1.5 微型计算机的应用领域

由于本教材以单片微型计算机的学习为主，所以在应用方面也以此为重点。单片微型计算机具有体积小、可靠性高、功能性强、灵活方便等许多优点，可以广泛应用于国民经济的各个领域，对各行各业的技术改造和产品更新换代起到了重要的推动作用。为了让读者在深入学习本书之前建立起微型计算机的应用概念，现就微型计算机在生产和生活中的应用问题进行概述。

1.单机应用系统

在智能产品或测控系统中，只使用一块单片机，这是目前应用最多的方式。单机的主要应用领域有以下几方面。

（1）智能产品。单片机与传统的机械产品相结合，使传统的机械产品结构简化，控制智能化，构成新一代的机电一体化产品。目前，智能产品已应用到机床、纺织机械和工业设备等方面。例如，用单片机控制缝纫机，实现了多功能自动操作、自动调速、控制缝秀花样选择；螺杆制冷压缩机采用单片机控制后，使制冷量无级调节的优点得到了充分地发挥，并增加了多种报警与控制功能。

（2）智能仪表。用单片机改造原有的测控、控制仪表，能促进仪表向数字化、智能化、多功能化、综合化、柔性化发展。这样，长期以来测量仪器中的误差修正、线性化处理等难题也可迎刃而解。由单片机构成的智能仪表集测量、处理、控制功能于一体，不仅使传统的仪器、仪表发生了根本性的变革，也给传统的仪器、仪表行业技术改造指明了方向。

（3）测控系统。采用通用CPU单片微型计算机或通用计算机系统可以构成各种工业控制系统、自适应控制系统、数据采集系统等。近年来，大部分测控系统采用单片微型计算机系统或单片机系统加通用机系统来代替，如温室人工气候控制、生产线自动控制等。

在机床数控系统、大型工业测控系统以及系统的通信、数据采集、驱动管理接口等领域，单机也被广泛应用。

2.多机应用系统

单片机的高可靠性、高控制功能及高运行速度等使得许多现代工程系统中广泛采用单片机的多机应用系统作为系统设计和工作模式。

单片机的多机应用系统可分为功能弥散系统、并行多机处理系统及局部网络系统。下面重点以并行多机数据采集系统为例进行介绍。

大型机电装备的动态监测系统数据采集点非常多，当测量点过多时，即使采用高速巡回检测系统也不可避免地出现较大的非同一性状态误差。如果使每一采集通道或每一组采集通道用一个单片机构成一个独立的采集、处理单元，在主机管理下，不仅可实现多点的快速采集，而且还可以对所采集的数据进行分析与处理。这样，并行多机数据采集系统便应运而生。并行多机数据采集系统如图1-4所示。由此可知，数据采集系统的快速高效，除单片机本身的高速运行速度外，还要依靠多机的并行工作取得。

习题

1-1 简述微型计算机系统构成的不同形式。

1-2 计算机的硬件由哪些部分组成？各部分的作用是什么？

1-3 计算机软件系统的作用是什么？包括哪几部分？

1-4 计算机中为什么采用二进制？二进制数有什么特点？

1-5 什么是位权、基数？二进制和十六进制两种计数制中的位权和基数分别是什么？

1-6 把下列十进制数转换成二进制、八进制、十六进制数。

（1）6.25 （2）5.75 （3）0.875 （4）254

1-7 把下列二进制数转换成十进制数。

（1）1101.01 （2）111001.00011 （3）111.001 （4）1010.1

1-8 已知X的原码，求它的反码和补码。

（1）[X]原码=10011100

（2）[X]原码=11011011

（3）[X]原码=01101010

1-9 完成下列逻辑运算。

（1）0001 1001∧1101 0011

（2）1101 0011∨0001 1111

（3）1100 1011⊕1111 0011