《单片机应用【优秀7篇】》由精心整编，希望在【单片机】的写作上带给您相应的帮助与启发。
【关键词】建筑升降机，计算机，单片机
建筑施工升降机是高层建筑施工中的必要运输工具，它除了运输建筑材料，还担负着运送施工人员的重任，所以它的工作安全稳定性和工作效率都需要一个很高的标准。但是在目前多数使用的建筑升降机都采用人工控制的方式，这就使它的运行安全性和高效率都大打折扣。因此，现有的建筑升降机控制系统急需进行技术改进。
本文介绍的建筑升降机控制系统采用单片机进行控制。对运行楼层的读取采用光电编码计数的方式。单片机因为不需要通过选层器进行选择楼层，并且在控制系统中采用了大量的中间继电器以实现对升降机选层的控制，减少了控制系统中各元件的种类和数量，并且在日常的运行和养护方面相对简单。最近一段时间以来，单片机的优势逐渐显现出来，并受到接受和关注，在升降机的控制系统中，单片机的应用又可以大大节省一定的设备接口芯片，因此具有很明显的优势。
1.升降机运行原理的介绍
升降机操作者通过按钮向升降机传递指令，升降机的最高层、最底层上传递指令的按钮只有一个，升降机最高层的按钮是传达向下运行需求的指令，升降机最底层是传递向上运行需求的指令。而在中间层上，升降机的按钮有两个，一个是传达向下运行需求的指令，另外一个是传达向上运行需求的指令。当工人进入升降机吊笼后，操作者选择要去的楼层，向控制系统传达运行指令。升降机吊笼的门以及各楼层的门需要在升降机运行前关闭，关闭两个门的信号由升降机内的关门按钮发出； 在装有升降机的施工建筑中，升降机的两层楼之间都有加速及减速控制位置输入指令，当升降机吊笼需要在下一楼层停下时，控制装置就运行减速控制程序，或者是升降机不减速通过该楼层。当升降机运行时，有工人在门外呼叫升降机时，升降机采取的是顺向截梯，反向记忆的模式。当有工人在最高层或者最底层呼叫升降机，升降机到达后应能够自动改变运行方向，并在接下来运行过程中遇到不同呼叫信号同时出现的情况依然保持原运行方向。升降机在运行过程中，要能够将运行方向以及当前所处的楼层进行显示。
2.升降机控制系统的硬件电路介绍
2.1单片机最小系统。单片机最小系统是由组成单片机系统所必需的一些元件构成的，除了单片机之外，还必须包括电源供电电路、时钟电路、复位电路。该系统中单片机采用ATMEL公司的AT88D31，两个瓷片电容与12MHZ的晶体振荡器一起构成时钟电路，通过电容和RE-SET按键构成上电复位和手动复位电路。
2.2楼层显示模块。此模块主要是用来显示升降机吊笼楼层位置与升降机的运行方向，使吊笼内外部工人了解升降机吊笼的运行情况。吊笼所在楼层位置显示使用数码管实现，数码管采用AB4311来进行驱动。
2.3升降机内、外电路及控制设计。升降机控制系统由各楼层的电路、吊笼内电路和控制台电路三部分组成。升降机的运行通过楼层按钮来控制，用来发出指令信号控制升降机吊笼的上下行与开关吊笼门。升降机外电路由处于各个楼层吊笼外的工人发出上下楼请求，各楼层吊笼外的升降选择按键均与单片机P1口连接，每个上升、下降按键均有一只发光二极管作为指示灯与之配合。
3.升降机控制系统优化设计研究
3.1系统优化原理。为提高升降机运行的效率，需要反复调用ABD1即吊笼位置状况以及ABD2对升降机的请求。在整个运行程序中使用了外部存储器变址寻址的方式，这样就可以避免多次调用程序而使地址难以判断，导致程序无法执行的问题。在吊笼关门条件的判断上，先用1减去表示状态的数据以后，再进行运算。只有当升降机在开门楼层遇到开门指令时，才能执行开门的程序。在此将吊笼所在楼层状况设为0，有请求为0的目的也在于此。而PT12、PT23和PT34这些楼层中间控制点的设置，也是根据实际需要确定的。吊笼在经过这些点时，控制点要对吊笼是否需在邻近楼层停止进行判断。在设置升降机加速、减速的程序方面，由单片机输出加速、减速的指令。
3.2程序介绍。升降机吊笼内部、外部的请求控制数据依次存放在外部存储器中6000H～6009H，现设置如下：#00H即为选中，#001H即为未选中；说明6010H～6016H中只有一个#00H。而内部存储器中50H～53H则是用来存放一些与升降机运行的有关控制数据。
4结束语
计算机使建筑升降机的安全和效率日益完善，并向着小型化、数字化和自动化的方向发展。建筑升降机的不断改进，不仅能提高吊笼到达指定楼层的准确性，还很大的提高了工人在高空作业的安全系数。降低了生产安全事故的发生概率。单片机作为一种高集成性电路芯片应用非常广泛。本文对单片机在建筑升降机自动控制系统中的应用进行了介绍，借助单片机在升降机自动控制中的应用，将不同的模式看做升降机中的不同楼层的不同请求，便可有效提高其工作效率和准确性，从而保证生产的安全性。
参考文献；
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关键词 单片机开发；仿真技术；应用
中图分类号TP368.1 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）116-0216-02
