摘要： 伴随着科技水平的提高，信息化以及自动化技术也被广泛地运用到了国内的各个行业当中，并且取得了良好的成效。 在新时期的大环境下，人们对于电子产中的需求量越来越大，对于各类电子产品的要求也变得日益严格，电子产品由于自身的便利性和强大的功能性，也成为了人们工作与生活当中最为重要的组成部分。 文中基于单片机的多功能计算器的设计进行了简要论述，并针对如何实现电气工程自动化的目标，给出了一些行之有效的策略，以供参考、 借鉴 。
关键词 ：单片机；计算器；电气工程；自动化
1 引言
虽然电子产品的更新换代速度快，但是也给单片机的发展进程造成了不同程度的影响。 在人们的工作与生活当中，单片机作为各类电子产品的重要组成部分，被广泛地运用到了机械制造、 冶金 、 开 采、 家用电器以及电子通信 、 军事工程 、 医疗等领域当中，并且受到了社会各界的认可与接受。 计算器作为人们日常学习与工作中的必备工具，而且还是电气工程以及高精度机械制造的重要配件，所以相关部门应当要发挥出单片机的性能与优势，在保障单片机能够在计算器上应用并研发出新型设计方案，以此来为我国的电气工程自动化发展提供重要的保障与基础。 那么要怎么样才能够发挥出单片机的性能优势，在将其运用到多功能计算器设计的同时，还能够实现电气工程自动化的目标，就成为当前亟待解决的一个难题。
2 单片机的多功能计算器设计
2．1 单片机的定义
单片机（ single－chip computer），所谓的单片机 其实就是高度集成的电路芯片，通过大规模集成电路 技术，将具有强大数据处理功能的 CPU （中央处理器）， 以及只读 、 可读写存储器（ RAM 和 ROM ） 、 以及多功 能接口（ I ／ O ），计数器以及定时器等设备，并依据实 际需求加入一些功能强大的电路（脉宽调节电路 、 模 拟多路转换器以及 A ／ D 转化器等电路），集成到硅 片上并形成一个健全微型系统，由于该系统的便捷 性与强大功能性而被广泛运用到工业领域当中 。
2．2 单片机多功能计算器的构成
单片机计算器（ Single chip calculator ），单片机多功能计算器在设计的时候通常会将其分成键盘模块电路设计、 显示模块电路设计以及控制核心模块设计这三个部分。 在单片机多功能计算器的软件编程方面也分面了主程序、 按键以及显示这三个部分构成 。当计算器的运算系统完成后就可以针对芯片的外围电路进行接口扩展。 通过这种方式设计出的单片机多功能计算器不但可以进行基础的四则运算，而且还可以进行环境温度的以及具有时钟显示的功能。
2．2．1 控制系统的设计
控制系统作为计算器的重要核心，通常情况下是以单片机的集成电路为基础，然后再通过扩展外围端口的方式构成，以此来实现计算器对编程系统的控制与设计。 相比较于其他设备，单片机不仅拥有体积小、 便携性强的特点，而且在设备的功能耗方面也有着明显的优势，除此之外单片机在制造成成以及设计成本方面也相对较低，设备的重量轻，而且单片机在接口扩展上也具有良好的兼容性，计算器在单片机上的运算过程（无论是运算的速度和运算的精确度）孝比 PLC 系统更好，因此也受到了广泛运用。 通过以上的介绍，可以确定将单片机作为控制芯片，并运用到计算器的控制系统当中，就能够通过对外围电路进行扩展的方式来丰富计算器的功能性，确保设计出的计算器能够够满足设计需求。 单片机的设计理念是按照程序的要求来进行大循环与小循环嵌套原理进行运作，用户对大循环功能键来下达控制指令，让小循环嵌套程序完成对外接电路的控制，来完成计算器多功能的操作。
2．2．2 功能模块设计
在多功能计算器的计算部分设计环节中，主要包括了两个部分，即矩阵键盘电路以及显示电路。在矩阵按键设计方面主要是由数字、 符号以及复位和清零共 16 个键位构成 。 将通电之后的电路进行数据清零，然后再对 LCD 程序输入规定按键来设置相对应的指令（包括了数字以及各种运算符号等等）。 当用户通过运算键输入数字或者运算符号的时候，计算器内部就会自动对输入的数值以及信息，转化为电信号进行记忆和分析，确保用户在进行后续的数字以及运算符号输入的时候，计算器就会对输入的内容进行确认并检验结果是否正确。 而运用短阵键盘的目的，就是为了满足按键经常使用的目的，就是因为如果沿用独立式键盘来进行数字或者符号输入，容易引起主板电路产生信号交叉的问题，而造成信息输入错误的情况。 