浅析单片机技术在传感器设计中的应用

【前言】浅析单片机技术在传感器设计中的应用由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。传感器简单来讲就是一种能够用来检测物体的装置，它是依据确定的精确度将被测物体的基本参数转化为有相应关系的测量装置。传感器与人类的感觉器官类似。光敏传感器就好比人类的视觉，对光的变化十分敏感；气敏传感器与人类的嗅觉相似，根据气味的变化作出反应；声敏传...

摘 要：现如今，在高精技术的发展中，离不开传感器的应用。通过运用传感器，就可以判断出当前设备是否达到预期要求，是否具有高精度性。而传统的传感器由于稳定性不够、可靠性差、体积大等缺陷，影响了对设备测量。基于此，本文探讨了基于单片机技术的传感器设计应用，通过两者的结合，使传感器的性能更加稳定。

关键词：单片机技术；传感器设计；应用

中图分类号：TH82 文献标识码：A

在工业水平进步的推动下，我国制造业正在不断缩小与发达国家之间的差距，在航空航天中的技术已经超越了西方先进水平。在航空航天设计研究中，离不开精密仪器的制造，而精密仪器是否符合设计要求则需要通过传感器来检测分析。而在检测过程中，传感器本身的稳定程度会对仪器的测量造成影响。而单片机的出现可以有效的解决稳定性、可靠性等问题，将制造业的水平向更高层次提升。单片机技术具有很好的灵活性、较强的控制性、便于扩展等优势，很好的弥补了传感器的缺陷。

1 传感器基本知识介绍

传感器简单来讲就是一种能够用来检测物体的装置，它是依据确定的精确度将被测物体的基本参数转化为有相应关系的测量装置。传感器与人类的感觉器官类似。光敏传感器就好比人类的视觉，对光的变化十分敏感；气敏传感器与人类的嗅觉相似，根据气味的变化作出反应；声敏传感器就好似人类的听觉，通过声音的振动变化来传递信息；温控传感器就好比人类的触觉，当物体表面发生变化时就会做出回应。传感器有时候会对某一项性能具有特殊要求，例如温控开关传感器，温度的细微变化就是该传感器的性能体现。如下图1所示，是某种类型的传感器在工业中的应用实例。

2 单片机技术及其应用

单片机是利用电路芯片进行自动控制的微机系统，在这个芯片上集成了CPU、存储器、I/O口等各个功能模块，共同组成小型化的微机控制系统。在单片机的硬件方面来讲，它不仅具备半导体硅片的光、热等特性，还由于集成度高的特点，使单片机的体积大幅度减小。

目前单片机的使用已经非常普遍，从计算机系统到航空航天的研究，都体现着单片机技术的应用。在不断的使用中，也将我国工业技术推向前进。虽然将单片机应用于传感器中是近些年才发展起来的，但应用的效果十分明显，而且由于半导体硅材料的使用，使得单片机与传感器的结合更加紧密。

3 单片机技术在传感器设计上的应用

随着工业设备的技术提高，设备精度要求也越来越高，对传感器也提出了更高的要求。当前的传感器中，普遍具有稳定度不够、可靠性差、成本高和体积大的缺点，给当前的系统测量带来了不小的误差。而单片机的运算能力强、控制性好、成本低、小型化等特点，正好弥补了传感器本身的缺陷。

3.1 单片机技术对提高传感器的稳定性分析

传感器的稳定性越好，测量精度也就越高。在测量时首先要保证其稳定性，这也是检验传感器工作能力的重要标志。目前传感器的缺陷在于不稳定性、可靠度低，因而严重影响了被测物体的精度，而这个精度的误差可以通过单片机实现修正。

如图2所示，是单片机对误差进行修正的过程原理框图。在测量时，被测物体的信号x通过传感器接收并输出y信号，接着信号y通过接口电路输出信号Y，再将由A/D转换器处理后的x信号与单片机接手的数字信号Y进行对比修正处理，便可得到标准输出信号Yc。

3.2 单片机技术在传感器抗干扰方面的应用分析

在测量过程中，往往会由于现场环境复杂性而影响到传感器的测量精度要求，因而这也就要求传感器提高自身的抗干扰能力，使得可以在复杂的环境下依然能够正常工作。此外，传感器属于灵敏元件，虽然转动轴可以保持不转动，但由于轴表面材料的不均匀性，就会造成传感器上仍有电压量的输出，这也会影响到测量的精度。当加入单片机技术后，传感器每转动一周，便会对输出特性曲线进行修正，这样，就保证了测量的准确性。

3.3 在推动传感器发展演变上的应用

由于传感器的类型越来越多，规格也大不相同，其输入输出信号也不同，导致对传感器的标准化一时难以实现。相反，单片机由于其超强的运算能力、微型化的体积、更低的成本，极大的推动了以单片机技术为基础的传感器的标准化。因而也对未来智能化传感器提出了以下要求：（1）信号输出标准化；（2）能够实现温度补偿；（3）可以线性校正误差；（4）信号存储功能；（5）信号处理功能；（6）可以与其他控制单元连接。

结语

综上所述，单片机技术在传感器设计中的应用，是两者在技术优势上的结合，既弥补了传统传感器的缺陷，又增强了基于单片机的传感器的性能，大大提高了传感器测量的稳定性和可靠性，降低了外界环境对传感器的干扰，提升了传感器的测量精度。

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，2009.

[2]赵世平，王赛.STC12C2052AD单片机在智能传感器开发中的应用[J].

软件导刊，2008.

[3] 王乐.单片机技术在传感器设计中的应用[J].科技之友，2009.

[4] 曹永涛.谈对传感器设计原则的分析[J].中小企业管理与科技，2008.