截至目前，单片机正向着高的集成度、体积小、可靠、低功耗的方向发展，以便于生产出体积小方便携带的、高性价比的产品。现在，一些从业人员越来越重视单片机的开发应用。这当中最重要的也就是仿真技术，采用软硬件协同仿真的技术，来模拟应用的系统，以降低投资风险。
1 单片机仿真技术综述
单片机是一个芯片上集成了中央处理器CPU、存储器、定时器这些功能的完善的的计算机系统。单片机吸引了人们的极大关注，在单片机技术进步的同时也促进了电子通信、电气控制等领域的发展，逐渐成为当前应用中较为广泛的技术之一。但是在产品设计的过程中，需要进行技术代码的反复调试，随开发难度的增高产品的成本也会增加，阻碍了单片机开发的推广。
这些年来，像Proteus仿真软件的开发运用，计算机仿真技术的发展势头非常迅猛。与此同时，单片机仿真技术也有了进一步地发展。单片机仿真技术是一种综合性非常强的重要技术，它具有安全高效、较少受环境限制的优点。单片机仿真技术是以计算机为基础的软件应用，建立有关系统设计的模型实现模拟，对数据进行处理并作一定地分析，检验程序的正确性，采用动态的系统仿真模型测试真实的环境，及时发现潜在地问题并纠正。
然而单片机技术作为现代信息技术中隶属于计算机仿真的重要应用分支，在近年来也取得了较大的技术突破。单片机仿真中会应用到软硬件协同仿真技术，这项技术多是在硬件还没有准备好的条件下开展同仿真的验证。如此，软硬件协同仿真技术这一技术为单片机应用的开发提供了一个广阔的发展舞台，这一技术带给人们的如此大的惊喜。
2 仿真技术在单片机开发中的应用举例
现在软硬件协同仿真技术处理低级别的系统还是够用的，仿真模式包括软件调试、微处理器模式以及软硬件协同仿真技术RTL的描述。一般情况下，单片机开发中的仿真过程会有软件环境和硬件环境分别对应的控制接口，都需要通过晶振时间来分别完成硬件和处理器交互接入。在这里介绍了将软硬件协同仿真技术应用到电子琴系统应用中，以及如何在实践中完成软硬件协同仿真。
2.1 仿真系统总体设计
以电子琴系统为例，系统的硬件仿真及调试界面主要是基于仿真板，系统执行、监控断点、内部存储器和寄存器数据返回给硬件仿真板是单片机仿真软件的功能，在此同时单片机仿真软件执行产生和捕获功能，也会将系统内部模块的功能启动调用。本次例子的设计总体包括有AT89S51单片机、矩阵式键盘、音频模块及显示模块四部分。电子琴应用的硬件仿真设计电路图如下：
2.2 AT89S51单片机设计
AT89S51单片机总共有40个引脚，其内部存储器的前4K个字节被分配给了程序存储器，128个字节分配给了随机存储器，芯片周围具有32个外部双向口引脚，中断指针可以实现优先级的控制以及对应循环嵌套，2个定时器、计数器需要16位控制，芯片内置看门口程序功能，嵌入有晶振。芯片具备低功耗、高性能等特点。MCS-51指令集和80C51芯片的引脚结构系统仿真及开发的主要资料，采用非常高的密度，不容易丢失损坏内存的先进技术。对于系统开发的效率方面，可以将具有特定功能的控制应用拷入到芯片，以实现开发成本低、效率高的目标。
2.3 矩阵式键盘结构设计
在开发电子琴系统的过程中需要用到较多的按键，因此本次设计采用矩阵形式排列来完成设计。同直接连接的键盘相比，尽管矩阵式键盘的结构比较复杂，识别方式也相对繁琐，但这种矩阵式键盘的结构却能够很好地改善端口的利用率。电子琴系统中每个键的行、列线同引脚的连接都要间隔电阻元件，通过高低电平来实现设计。假如把行线作为输出端，不按键时，输出端是高电平“1”，表示没有按下按键；把列线作为输入端，有按下键时，输入端为低电平“0”，这样通过观察输入端的电平的高低就可以知道是不是有键按下。
2.4 音频模块设计
用AT89S51定时器记录一个音频脉冲，每经过一半的音频脉冲时间，就反向输出，一直反复，就产生不同频率的脉冲信号，通过蜂鸣器发出声音，形成动听的音乐，这就是该电子琴应用系统的音频模块。
2.5 显示模块设计
把共阴极数码管a-h这8个引脚连接到AT89S51单片机的P2端口的P2.0～P2.7，来形成电子琴系统应用的显示模块，数码管在应用中可以将数字0～9显示出来。
总而言之，系统仿真及开发都要考虑到软件及单片机的实际情况，仿真模拟运行并验证软件的可行性，在设计前期尽可能地发现系统设计的潜在问题，及时地纠正问题避免投资的浪费，攻克单片机技术的设计开发成本高这一难关。
3 结论
结合以上内容，开发人员对软硬件协同仿真技术的使用中可以更加高效地应用仿真模拟功能，便捷开发的过程。这也表明了，软硬件协同仿真这一技术在进行系统应用设计的调整上能更方便更快速，在设计实现应用系统的前期能更好地验证应用的可行性，更好地进行软硬件的检测。这一技术在单片机技术设计开发仿真能力中是最最方便且实用性很强的工具，由此也可以得出，利用单片机技术开发应用时，这一种仿真技术是特别值得推广的值得宣传的先进技术。可以笃定，随着信息技术越来越快地发展和单片机仿真技术越来越完善，单片机仿真技术能够运用到生活的方方面面，利用单片机技术设计开发应用，通过运用单片机仿真技术，来获得效益的最大化。
参考文献
[1]韩洪照。仿真技术在单片机中的开发应用[J].科技创业月刊，2011（3）：75-76.
