进入二十一世纪以来，人类对信息化技术的应用在不断的加深，而嵌入式系统因其自身的优势，应用范围也在不断的增加，运用该类技术的电子产品也广受大众的喜爱。此外，单片机在嵌入式系统之中也发挥着重要的作用，这会使电子产品集成功能更加完善，最终改变人们的生活与工作。自上世纪八十年代开始，单片机的集成技术就开始逐渐的趋于完善，在嵌入式系统的运用也逐渐增多，该技术自身强大的测试与控制特点也被各大厂商所接受，从而不断的增加其应用范围，使电子产品的功能越加完善，而单片机嵌入式系统的技术也在这个过程种逐渐走向成熟。

一、单片机与嵌入式系统的概述

（一）单片机

单片机是一种具备逻辑功能的集成芯片，又被人们称为单片微控制器，其自身的特点就是具备电子计算的功能，与电子计算机进行对比可以看出，主要是缺少了I/O设备^[1]。单片机技术自上世纪八十年代初开始发展，到了上世纪九十年代，单片机技术已经逐渐走向成熟，并开始在不同的电子设备上进行应用。单片机因其具有非常强的集成性也被各大电子厂商所认可，并广泛的运用，发展到今天，使得单片机技术更加成熟。单片机因其自身具有良好的扩展功能，可以更加灵活的运用到众多领域中。随着芯片技术的不断成熟与完善，这也为单片机发挥出自身的功能提供了良好的基础，通过SOC层可以与SPI就可以进行对接，从而使单片机可以与其他系统进行融合，这也使得单片机的应用前景更加广泛，从而可以扩展到嵌入式系统之中。

（二）嵌入式系统

嵌入式系统主要是将对象体系作为自身的发展目标，以嵌入式电子计算机作为核心，将该系统嵌入到不同的系统之中，使系统能够以应用为核心，计算机软件与硬件作为该系统的载体，从而更好的发挥出被应用系统的功能。正是因为嵌入式系统能够在多种领域进行实践运用，对其自身的技术特点进行分析之后可以总结出，嵌入式系统是具有体积相对较小、容量小与实时性强等优势，正是这些优势才可以将嵌入式系统融入到工业领域之中，从而实现仪表与装置的智能化，可以大量的节省存储空间，将每个控制模块都融合进控制系统中，最终实现小体积控制整个装置的目标。而工业领域所需要的存储主要是FLASH，这一类的存储器运用成本相对较高，因此，嵌入式系统所需的存储容量也要尽可能的较少，使整个程序的进行也与之较少，这就是嵌入式系统的主要应用特征。

（三）单片机在嵌入式系统中发挥的主要作用

    嵌入式系统在实际应用的过程中存在着良好的可扩展性，通过对扩展设备的研究可以得知，主要是分为三部分，而单片机就是其中最重要的部分，通过对系统中的CPU与其他外围硬件装置的连接，就可以实现对各种程序的控制作用。在实际运用的过程之中，CPU会通过SPI接口来去其他外围装置进行数据传输，以此来实现和单片机之间的数据互换与交流。而单片机在系统应用之中可以通过I/O接口来实现自身的扩展性，在外围装置的相互配合之下，就可以实现单片机功能的转化。而外围的装置将采集的数据通过SPI总线进行数据处理，从而形成一个完整的控制与监测功能，而为了整个系统更加完善，还需要设置一些其他功能，其结构图如下所示。

    通过上面的结构图可以看出，SPI的接口是属于外设接口，也正是因为这个接口可以使嵌入式系统的数据传输速度比以往更加快速。因此，在整个应用系统之中，可以对CPU和其他外围装置之间的数据传输效率提升，最终实现单片机自身的集成功能。

二、单片机在嵌入式系统中的实践运用

（一）电机控制系统运用

    在进行嵌入式系统的开发与设计之中，应对单片机与嵌入式系统的功能与特点进行综合性研究，由于单片机的功能特点就决定了可以在电机控制领域进行运用，在整个电机工作过程之中，可以实现对电机的有效的管理，最终实现对各功能模块的调度工作^[2]。正是基于对操作系统与平台的优化与升级，才能对以往的程序平台进行优化与升级，但在具体的运用过程中，还需要严格按照一定的顺序进行实践运用。首先，在实际运用过程之中，从事电机操作人员必须要对系统的任务量有一个明确的认知，提前将所需要处理的数据的进行了解与分析，以此来计算本次操作数据的计量工作，实现对部分数据进行预处理。其次，对本次的驱动数据要进行录入与输出，对所有数据进行细致的过滤，以此来将相关数据通过传输通道录入操作系统之中，从而保障测量工作有序的进行下去，给整个操作系统的运行提供前期的保障工作，在这个过程之中，数据的录入与输出应在数据预处理彻底完成之后在进行，以此来确保数据录入与输出的可靠性。最后，对电机体统的实际控制才做才是整个流程的关键所在，需要对针对数据的特点和工作任务来对各模块承担的实际任务进行区分，以此来明确各模块的工作责任，最终使电机的控制工作能够有效的运行下去^[3]。

