需要多台单片机配合才能完成某个过程或任务。如:一个工厂的多个车间与厂部的信息联系,一个车间与多个生产现场信息的联系,这种联系相互之间的距离有的短有的长,中途经过的环境也不同,因此多机之间必须进行通讯才能相互配合,为此必须将它们按实际需要组织起来。单片机的多机应用系统可分为工能集散系统、并行多机处理及局部网络系统。

1、功能集散系统。

多功能集散系统是为了满足工程系统多种外围功能要求而设置的多机系统。在许多实时的工业控制和数据采集系统中,常采用IBM-PC微机系统作为上位机与下面各工位的设备控制机构成通信网络。如:在汽车检测线的设计中,对于测速、滑速、制动等工位的检测,均采用MCS-51单片机控制,这些下位机或前沿机不定时的将各种数据结构通过R5232-C通讯口传送到上位机,以例制表并将结果存入数据文件中。

2、并行多机处理。

主要解决工程应用系统的快速问题,以便构成大型实时工程应用系统,典型的有快速并行数据采集处理系统,实时图象处理系统等。

3、局部网络系统。

单片机网络系统的出现,使单片机应用进入一个新的水平。目前单片机构成的网络系统主要是分布式测控系统。单片机主要用于系统中的通讯控制以及控制各种测控用子系统。典型的分布式测控系统有两种类型:树状网络系统与位总线网络系统。此外,单片机在小型背负式通信机、自动拔号无线电话网、串行自动呼叫应答设备、程控电话、无线电遥控等方面都有广泛应用。

随着单片机性能的进一步提高,它的应用将更趋广泛,它对我国许多产品的升级换代、工厂企业的设备更新都将起着十分巨大的作用。单片机还将在各个领域发挥它无比的效力。

?科技文萃?

世界未来八大建筑

日前,《日经产业新闻》介绍了已经建成和在今后几年将要建成的世界新八大建筑。根据落成的时间排名,依次分别为:一、马来西亚首都吉隆坡市中心的摩天大楼由两幢大厦组成,楼高450米,其主体工程已于今年初完成。二、香港青马大桥--全长2160米,主跨度长1377米,耗资71亿元,用了5万吨钢铁、50万吨混凝土,为迄今世界上最长的公路与铁路兼用的吊桥,已于今年5月22日建成通车。三、加拿大海上巨型采油平台,重逾120万吨,可容5000人在上面工作,由相当于11座法国巴黎铁塔的钢结构巨架支撑,高出海面117米。四、日本的跨海大桥--明石海峡大桥,全长3190米,主跨度长1991米,将于1999年建成,是全球最长的吊桥。五、利比亚人工河投资逾250亿美元,预计2002年竣工,将是全球最大规模的人工河之一。六、土耳其水利工程耗资达320亿美元。工程包括兴建22座水坝和19座水力电站,可灌溉170万顷农田,预计2005年建成。七、印度纳尔默达大坝工程包括兴建30座大水坝及3000多座小水坝,将于2010年前竣工。八、中国长江三峡工程,自1994年底正式开工,预计工期17年,建成后将成为世界上最大的水电站。

(闻言)

“家庭网络”指日可待

所谓“家庭网络”,是指把所有的家用电器连接成一个协同工作、相互之间传输信息的网络。所以,“家庭网络”又叫“家电网络”。

把所有的家用电器互连成网后,各种电器的操作将变得简单容易,你用一个遥控器就可以操控所有的电器。家用电器之间可自由交换信息,譬如你在书房电脑上创作的多媒体节目可以直接传送到客厅里的视听设备上播放;如果你在门上安装了数码机相,并把它接在家庭网络上,当有人敲门时,你在书房里的电脑屏幕上可看到来者是谁,以决定是否开门。

现在有一种方案是采用家用无线通信为连接家电设备。它不需要家庭布线,而且信号能穿墙入室,传输速度也能满足影音传输的需要。

(秀伟摘自《今晚报》)

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