关键词：单片机 电气设备 应用 探讨
中图分类号：TP368.1 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）12-0006-01
单片机被我国吸收运用不过是十几年的事情，但是由于单片机体积小、功能强、适应性强的特点，在国内发展很快，逐渐被各种行业所接受。目前国内的单片机以51系列为主，但是在一些复杂、性能要求高的系统中51系列已经不是用，而16位单片机则可以满足要求。
1 单片机技术概览
单片机就是微控制器，是Intel公司推出的产品，凭借强大的功能、小巧的体积和稳定的性能和明显的价格优势取得了市场的青睐，目前为止，在各个领域都已经得到了广泛的应用。单片机的普及必将带来科技上的革新，在电气传动方面的应用更是具有里程碑的意义。电气设备在电器传动控制系统中有着极为重要的意义，传统的电气设备广泛的应用并不代表着传统技术的完美，由于控制线路触点太多，线路的可靠性差，使用寿命也受到一定的影响。而单片机的应用对电气传动系统的线路控制可以达到理想的程度。
2 单片机技术原理分析
单片机技术的实现是通过高度集成电路把处理器、RAM、ROM、输入输出电路等计算机结构件集成在一个芯片上。这使得单片机虽然只有一个芯片，但是却具备计算机的完整功能，可以满足很多领域的应用。单片机的结构形式分为冯诺依曼结构和Harvard结构两种，一种是数据存储和程序存储共用存储空间，一种是数据和程序存储分开。单片机自问世以来就凭借巨大的优势为各个领域所接受。无论是通讯、交通、办公自动化等领域都得到了广泛应用，单片机的抗干扰能力强，对环境适应性强，很多巨型机不能工作的环境单片机都能够胜任，使得单片机在工业控制领域发挥巨大的优势，在电气传动系统中的应用更是作用明显。
电气传动控制技术。是指通过对电动机传动装置的控制，实现生产自动化的技术。是工业生产自动化技术中的重要基础性技术。电气控制的原理是以为处理器为中心的网络化系统，把自动化控制、微电子技术、网络技术和智能检测等技术结合起来的一种控制技术。
3 单片机在电气传动控制中的应用
单片机在电气设备中的运用有效的提高了工作效率和劳动条件，对于产品的质量、能耗的降低都有着很明显的作用。对于加入单片机的电气设备，由于更为复杂精密，日常维护和故障排除需要建立科学合理的数学模型，而故障本身又会对系统结构带来一些变化影响模型的准确性，使得对电气设备故障的检查和检测带来了更大的困难。对于电器传动常用的80C19型单片机，作为一种直流伺服控制系统，主要由单片机核心电路、键盘、显示器著称，电路结构包括整流器、滤波器、模块组成H桥。接口电路控制电路信号，子系统采用16位系统总线增强系统数据传输宽度，两个存储器可以共用一个地址。
软件系统的应用。汇编语言依赖的是单精度浮点运算，单片机的开发越来越复杂精密，对算法的要求越来越高。在算法上，大量C语言程序可以为单片机提供支持。当单片机应用在对响应速度有要求的情景下时，一般操作人员会考虑用汇编代码执行。实际项目开发过程中，汇编项目和C模块之间经常互相调用，在进行调用时，要在程序中嵌入ASM（…）的命令来实现二者之间的转换。涉及到参数传递时要在程序代码中加入目的汇编程序。程序编译完成之后进行M96和M51文件的核实，没有冲突和溢出、数据存储和程序存储位置正常，就表明目的汇编程序发挥正确作用。
算法优化。并不是所有计算都需要浮点运算的，可以仅考虑转速调节器。转速值必须是整数，跟踪精度取决于转速编码器的精度。采样周期固定时，输出比较寄存器只能在整数范围内波动，控制器的输入输出都是整数，可以通过参数的调整就可以转速控制。这种算法提高了运算效率，精简了运算代码，在实际编程中已经取得了广发的使用，取得了较好的效果。
4 80C196十六位总线单片机系统应用实例
鉴于80C196MC单片机在电气传动管理中应用的广泛性，对于这种单片机的应用应该着重论述。
CPU改用的寄存器-寄存器结构使得CPU和256字节寄存器直连，消除了CPU结构导致的瓶颈累加，提高了运算能力。寄存器中通用寄存器的数量远高于CPU，可以为终端服务程序局部变量提供专用寄存器，节省了软件开销，方便了程序设计。80C196MC单片机自带波形发生器，不需要波形发生器，同时自带波形发生器具有灵活的死区调节功能，可以有效地避免“共态穿通”。
5 结语
单片机应用在电气传动控制中，实在巨型机不适用的情况下产生的方案，单片机轻便可靠，抗干扰能力强，通过对单片机程序的更改可以实现各种各样丰富的功能，在电气传动控制方面的应用可以保证电气传动精准稳定，在未来技术的发展中，单片机会朝着更加精密复杂的方向发展，同时具备更加强大的功能，满足电气传动的发展对控制电路的要求，而这，需要我们每一位工作研究人员的努力。
参考文献
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[2]李勇。单片机在电气控制线路中的应用[J].琼州大学学报，2002（2）.
