- 單片機原理與應用
- 朱兆優 陳堅 鄧文娟編著
- 1659字
- 2018-12-27 05:44:22
1.8 單片機的應用領域
單片機作為一種常用的微處理器控制器件,應用面廣、使用量大,對各個行業的技術改造和產品更新換代起到了重要的推動作用,特別在下述的各個領域中得到廣泛應用:
1.測控系統
在自動化技術中離不開單片機。用單片機可以構成各種工業控制系統、過程控制系統、自適應控制系統、實時控制系統和數據采集系統等,以達到測量與控制的目的。如一般溫度控制、液面控制、電動機控制、簡單生產線順序控制、啤酒自動灌裝生產線,以及汽車的安全保障與控制、點火控制、變速器控制、防滑制動和排氣控制等。
2.智能儀器儀表
目前,對儀器儀表的自動化和智能化要求越來越高。用單片機改進原有的測量、控制儀表,有助于提高儀器儀表的精度和準確度,簡化結構,減少體積,使之易于攜帶和使用,促進儀器儀表向數字化、智能化、多功能化、綜合化和柔性化方向發展。如溫度、壓力、流量、濃度等的測量、顯示和控制,均采用了單片機編程技術,不僅可以完成測量,而且具有運算、誤差修正、線性化、零漂處理和監控等功能,使儀器儀表集測量、處理、控制等功能于一體。
3.消費類電子產品
該應用主要在家電領域,如錄像機、攝像機、洗衣機、電冰箱、微波爐、電視機、空調機、游戲機、手機、電子秤、收銀機、辦公設備、汽車電子設備及程控玩具、電子寵物,以及對溫度、濕度、流量、流速、電壓、頻率、功率、厚度、角度、長度、硬度、元素等的測定。單片機控制器的引入,使這些產品的功能大大提高,性能得到不斷改善,并向數字化、智能化、微型化方向發展,形成了一系列智能化家電產品和最優化控制系統。
4.機電一體化產品
單片機與傳統的機械產品相結合,使傳統的機械產品結構簡化,控制智能化。這種集機械、電子、計算機于一體的機電一體化技術、自動控制綜合技術,在現代生活中發揮著越來越重要的作用。例如,數控機床、計算機繡花機、醫療器械、機器人等,就是典型的機電一體化產品。
5.武器裝備
在現代化武器裝備中,如飛機、軍艦、坦克上的各種控制儀表,導彈的精確導航裝置,各種智能武器裝備,航空航天的導航系統,都有單片機的蹤跡。單片機在軍事武器裝備中發揮著重要作用。
6.終端及外部設備智能接口
在計算機控制系統中,特別是大型工業自動化控制系統中,通常采用單片機進行接口的控制與管理,單片機與主機的并行工作,大大提高了系統的運行速度。例如,在大型數據采集系統中,單片機負責對A/D轉換器接口控制,不僅提高了采集速度,還能夠對數據進行預處理(如數字濾波、線性化處理、誤差處理等)。單片機可以用在硬盤驅動器、微型打印機、圖形終端、CRT顯示器等設備中。
7.通信技術
單片機采用CAN總線、以太網等技術完成網絡通信與數據傳輸,因此在調制解調器、程控交換技術、無線遙控系統,以及各種智能通信設備(如小型背負式通信機、列車無線通信等)中,單片機得到了廣泛的應用。
8.多機分布式系統
采用多個單片機構成分布式測控系統。單片機的多機應用系統可分為功能集散系統、并行多機控制系統、局部網絡系統。
(1)功能集散系統是為了滿足工程系統多種外圍功能需求而設置的多機系統。例如,一個加工中心的計算機系統除完成機床加工運行控制外,還需要控制對刀系統、坐標指示、刀庫管理、狀態監視、伺服驅動等機構。
(2)并行多機控制系統主要解決工程應用系統的快速性問題,用于構成大型實時工程應用系統。典型的應用有快速并行數據采集、實時圖像處理系統等。
(3)局部網絡系統。單片機網絡系統的出現,使單片機應用進入了一個新領域。目前由單片機構成的網絡系統主要是分布式測控系統。如大型食堂IC卡售飯系統就是采用分布式、多子網結構,每個窗口機以單片機為核心,通過CAN總線或以太網把幾百個窗口機終端連接起來,形成分布檢測、集中處理的工作模式,單片機在此系統中負責完成IC卡的讀/寫、控制數據通信和對子系統的管理等工作。
綜上所述,從工業自動化、智能儀器儀表、家電產品等方面,到國防尖端科技領域,單片機都發揮著十分重要的作用,幾乎找不到哪個領域沒有單片機。因此,對單片機的學習、開發與應用,必將造就一批計算機應用與智能化控制方面的科學家、工程師。
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