（二）网络测试领域的运用

单片机在整个嵌入式系统运用之中，可以对现有的运用效果进行深度分析，以此来研究出相关技术的重要内容与技术特点，而通过现代化网络测试的手段就可以深度的了解到整个系统运用的主要功能与内容。通过构建虚拟系统，可以实现数据的网络传输，从而实现对设备进行远程控制，可以按照事先预定好的指令来对数据存储与上传工作进行操作。而操作人员在进行网络测试的过程之中，MCU系统就可以发挥出对数据接口的自动识别功能，以此来分辨出网络用户的数据连接方式^[4]。与此同时，系统中可以通过自带的应用软件来对网络测试系统进行实时监控，来完成整个网络测试工作的自动化。而单片机在嵌入式网络系统中还可以网络测试内部的结构关联性进行深度分析，从而发挥出对IP地址存储与识别的工作。网络测试领域的运用不仅可以实现网络与通信系统的自动化控制操作，还可以保证系统内部的端口进行有效的识别与高效利用，使网络测试中的系统编码与解码的工作效率得到大幅度的提升。在系统终端的录入与输出数据过程中，现有的操作方式与单片机嵌入式系统的操作原理是相同的，终端系统可以对整个操作流程进行有效的控制，以此来满足端口接口的控制工作，确保数据通信工作正常运行。在此基础上，还可以实现网络系统的异步串行通信功能，最终实现提升现有网络系统的运行效率。

（三）多媒体控制领域的运用

多媒体控制系统目前在很多场景都在被广泛的运用，这其中包括商务办公与校园教学等多个领域。基于单片机嵌入式系统的设计特点，是可以在多媒体控制系统中的多个模块进行集成，从而使控制系统的模块能够有效的结合在一起。电子计算机设备是整个操作系统应用的基本条件，是可以发挥出展示与演化的过程，通过数据线与其他的可视化设备进行连接（其中包括录像设备、终端设备与其他可遥控的设备），这就能使整个演示过程中的数据进行有效的互换与存储。系统之中包含中央控制可以对多个内部功能模块进行快速转化与切入，实现音频、视频、图片与文字等多种内容进行转化，提高现有设备的使用感官^[5]。单片机嵌入式系统由于采取了多种技术的融合，可以有效的将外围控制设备与自身进行有效的联合，确保可以让每个设备的操作集成在电子计算机操作页面之中，从而对多媒体的操作方式进行集中化管理与控制。单片机嵌入式系统在多媒体领域的运用大致可以分为以下两种，其一就是在运用过程中通过系统软件进行操作与控制，其二就是通过硬件连接的方式进行电路控制。软件控制可以使系统操作内容更加丰富，操作页面可以进一步的优化与升级，给人的感觉相对美观；硬件电路控制相对比较便捷，抗干扰能力较强。

（四）其他领域的实践运用

     单片机嵌入式系统除了可以运用到上述功能之外，还可以在更多的领域发挥出自身的功能。比如在一些节能设备、语音控制设备、预警系统装置与医疗设备等多方面场景之中，都可以大规模的运用单片机嵌入式系统软件，比如在小米手环与智能手表中，就可以实现对人体健康情况的数据进行智能化收集，从而帮助人们了解自身的身体健康指标。由于这一类的设备在使用的过程中一直处于高负载的状态，对能源的消耗相对较大，但在运用单片机嵌入式系统之后，就可以对收集的数据进行控制，当人们需要对数据进行了解的时候，在启动设备进行上报工作。除此之外的时间，设备都是处于待机状态，这就可以有效的较少能源的消耗，从而使该类设备的待机时间能够延长。在语音控制设备运用中，单片机嵌入式系统可以提升此类设备的人机语音交换的效率，在对单片机的代码编程中，可以将一些语言逻辑控制功能编入其中，从而对语言的识别与处理进行工作，在语音控制领域运用最多的是各种导航软件，通过实践的效果开分析，准确率还是非常高的。除此之外，单片机嵌入式系统在预警装置之中也有其自身的适应性，比如在人们常见的只能报警与火宅报警装置等，都可以通过该系统对现场数据进行实时采集，在通过通信网络将已采集的数据进行传输，最终汇集到控制系统中进行数据分析。在医疗领域中的运用可以对病患的身体特征与健康数据进行有效的采集，在连接到终端控制系统后，当病患的生理指标发生异常情况时，系统就可以自动报警，从而对病患采取相应的治疗措施。正是单片机嵌入式系统和现代化人工智能技术的相互结合，才可以发挥出更多的功能，从而改变现有的各种装置，使这项技术能够更好的服务于人们的生活与工作之中。

三、结语

    综上所述，单片机与嵌入式系统的相互结合，可以极大的提升现有的电机控制与网络监测等的技术水平，还可以应用到更多的领域之中，使两者的优势能够更好的发挥出来。正是这些技术特点与应用的前景，从事相关研究工作的人员应进一步的加大技术研究力度，从而实现单片机嵌入式系统的应用范围进一步扩大。

江西省教育厅科学技术研究项目《基于单片机的振动测量装置的研究与设计》，课题编号：GJJ202907

【参考文献】

[1]聂健,谢楚雄. 基于MSC1210单片机的嵌入式电子信息快速采集系统[J]. 电脑与信息技术,2022,30(03):53-56+62.

[2]张金焕,陈祥威,何岸. OBE理念下“单片机原理与嵌入式系统”课程信息化教学研究[J]. 工业和信息化教育,2022,(03):44-48+53.

[3]刘敏. 高职单片机与嵌入式系统课程模块化教学方案实施探讨[J]. 科技视界,2022,(03):132-133.

[4]郭少波,宁楠,刘涛,孙俊凯,杨金彭. 基于嵌入式单片机的大规模温度采集系统的设计与实现[J]. 信息与电脑(理论版),2021,33(17):130-132.

[5]金琦淳,张延丽. OBE-CDIO工程教育模式下单片机与嵌入式系统综合课程设计的教学改革[J]. 南通职业大学学报,2021,35(02):57-61.

作者简介：

陈亚萍，女，1987年5月，四川宜宾，大学本科，讲师，应用电子