关键词：单片机 单片机应用 发展趋势
单片机指的是在一块芯片上，将中央处理单元（CPU）、储存器（RAM/ROM）以及定时器/计数器和输入/输出（I/O）接口等元件集成的微型计算机系统。虽然单片机看起来只是一块小小的芯片，但它将计算机的基本组成部分即运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备这五个设备全部集成到了一块芯片中，“麻雀虽小，五脏俱全”，且正是因为它尺寸赋予了它与普通计算机不同的生命。
1 单片机的主要应用范围
1.1 单片机在传感器发展方面的应用。就目前而言，发展已经十分成熟的传感器有着众多品种和规格。但各个传感器其各自的输入输出信号均不相同，相对应的其原理和电路也有着较大的差别，这也使得标准化工作在传感器领域难以实施。同时也给传感器用户带来了很多的麻烦，且也不利于传感器和测试仪器今后的发展，其空间也因为没有实现标准化而受到了很大的限制。但随着单片机的发展，其成本不断下降，运算能力不断的提高，体积也在不断的缩小，这也给传感器和测试仪器带来了积极的影响。目前，我国已经开始了对传感器的标准化工作，这是目前传感器发展研究的重要工作。
标准化电路的传感器应当具备有如下六种特点：一是放大传感器的信号，并进行统一符合标准的输出；二是传感器应具备温度补偿技术；三是传感器应具备线性校正技术；四是传感器应具备存储信号的功能；五是传感器应能够对信号进行简单的处理功能；六是各种传感器要能够共同连接在高一级的控制单元上，并能够很好的兼容和互换性。
随着传感器的标准化进程不断推进，这也会促使智能仪表的规范化进程，并大大提高智能仪表测试数据的准确性和降低其成本。
1.2 单片机在贮液容器温控系统中的应用。贮液容器温控系统顾名思义是控制贮液容器温度的一套系统，单片机将贮液容器的温度作为被控参数，将蒸汽的流量作为控制参数，并将冷物料的初始温度值作为前馈控制，并将前馈控制和两个参数形成前馈-反馈控制系统。通过前馈控制后测量被控参数，并控制参数进行反馈控制，这样变能够控制好贮液容器的温度，从而达到满足工艺控制贮液容器温度的要求。
1.3 单片机在设备自动化改造中的应用。在对设备自动化改造完成后，能够大大提高斗身板冲制的效率，并降低工人的劳动强度，大大节约了企业的人力物力，且设备操作的安全性也得到了很大的提升。
2 单片机的发展趋势
2.1 制作工艺CMOS化。随着科技的不断发展，单片机对于功耗的要求也会变得越来越低，而CMOS电路完全符合单片机的需要，它噪声容限高，静态功耗也极低，允许的工作电压范围也十分宽，对于电源电路的设计十分方便，同时它的逻辑摆幅较大，对于电路的干扰，其抵抗能力特别强，目前，CMOS电路已经成为了最主要的单片机半导体工艺。CMOS化会一直主导单片机的发展直到更完美的工艺出现。
2.2 低功耗化。就目前而言，市面上8位的单片机产品已经全面完成CMOS化，这样的单片机能够充分的发挥功耗小的优点，其工作方式主要有如下几种，分别为等待状态、睡眠状态、关闭状态等等，通过这些工作状态能够充分的看出单片机已经充分的发挥了低功耗的这一优势。处于低压工作状态的单片机，它的电流消耗级别仅处在μA或nA级别，这也大大促进了便携式、手持式等通过电池供电的仪器。
2.3 大容量化。过去，单片机的片内程序存储器的容量只有1K到8K，数据存储器仅处在256字节以下。随着时代的不断发展，小容量的单片机已经无法满足现代设备的需要，无法做一些复杂的应用，这也使得单片机不得不采用外接的方式进行扩充容量。随着科技的不断发展，现代新型单片机的片内程序存储器已经达到了64K，数据存储器达到了8K，这也体现了单片机在近年的发展是十分迅速的。可以预见不远的将来，单片机的存储容量也会随着科技的发展，工艺技术的进步而不断扩大。
2.4 微型单片化。目前，市面上的单片机的另一个发展趋势是如何在一块芯片上尽可能的集成更多的功能，这也体现在单片机的设计已经将单片机的兼容性放在第一位上，单片机正朝着兼容性更好的方向发展。
3 结论
单片机的出现大大改变了我们的生活，它在我们的日常生活中无处不在，大到航天飞机的控制装置，小到电子手表的控制芯片，从计算机网络的数据传输，到自动化设备的实时控制和数据处理，这些都离不开单片机的处理，这也体现了单片机在我们生活中的重要性。现在的单片机正处速发展的阶段，各种功能，各种优势，均在科技飞速发展的过程中得到了淋漓尽致的体现，而将来，单片机的功能和优势将会更多，其应用领域更加广泛。
参考文献：
[1]梁凯淋。单片机技术的发展及应用[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2009（04）.
