浅析单片机原理及其系统维修

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信息技术29 科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON 随着我国国民经济的发展,科学技术
的不断进步,计算机技术已经作为一种大
众文化,被普及下来,并被广泛的应用于我
国各个领域之中,以提高各领域中的自动
化水平和工作效率。

越来越多的高新科技
被应用到我国医疗机械仪器中,大大提高
了医疗机械仪器的智能化水平,单片机已
经被广泛的应用于我国的医疗机械仪器之
中,但是在单片机的应用过程中,还存在着
很多的问题和不足,因此,为了保证单片机
的正常运行和工作效率,维修人员熟练掌
握单片机的工作原理和系统维修技术是不
可或缺的。

1 单片机的工作原理
微型计算机上能够发挥重要作用的零
件部分,可以通过单片机都集成在一个芯
片上,属于单芯片微型计算机,又被称为单
片微控制器,英文全称是Single Chip Micr
ocontroller,在国外又被叫做单片微计算
机,翻译成英文是Single Chip Microcomp
uter。

目前,单片机的种类已经变得多样化,
但是在工作原理上又都存在这异曲同工之
处。

单片机包括中央处理器、显示器、输入/
输出口、存贮器以及控制电路等多个用于
连接通信的I/O口,还有其它功能的零部件
存在,例如中断系统、计数器和定时等,在
单片机中使用数据总线、控制总线以及地
址总线等将单片机的各个零部件联系在一
起,单片机要是相遇外部的设备或者是外
围的芯片相连接的话,就必须要通过I /O
口。

单片机的典型应用系统包括四个部
分,应该是基本部分,测、控增强部分和外
设增强部分。

单片机的基本部分包括将与
计算机外围芯片有关的扩展功能和显示器
配置、功能键盘用内总线连接在一起,通过
传感器的接口和伺服驱动来对测、控增加
部分的接口进行控制。

外设接口是外设增
强部分的最主要部分,是使用标准外部总
线进行串行的接口,例如RS-232C、IEEE-
488仪器接口、圣特尼克的打印机接口等等
部分。

2 单片机的系统维修从单片机的工作原理我们可以知道,单片机属于高集成的微型计算机的一种,是对软件进行编程、接口进行扩展来对单片机的功能进行控制,通过外围电路来实现单片机系统的正常运行。

但是,在单片机运行的过程中,会存在着很多的不足和问题,就目前为止接触到的单片机运行故障进行说明和维修。

故障:多参数的监测仪出现按键失灵,但是仪器的屏显却正常的情况。

维修过程:仪器的按键位置的电路没有供电或者是出现公共线断路的现象,都会导致仪器的按键出现失灵的现象。

首先要先将多参数的监测仪的机箱打开,并任选一个按键,对其两端的电压进行测试,电压是否为5V,且按键一端的电阻与地电阻是否为0Ω,若是,则说明多参数的监测仪的按键供电电路能够进行正常供电;若不是,则说明多参数的监测仪的按键供电电路线路出现故障。

对多参数的监测仪的按键电路进行分析,了解到多参数的监测仪的按键都被连接集成到一个集成块上,因此，由于仪器的各按键都失灵,不具备原有的功能,维修人员怀疑多参数的监测仪的集成块出现故障,才会导致仪器出现按键全部失灵的现象。

维修人员在对单片机进行维修时,监测到在第20脚处测得的电压为5.02V,电压属于正常的范围,在第4脚和第5脚处测得的电压却是0.45V,但是晶振却能够正常工作,第1脚处的电压在多参数监测仪启动的一瞬间能够从0V直接升到5V,这也属于单片机正常运行的现象。

在对单片机进行数据监测的过程中,所测得的单片机的数据资料都显示单片机的工作条件都符合正常的工作条件,那么维修人员就可以知道,单片机按键不能正常工作的关键原因在于单片机的外围扩展电路和接口电路或者是单片机存在着故障,而不是单片机自身的原因造成的。

单片机各个按键处所测得的电压为5V,属于单片机正常工作时正常电压的范围。

当工作电压与单片机的接口相连接时,并且没有出现对其它接口进行扩
展的现象,但是等到扫描到单片机第11～19脚时,各按键的作用还需要根据电位高低的变化来进行确定。

如果单片机的某一个按键出现失灵的现象或者出现对地短路,就会导致单片机长期处于闭合的状态,其他的按键也就不具备它原来的作用了,对集成块上的第11～19脚的电位进行电压的测量,只有第11脚和第18脚处的电压是0V,其它脚的电压均是正常电压5V,对电路板进行分析可以知道,第11脚接地,第18脚属于按键的功能,正常工作时的电压是5V,将第18脚的按键拆下来,会发现第18脚处的开关内部的金属触电出现移位的故障,从而导致开关一直处在常闭的状态,将该触电进行复位后,可以将故障排除。

3 结语综上所述,就目前我国的单片机应用来说,单片机自身和单片机系统中出现故障的现象较少,一般情况下都是单片机的外围电路出现故障,从而影响单片机的正常运行。

因此,在平时日常工作的间隙,要对单片机的工作原理进行较为深入的学习和探讨,不断积累经验,当单片机出现故障时,能够及时确定单片机的故障位置,对可能出现故障的位置进行一一的排查,并能对其进行及时、有效的维修,从而保证单片机的正常运行。

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胡令哲
(曲阜师范大学(日照校区)电气自动化学院山东日照 276800)
摘要:科学技术的进步,推动了我国各行各业的快速发展,单片机在我国医疗机械仪器中的应用,大大提高了我国医疗机械仪器的智能化水平,但是在单片机运行的过程中,还存在着较多的问题和不足,影响单片机的正常运行。

因此,维修人员要不断对单片机的工作原理进行深入的学习和研究,以求能够在单片机出现故障时,对故障的原因进行一一排查,从而及时有效的对其进行维修,保障单片机的正常运行。

本文先是详细概述了单片机的工作原理,又举例说明了单片机中存在的故障和原因。