智能仪表技术：低功耗设计与ARM微控制器的选择

在智能仪表技术的发展中，B和C项目面临的两个主要技术障碍是功率消耗问题。51单片机虽然具备资源、接口能力和一定的CPU处理能力，但由于其电池供电需求对系统设计提出了低功耗的要求，8031芯片并不能有效解决这个问题。Atmel 51系列单片机则有一定的潜力应对这一挑战，因为它们可能具备较低的功耗特性，并且可以考虑采用大容量可充电电池电路、非易失性存储器以及低功耗设计策略。 石亚和教授在二零一二年的课程中详细探讨了仪表智能化，强调了智能仪表的核心是以微控制器为基础，具备判断、记忆、推理和决策能力，能够模拟人脑的部分功能，应用广泛，例如数字存储示波器、飞机黑匣子、数控机床和自主机器人等。这些智能仪表依赖于硬件上的高速CPU（如MCU、DSP、FPGA、CPLD和ARM）、大容量存储器（RAM、ROM、FLASH）、高性能的A/D和D/A转换器以及智能型传感器。在软件层面，模糊控制、专家系统、神经网络和自适应系统等复杂控制算法是实现智能化的关键。 智能仪表与微控制器密切相关，但并非仅凭微控制器就能构建智能仪表，需要结合硬件和软件的优势。近二十年来，智能仪表的发展趋势表现为小型化、微型化、网络化和专业化，应用领域不断扩大。8位单片机因其易于接口、外围芯片种类丰富、成本低和开发速度等因素，在市场仍有一定地位，尽管面临技术风险小和资金短缺的问题。国际潮流中，8位机的变种越来越多，功能扩展是主流，尤其以51系列单片机为主导，注重增加片上程序存储器、通用I/O口、大容量RAM、在线调试接口、高主频和低功耗特性，同时兼容多种现场总线协议。 针对B和C项目的低功耗需求，设计者可能会选择Atmel 51系列或类似低功耗芯片作为核心，结合液晶显示器以减少能耗，并确保电池寿命。此外，非易失性存储器和大容量可充电电池电路的设计也是降低功耗的关键环节。然而，如果选择非51系列的特殊单片机，开发成本会相应提高，因此需要在性能提升和成本效益之间做出权衡。智能仪表技术的发展既要关注基础硬件和软件的提升，也要兼顾实际应用中的功耗管理与成本控制。