本设计采用MicrochipPIC16C54单片机，选用南通光电器件厂GR40101红外发射二极管和GD1611硅PIN型光敏二极管作为红外发射和接收器件，舟山海山电器有限公司生产的微型电机QDB-30-3.0作为泵液晶驱动。系统采用单键模式完成暂停、设定泵液量等功能。电路采用节电方式设计，待机电流小于100μA，并可提供微型电机所需的500mA负载电流，可监测电池电压，欠压报警。系统原理如图1所示。
图中TX（红外发射管）、R1、R5、Q4组成红外发射电路，单片机RA1口输出一定频率的脉冲控制三极管Q4的通断，从而控制红外发射管TX的发射频率。由单片机RA3口为发射电路提供电源，是为了节能。当RA1口将要发射脉冲时，RA3口置高，发射电路加电。RX（红外接收管）、R2、R11、R12、R13、R16、Q6、C3组成红外接收电路，RX接收红外脉冲，整形后由Q6放大。接收电路必须严格控制放大倍数，确保红外反射接收距离在10cm左右。接收电路电源由单片机RB1口提供，在发射脉冲后，将RB1口置高。R6、R7、R8、Q3组成电池电压监测电路，当电源电压降到一定值时，Q3截止，单片机RB3口为高电平，欠压报警。D2、D3、R9、R10、Q1、Q5组成电机供电电路，提供微型电机所需的3V电压、500mA负载电流，当需驱动电机泵液时，由单片机RB2口输出低电平，Q发射极为电机供电。D1、C4、Q2、R3组成电机控制电路，泵液时先为电机供电，然后单片机RA2口输出高电平驱动电机运转。LED为工作状态指示灯，单一按键SW为多功能键，可完成设定泵液量、暂停、手动泵液等功能。
2软件设计
本电路硬件设计通过控制各单元电路供电达到节能的目的，软件上利用PIC单片机的休眼、看门狗溢出唤醒特性以及对发射脉冲个数的控制进一步降低能耗，使其待机电流小于100μA，4节4号碱性电池可提供15000次以上的使用次数或200天以上的使用时间。程序流程如图2所示。
程序开始先对单片机各端口初始化，并设置好看门狗溢出时间，程序工作一个周期后，自动进入休眠模式，由看门狗溢出唤醒单片机进入下一周期。进入一个工作周期前，首先判断是电池上电第1次工作，还是看门狗溢出唤醒单片机。如果是电池上电第1次工作，指示灯应给出指示，并对泵液量进行设定。进入工作周期后要判断按键是否按下，若按下按键，则判断是手动泵液还是暂停泵液器工作，这两者靠按键时间长短决定。
红外收发程序对提高泵液器抗干扰能力、降低泵液器能耗起着关键作用。经过实验选定一个发射脉冲频率使其对外界光干扰不敏感。为了最大限度地降低能耗，程序对发射脉冲的个数和方法进行设计，先发2个试探脉冲，若接收到，则按选定频率连续发60个脉冲，然后判断接收方收到的脉冲数是否在允许的范围内，是则泵液，否则进入休眠模式；若接收方未收到试探脉冲，则直接进入休眠模式。每次泵液器工作后，都检查电池电压，若发现电压低，立即由指示灯给出报警，提示更换电池。
【关键词】单片机 机器人 系统设计
1 智能机器人使用技术简介、制造技术
机器人技术可以认为是面向未来的现代化技术，机器人技术和网络技术、基因技术、通信技术、计算机技术等一样，都属高新技术，涉及的相关学科有材料科学、计算机技术、微电子技术、传感器技术、控制技术、通讯技术人工智能技术、仿生学、数学方法等诸多学科。
机器人的定义是多种多样的，究其原因是它具有一定的模糊性。一套机器人主要包括：（1）机械设备，比如可以与周边环境进行互交的车平台、手臂或者别的装备。
（2）设备上面或周围的传感器，可感知周边环境并向装备提供有用信息反馈。
（3）根据设备运行情况处理传感输入，并且按照实际情况控制系统执行指定动作。
我国科学家对机器人的定义是：“机器人是一种自动化的机器，做不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。”
机器人的最原始形式是工业机器人，它可以有效地提高产品的产量和质量，能够很有效的改善人们的劳动条件，在装配、切割、焊接、除锈、喷漆等方面得到广泛的应用，可以预计在不久的将来社会中，机器人必将会得到广泛应用和发展，这是必然的发展趋势和根本结果。
研究机器人的专家们，从应用需要出发将机器人分成了两大类，即工业机器人和特种机器人。所谓工业机器人就是为工业制造业多关节机械手或多自由度机器人，而特种机器人则是除上述工业机器人之外的、用于非制作业并服务于人类的各种先进机器人。当前，国际上研究机器人的学者们，从应用需要出发，将机器人也同样分成两类：制作环境下的工业机器人和非工业制造环境下的服务与仿生机器人。
我们国家机器人学研究起步较晚，但进步很快，业已在工业机器人、特种机器人和智能机器人各个方面都取得了傲人显著成绩。
2 机器人制造技术热点和发展方向
当前世界机器人领域都在加大研究力度，朝着智能化、实用化、大众化、家庭化、多功能化等方向发展，主要朝着下面方向发展：
（1）工业应用机器人操作机构技术研究：，探索新的高性能轻质材料，结构也向着模块化可重构方向发展。
（2）机器人控制技术研究：重点是研究开放式、模块化控制系统，人机语言、数字编程等正在研制中，控制器在网络化、标准化成为研究热点，离线编程越来越实用化。
（3）多传感系统研究：为提高机器人的智能性、适应性，多传感器的使用解决问题的关键，研发热点在于有效可应用的多传感器匹配兼容，以及传感系统的实用化。
（4）结构灵活，系统微型化，并且朝着一体化方向发展。
（5）遥控监控技术发展：半自动、全自动技术，多个机器人和操作者之间的协调控制，通过网络建立全球范围内的机器人控制系统。