而将矩阵键盘运用到计算器当中，既能够提高计算器的运算稳定性和准确性，还能够将单片机的接品利用率提升到一个新的层次。 除此之外，计算器所使用的显示系统，在通常情况下是用液晶屏进行显示，单片机计算器也是如此。 但值得注意的是，设计师在进行显示模块设计的过程当中，必须要保障整个计算器的显示电路及电压本身具备一定的可调节性，同时还要确认计算器的电信号的灵敏识别度是否正常，并进行严格的测试和确认（包括了数据存储模块、 字符触发器等等），一般情况下使用的输入引导必须要经由指令字经过 LCD 屏幕来实现计算器的数值与功能 。
3 单片机在电气工程自动化当中的应用
通过单片机对于系统的控制，能够将传统的计算器领域向着电气工程自动化改革方向过渡，这对于整个系统控制的效果而言，既能够实现整体的电路控制，还能够在细节处确保每个部分的命令能够被准确地下达、识别，并被正确地执行，这对于保障自动化系统安全、 稳定地运行具有重要的促进作用 。
3．1 单片机电气工程自动化设备改造
在当前的工业自动化发展大趋势下，因为机械 设备以及相配套的产品生产线也都沿用传统的模 式，所以在对设备的改造过程当中，必须要确保优先 对控制系统进行改进与优化 。 如果要全面落实自动 化改造的目标，就必须要提高整个机械设备的生产 效率，这样才能够强化电气工程的产品质量，并且还 可以节少大量的人力成本和资源消耗问题，这对于 扩大产品的合格率以及提升产品的利润空间具有重 要的意义 。 将单片机运用到控制系统当中，这能够将 原本机模化的信号控制系统变得自动化，还能锡金 把原先单一功能的芯片增加输出 、 输入扩展，增加了 合成电路以及信息号处理模块的设计，实现了单片机 对电路的自动化作用，在完善并提高系统的安全性与 稳定性的同时，还能够将系统的功能变得更加全面， 为后续的电气工程发展提供重要的助力和便捷 。
3．2 单片机电气工程自动化软件改造
在电气工程设备的自动化改造过程中，除了对硬件上的改进与优化，软件也是其是重要的组成部分。 旭果只是针对硬件进行改造而忽视了软件改造，那么整个电气工程设备的自动化是无法实现
的 。 电气工程设备自动化系统软件，主要是确立于机械操作的基础上进行的。 也就是说在实现软件自动化的过程当中，软件也是整个设备运行自动化中的重要组成，所以设计人员在进行自动化设计的时候，必须要深入到企业的一线生产环境当中，全面性地了解当前企业所使用的机械设备以及相关生产数据内容，然后进行数据的分析与采集，这样才能够为后续的逻辑推理以及指令运算提供重要参考。 单片机软件自动化改造的内容包括了设备的控制系统、 命令编辑系统以及警报系统等等，这些结构不同的设备单元必须要与软件编程相互契合，这样才能够便于对设备以及程序进行调试和改进。 此外，在没有给其他功能造成影响的前提下，在进行设备接口的改造过程当中要保留一些余地，为后续的功能升级做好充分的准备。
3．3 单片机电气工程自动化电路改造
和其他的中心控制系统相比，单片机的体积更小而且具有良好的兼容性，而且单片机还拥有强大的运算功能和指令系统，这样既能够在实现多重循环命令的同时还可以在迅速地将准确的结果显示到屏幕上。 单片机还能够通过多元化资源重组的方式，来对整个系统进行叠加，从而顺利地实现自动化的目标。 除此之外，单片机在信号输出上所使用的方式是通过总线管理来完成的，所以单片机的输出电路，必须要能够将总线提供的不同数据、 信号 、 以及设备地址等相关信息，转化为电信号之后再转移到外部的接口和其他的设备进行连接，这样才能够确保单片机的信号能够从 ALE 转化为 Po 端来进行信号处理，然后再按照输入电路的不同把信号内容以及地址进行存储，持续到下次信号或者指令产生。
4 结束语
综上所述，依据单片机的功能方面可以了解到，单片机能够将自动化技术运用到计算器当中，以此来实现微型控制并集成中央处理器、 定时器以及端口技术等多项功能，并且还可以为电气设备的自动化运行提供重要的保障。 单片机在当前各个行业当中 （例如说工业企业以及电气工程生产等等）提供技术上的支持和保障，所以相关科研究人员以及专家、 学者应当要结合单片机优秀的性能，深入研究出具有高效控制能力的自动化控制模式，这样才能够在提高我国工业发展脚步的同时，加快我国的自动化发展水平。