（6）虚拟机器人研究：建立在多传感器、多媒体以及虚拟现实和临场传感技术，实现机器人的虚拟遥控操作和人机对话。
（7）多智能体调控技术：这也是机器人研究的新领域。主要是多智能群体结构、相互间通信与磋商机理，感知与学习方法，群体动作控制等方面技术的研究。
（8）微型袖珍机器人技术，也是机器人研究的新领域和重点发展方向，主要集中在系统结构、运动方式、控制方法、传感技术、通信技术、行走技术方面的研究进步。
（9）软机器人技术：广泛应用于医疗、护理、休闲、娱乐场合，此项技术要求其结构、控制方式和所用传感系统在机器人意外的与环境或人碰撞时候是安全的。
（10）仿生和仿人机器人技术：此领域是机器人的最高发展高度，这个方面的基础研究刚刚兴起。
3 轮式移动智能机器人系统设计与研究
轮式移动机器人（Wheeled Mobile Robot-WMR）系统主要包括：机械结构、直流伺服电机、电源、测速元件、CCD摄像头、微控制器、功率驱动模块等。简要介绍如下：
3.1 机械系统结构
有很多方式移动的机器人，但是大致分两种：车轮式和足步式两种，车轮式移动方式的机器人系统技术比较成熟，控制技术容易，足步式控制技术困难较大，但是随着传感器技术、微控制器的日益发展，足步式移动机器人也有了巨大发展。
轮式机器人的总体结构比较简单，主体有圆形底座，、长方形保护壳与摄像头等，底座选用8MM厚铝板，轮子、电机以及传动装置和码盘等均固定其上。保护壳是3MM的铝板，并固定有铝制型材作为支架，里面装有控制驱动的印刷线路板、供电电源模块，四个12V蓄电池，两个提供给电路，另两个给直流伺服电机供电，
3.2 电气系统结构
主要介绍WMR的电气结构，包括电源模块，传感器以及其接口、控制电源、摄像头、伺服电机等。
3.2.1 电源模块
因为WMR是行走的机器人，因此所需电源只能自身携带，
控制电路板和光电编码器需要有5V电压，功率模块需要12V电压，电机需要24V电压，本课题选中的是4个12V的蓄电池，共分为两组，，第一组串联为电动机提供动力，第二组经过电源模块为控制器和传感器供给电源。
3.2.2 传感器
什么样的机器人都离不开传感器，要具备智能能力，必须连续不断
的感知外部环境，并相应做出需要的决策动作，可以说，传感器就是类似人类的五官感知器，分为内部传感器和外部传感器，检测感知机器人本身状态的是内部传感器，本机器人采用的光电编码器是用来检测移动速度的，属于内部传感器，检测机器人所处环境以及状况的是外部传感器，如摄像头、超声波传感器、电磁感应器，都是外部传感器。
3.2.3 控制电路
主要采用了ATMEL公司的AT90S8515微控制器，它有两路PWM
输出，特别适合用来控制两台直流伺服电动机，它比一般单片机运算速度快的多，控制电路中还包括光电编码器、计数模块、串行通讯模块、电机驱动模块、按键模块等。
3.2.4 CCD摄像头和镜头
CCD（charge coupled device， 电荷耦合器件）外传
感器是把环境信息作为图像输入的最常用的传感器，基本结构是一种密排的MOS电容器，能存储有入射光在CCD像敏单元激发出的光信息电荷，能够在适当相序的时钟脉冲驱动下，把存储的电荷以电荷包的形式定向传输转移，实现自扫描，完成从光信号到电信号的转移。
关键词：单片机；电子技术；应用开发
单片机是现代科学技术发展的必然产物，也是新时代人类智慧的结晶，将单片机应用于电子技术领域可以优化许多产业的生产结构，对大众生活的方式形成一种转变，提升了各个领域运作的效率，使许多复杂、繁琐的过程变得简单化、高效化。所谓单片机，就是指在电子芯片的基础上构成的相对完整的计算机系统，可以在单片机中达到计算机的一些日常功能，而这些功能都是通过芯片实现的，包括计算机外部的总线及内存等部分，由此可以看出，单片机的功能是非常强大的，仅在一块芯片上就可以集成计算机的一些功能，如网络、图像与声音的输出功能[1]。单片机的出现让现代人的生活更加丰富多彩，人们对信息的需求可以从单片机中得到满足，推动着我国电子技术的快速发展。
1单片机在电子技术中的应用原理
单片机的构成包括控制器、运算设备及储存器等系统，而今已经发展为一种十分常用的控制系统，在社会的各个领域、人们的生活中随处可见，包括工业生产的自动化设备、各个领域所使用的仪表盘、终端移动电子通讯设备等，都包含着单片机的应用。单片机的构成原理并不简单，是通过集成可编程性的电路，完成各部分组件所发出的指令的过程。也就是将集成电路作为编写指令的单元，再分配给电路中的各个部件完成指令任务，实际操作中，各个部分都可以协同完成操作，而不是独立的某一个单元完成操作。在单片机的集成电路中，完成指令任务的部分便被称为程序，不同类型的单片机所具备的任务完成能力是各不相同的。与洽谈嵌入式的系统相比，单片机的优势非常明显，其体积较小、易于携带，比其他系统的集成度更高，而且对能源的消耗速度较慢，本质上属于一种微型计算机的处理结构，具有强大的数据储存与指令功能[2]。在现代电子技术发展的过程中，单片机的应用越来越广泛，其应用价值也体现在为人们的生活提供便利，操作稳定、流畅性高，适用于更多的现代电子产品中。
2单片机在电子技术中的应用优势
2.1增强系统的稳定性。单片机对数据处理的流程非常清晰，是先将相关数据收集起来，存在储存器中，在系统下达指令以后，单片机进入工作模式的状态，对数据进行处理。单片机在运行的过程中，由数据库为各部分程序输送相关参数信息，完成数据的备份工作并履行相关指令，与相关系统联合展开操作，根据指令代码完成相关的任务。单片机可以实现计算机的控制，所以在电子技术领域的优势非常明显，单片机需要在下达指令时了解指令的内容，并对数据加以编辑，可以准确的识别信息，使整个工作中的电子技术运行状态更加稳定和可靠。2.2增强系统抗干扰性。应用于电子技术中的单片机与传统的单片机技术有所不同，在性能方面得到了显著优化，既改变了系统原有的非线，使稳定性得到大幅的提升，在工作效率方面也明显提升，外界的许多干扰因素无法扰乱单片机的正常运行。如内部结构的影响、外部环境的影响等，这两个方面对单片机的运行干扰性明显降低，由此可见，现代单片机在电子技术中的应用可以有效增强该系统的抗干扰性。2.3延长系统使用寿命。现代电子技术中的半导体技术发展十分迅速，对中央处理器的革新使其应用效果更好，经过单片机技术的调整，可以实现8位、16位、32位的同步发展，那么用户就可以根据自己的实际需求来选择产品。从实际的调查中可以发现，融入单片机的电子技术产品的使用寿命更长，其微处理器的应用效果更好，而且在成本方面，单片机的操作成本明显更低，经济性优势非常显著。
3单片机在电子技术中的具体应用
3.1家用电器。现代社会已经进入智能化的时代，许多家用电器中融入了智能化的功能，将单片机应用于电子技术中，可以提升家用电器的智能化水平，拓展了现代家用电器的发展空间。如高级游戏机及相关电子玩具，在单片机的融合下，功能更加强大、流畅性更好；家用电器的智能洗衣机，可以在单片机的作用下调节洗涤强度与洗涤时间，便于人们在生活中使用，甚至能够对清洗衣物的洁净度进行识别，这对于传统的家用洗衣机来说，无疑是一次巨大的创新；家用电器的智能冰箱，可以对蔬菜水果的保鲜程度加以识别，从而智能地调节温度，其中都是将单片机作为核心系统制造的；还有使用单片机制造的现代摄影机，外部的环境及光圈的速度都会影响摄影的效果，在单片机的作用下，摄影机可以自动地调节情景模式及光圈速度，用更加智能化的方式优化性能[3]。3.2医用领域。现代医疗科技已经非常发达，解决了许多人类医疗事业中的疑难杂症，而这些先进的医疗设备中也有单片机的应用，如医院中使用的X光机、CT机等等，还有近年出现的自动报告机、自助挂号机等，优化了医院的服务功能，减少了患者就医的时间。在快节奏的现代社会中，因单片机在电子技术中的应用，提升了医疗机构设备的优越性，一方面可以切实提升医疗机构的治疗水平，为患者带来更好的诊治服务，曾经的一些难以确诊的疾病，在先进的设备应用中可以为患者提供更准确的诊断结果；另一方面可以优化了传统就医通道，让患者节省许多就医过程中浪费的时间，单片机的灵活性与扩展性非常强，这些优势在现代的医疗设备中得到了良好的体现，如医院中的监控系统及病房呼叫系统，在融合单片机技术以后，呼叫的效率更快，便于医院方面及时做出应急安排[4]。3.3工业领域。现代电子技术中融入单片机技术以后，在工业生产中也促成了自动化流水生产线的升级，具体来讲，就是在现代工业的发展中，由于单片机技术的融合，使科技发展的水平更高，工业生产的操作更加流畅，而我国现代工业的发展进程更快。如工业信息数据系统中融入了单片机技术以后，工业生产系统的控制效果更好，从主机向下级的生产线生产命令时，下级设备的响应更加迅速，尤其是在工业流水生产线上，单片机的应用优势更加明显[5]。传统的自动化生产系统往往需要人为操作加以监督和管理，在单片机的控制下，人力的需求明显降低，技术人员可以在流水生产线中设置报警系统，一旦系统中出现问题，报警系统会迅速反馈信息给主系统，主系统会发出指令给管理人员，并采用一定的措施应对，提升了对系统故障的响应效率，可以推动现代工业生产力的进步。3.4硬件设计。单片机的操控形式相对单一，可以通过接口来控制后续的设备而且控制的效果较好，无论软件还是硬件，都可以达到兼容的效果，在一定程度上减少了主机对下属设备操控所需要的时间。单片机在硬件设计中的应用可以表现为多种形式，有的是简单的系统，有的是复杂的系统，根据工业生产或人们生活需求的不同，单片机的应用是非常广泛的。以人们的日常生活为例，小区的门禁卡系统也属于一种常见的单片机在电子技术中应用的形式，其自动化的操作是显著的技术特征，通过计算机发出的指令就可以实现自动开门与关门的操作，可以有效地提升工作的效率，节省了人力与响应的时间。信号在进入通道以后由相关设备完成采集，再通过不同的渠道将搜集来的信号发射出去，达到主机的指令部得到指令。单片机中的I/O模块可以用于收集信息，但不仅是这一模块收集信息，工业控制领域中也有诸多部分可以用于传输信号，单片机的内部拥有完整的数据保存、逻辑运算系统，可以实现定时操作，或是对设备系统进行严格的控制与管理，故常用于工业的硬件设计中[6]。3.5智能化设备。现代工业生产涉及诸多智能化的设备，这些设备在自动化技术的应用下，有效地提升了工业的生产效率。不仅是工业的生产，现代社会的公共服务系统也因单片机的应用得到优化，而工业生产中所使用的自动化智能设备，需要应用单片机技术来缩小体积，实现功能的集约化管理。为达到更精准采集数据的目标，在智能化设备中应用单片机已经并不少见，如工业生产中的报警系统和雷达监控系统，就需要应用单片机的结构，拓展其使用功能，越来越多的工业生产将单片机纳入发展规划中，也正是因为单片机的功能优势过于明显，主机通过查看数据库就可以检测到各类设备的运行情况，并获得相关信息。一旦系统发生异常，由单片机负责收集系统信息及分析信息的单元，会快速响应，发出故障信号。一般来说，现代工业生产中系统的功能非常复杂，如果技术人员无法在短期内及时的处理故障问题，那么就可能会浪费大量的时间去排查故障，难以提升工业生产的效率，可能会使工业企业蒙受一定的经济损失，将单片机引入电气化生产设备中，不仅能够提升系统的集成能力，还可以对生产的状态进行实时的监测，尤其是故障诊断的过程中，在单片机系统的支持下，技术人员可以快速查找故障点，及时排除工业生产系统中的安全隐患，满足现代工业安全生产的需求。3.6通信设备。现代人的主要通信设备是手机，属于终端移动电子通信设备，此外还有一些平板电脑、笔记本电脑等，这些设备在人们的日常生活中非常重要，现代通信行业的发展与单片机的运用密切相关，人们可以从生活中发现，现代电子产品的体积越来越小而且功能越来越强大，这正是由于单片机的应用，使电子产品的功能拓展性更高。如手机设备中的电话录音及语音方面的功能，就是依赖单片机完成的，单片机系统可以输入语音并作出针对性的识别，将语音信息传输到其他组件中。单片机可以利用自身的介质完成录音操作并进行记录，在用户下达指令以后，单片机系统会立即向其他功能单元发送命令信号，则录音就已储存在单片机系统中。
4单片机在电子技术中的重要开发
4.1CPU开发。单片机在CPU方面的开发改进可以从两个层次分析，分别是CPU总线宽度的改进和CPU实际结构的改进。在CPU总线宽度的改进方面，以往的标准是8位基础上，目前可以扩展至32位甚至48位，是对原有基础的大幅改进，而改进CPU总线的宽度可以解决单片机处理过程缓慢的问题，大幅提升单片机运行的效率，增强单片机对信息的处理功能；在CPU的实际结构改进方面，以往的单片机是建立在单独的CPU运行基础上，改进以后可以将其调整为两个至三个单元协作运行，能够提升多个CPU之间的运行效率，促进各个CPU单元的功能合作。4.2储存器开发。单片机的实际开发包括储存器方面的内容，通过对读写功能的研究分析，技术人员可以在原有基础上将单片机调整为闪存型的设备，用动态化与静态化两种形式的操作来满足实际的功能需求，可以有效地避免单片机在运行中丢失信息或者掉电的情况，这也有助于单片机提升自身的便捷性。关于单片机储存器的开发还有很大的空间，需要技术人员深入研究单片机的系统结构，根据单片机的运行原理来优化单片机的运行过程，更多的关注储存器对信息的录入效率与储存安全性，以发挥其强大的储存功能。4.3微型化发展。单片机在运行过程中需要各个模块相对独立但又总体结合的方式，维持一个系统的正常运转，然而明显扩大的体积可能会影响单片机的运行质量，相关设备的运行能耗也会非常巨大。单片机将CPU、RAM、ROM融为一体，并将这些功能模块储存于一个小体积的芯片部件中，部分增益性质的单片机在功能上会更加强大，对PMW及WDT程序的应用程度更高，依照这种方式来研究单片机的系统，联系单片机的通信结构、储存器、定时电路等单元，就可以看到单片机在正常运行状态下单元电路的发展趋势。技术人员需要注意的是，现代的单片机要朝向更微型、更多元的方向发展，对于各个领域单片机体积要求的不同，其体积与质量也需要不断地缩小，在此基础上保留单片机的应用功能就成为技术人员需要研究的难题。4.4半导体工艺。单片机在传统生产中正常的能耗约为600MW，由于各个领域对单片机运行的要求趋于低能化，所以这些标准被限制在了100MW左右，那么现代单片机的生产必须要更加精准、生产技术更加先进，才能满足低功耗运行的现实要求。多数的单片机制造企业尝试引入新的生产工艺，即互补金属氧化物的半导体生产工艺，在不断的生产实践与研究的过程中，又发展为互补性的高密度金属氯化物半导体生产工艺。至此，单片机的生产彻底脱离了传统的生产工艺，解决了以往单片机工作效率不高的问题，也能够在一定程度上保证低功耗运行的需求，维持单片机正常运作状态中的稳定性。如现代工业生产有一些特殊的生产领域，由于工作的环境较为特殊，单片机的设备可能会在运行中发生电池损坏的情况，在高密度金属氯化物半导体生产工艺的支持下，单片机的电池及其他部分组件会具有较强的抗干扰能力，意味着单片机设备的使用寿命更长，受环境因素的影响更小，不仅可以发挥低耗能的优势，还可以大幅提升单片机运行的可靠性，而这种生产工艺在全球范围内属于一种全新的生产工艺，要想大范围的推广仍会面临一些困难。
5结束语
在现代社会中，工业的发展十分迅速，电子技术的应用已经占据了人们的生活。在电子技术中应用单片机技术，可以借助互联网的发展优势，推动工业领域的自动化建设，应用于社会的公共服务系统及人们的日常生活中。从宏观的角度讲，单片机应用于工业的电子技术中，有助于推动社会经济的发展；从微观的角度讲，单片机应用于人们的通讯设备中，促进了人与人之间的交流，更加快速地完成了社会信息的交换。面对这种技术的发展，技术人员要紧握时代的发展步伐，深入研究单片机与电子技术之间融合的发展应用，捕捉单片机微型化、集成化发展的趋势，增强单片机的低功耗性能，使其在现代电子技术中得到更好的应用。
参考文献：
[1]文亚辉。对单片机在电子技术中的应用和技术开发分析[J].数字技术与应用，2019，37(11)：59-60.
[2]姜秀玲。单片机在电子技术中的应用和开发技术研究[J].科学技术创新，2018(15)：177-178.
[3]刘铁柱。试论单片机在电子技术中的应用和技术开发[J].轻松学电脑，2019(2)：1.
[4]李丽艳。试论单片机在电子技术中的应用及策略[J].山东工业技术，2018(13)：134.
[5]姜娥，王笃迎。单片机在电子技术中的应用优势与开发探讨[J].时代农机，2018(11)：184.