微電子技術論文精選(九篇)
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第1篇：微電子技術論文范文
1微電子機械系統的概念
微電子機械系統所指的就是在大小毫米量級之下，最終形成的可以控制能夠運動的微型機電裝置是由單元尺寸需要在可控制的微米和納米之間，是一個整體的系統，把微機構、微傳感器，以及微執行器還有信號處理系統等等構成。在不同的國家對于微電子機械系統的稱呼有所不同，
2微電子機械系統的發展歷程
微機械器件以及微電子機械系統在生產加工的過程中需要對其深加工技術進行研究和重視。在研究中開始逐漸的形成了微電子加工技術和微機械裝置加工技術。并隨著對技術的細分，開始形成了體微機械技術以及外輪廓表面微機械裝置技術，并同時也產生了LIGA機械裝置技術以及高標準的LIGA機械裝置技術。對其體微機械技術按照實施的目標對象機械能分析，可以得出體硅單晶體為核心構成體并在其物理測量厚度的10到999單位內呈現規則布局分離，為其核心的技術策略單位。并對其技術中存在的腐蝕以及吻合問題進行布局的考慮。對其技術的優勢分析得出，其裝置的工藝相對不繁瑣，但其操控性和調控性數值偏低。在表面微機械裝置中，進行相應的IC技術加工，如采用擴散光學和標準尺寸對應光刻以及復膜層疊等技術運用中，其都會對原有的厚度比率進行微調，對其在剝離技術中和進行切割技術的分析[1]。其技術的有點在于對IC技術有相對完整的包容性，但存在的不足點也較為顯著，如切割的縱向厚度單位偏低，在電光鑄模和縮微成型以及耐溫差等方面存在一定的技術局限。LIGA技術在德文X射線進行曝光和電光鑄模中有其良好的優越性，其對設備的制取尺寸在1單位內到999單位內。但需要指出LIGA技術處于高成本和高復雜度的技術，并需要采用相對保守的紫外線深度曝光，保障其光刻效果和覆膜效果。而準LIGA技術在對設備加工中可以在最合理控制尺寸中，保障其電路集成后續裝置獲得合理的配置[2]。因而其技術的優勢在微機械技術中可以獲得關注度的展現。
2.1自動對焦的三維加工技術
目前自對準的準三維加工技術普遍采用深度的紫外線厚度型進行光度的曝光刻度，并進行膠模的處理，保證其在犧牲層和結構層獲得合理的電鑄，并利用其兩層的金屬電鑄特帶你，獲得犧牲層厚度的保障，并進行微結構的自動對準技術保障[3]。
因而CU可以表示為犧牲層，NI為結構層的技術，并在其平面和垂直兩方向性獲得控制，在其CU和NI中進行電鑄處理，使得其種子層和型模層獲得兩種電鑄金屬處理，讓技術水平在微架構層面獲得統一標準化套準對應。在其腐蝕性選擇上要對其液體進行考慮，CI屬于腐蝕性，NI不屬于腐蝕性，并對其微機械機構進行終止惰性反應。其配套技術以及Ic工藝獲得最大化的包容，在溫度上控制在85攝氏度，獲得對結構合理的微機械技術。其深度的單位測定在22，保障其后續的標準對應后其范圍空載在49到101內。
準LIGA技術需要在工藝布局考慮中，首先要保障（a）低阻硅片（10-3cm），其熱氧化反映在1.5，其厚度在SIO2其需要把定子對襯低的外圓位置進行確定。同時進行首次的光學刻，SIO2腐蝕出進行1.2各坑道處理。形成在轉子下部的新支撐點確定。在除去膠緣后，在真空中進行高溫處理形成0.3的銅電鑄種子層。在第二次光學刻錄中，要對尺寸厚光刻膠AZ4620進行轉子膠模處理，保障其電光鑄在3內進行轉子保障。后進行第三次的光刻，在其厚度尺寸中選擇光學刻錄定子膠模處理，保障其厚度在2.5范圍內。形成銅犧牲層的轉子和釘子的轉化變化，對其空隙中要包容其電鑄在1.5釘子范圍。在最后一次光刻中，要對其厚膠光學刻錄后，對其1.3銅都犧牲層要進行間隙轉化的電鑄考慮。并用起腐蝕性的液進行HF緩沖液體的處理，通過SIO2合理的釋放轉化的轉子。其微機械技術在應用中可以獲得廣泛的推崇，靜電驅動鎳晃動微馬達為例，其自對準的準三維加工技術目前在實際應用中哥已經獲得鎳晃動馬達。用電鑄Cu作犧牲層，電鑄Ni作結構層（定子、轉子和軸），得到的轉子與定子。各項參數都符合標準。
3結語
第2篇：微電子技術論文范文
20世紀70年代，英特爾公司(Intel)的戈登?摩爾(Gordan Moore)預言：芯片上晶體管的數量將每隔18個月至兩年就會翻一番。這即是電腦行業在幕后稱之為的“摩爾定律”，這一定律至今依然在發揮著作用。但是，如果“摩爾定律”一直有效，那么小小芯片上的晶體管數量將繼續呈指數級的增長。可以想像不久的將來芯片將承受怎樣的負擔，這就需要將整個系統集成在一個小小芯片上的SoC(System on Chip)技術。這個激動人心的技術將曾經占據整個房間的龐大的計算機變得如今只有小拇指的指甲那么大小。正如很多專家所言，自從以半導體和集成電路為基礎的計算技術出現以來，片上系統(SoC)技術已經成為最重要的一項技術。
本書是為迎接新一代半導體技術來臨的巨大的設計挑戰而匯集的論文集，這些論文幾乎涵蓋了SoC技術的所有相關主題。具體為：1．為了使器件模型不斷地降低成本，還必須滿足其準確性，就需要擴展各種不同的新技術，ColinMcAndrew的論文就是面向二極管的模型，Matthias Bueher和Christian Enz的論文解決了MOS管的模型。2．解決過程參數的概率性偏差，這些偏差表現為電路的行為偏差，也就是在大規模生產當中被稱為參數出現誤差，Colin McAndrew的論文的另外一個貢獻就是研究了在電路模擬當中的概率性偏差，這在計算效率和物理分析方面很重要，最終可能會決定設計是否可以生產。3．電路部件的設計復雜性，在新技術快速涌現的當代，對于每一種新技術都相應重新設計電路顯然不現實，也為成本要求所不允許，Jose Franca的論文試圖設計出將數據轉換器、放大器和濾波器集成在一起，成為一個能夠匹配很多應用的系統。4．隨著芯片上晶體管數量的增加，單位面積里所聚集的晶體管數量將越來越多，密集的晶體管單位面積上的發熱將越來越巨大，這就提出了當今非常熱門的問題――低功耗，R.Leung的文章就涉及這個方面，試圖解決高速NO緩沖器的低功耗問題。5.T.Yanagawa，S.Bampi和G.Wirth的文章很翔實和理性的預測了2010年的微電子技術對將來的微電子和集成電路半導體技術產生的影響。
本書適合學習和從事微電子和計算機專業的研究生和工程技術人員閱讀，同時也適合相關專業讀者參考。
丁丹，碩士生
(中國科學院計算技術研究所)
第3篇：微電子技術論文范文
【關鍵詞】微電子 學科建設
1 引言
微電子學是在物理學、電子學、材料科學、計算機科學、集成電路設計制造學等多種學科和超凈、超純、超精細加工技術基礎上發展起來的一門新興學科，是發展現代高新技術和國民經濟現代化的重要基礎。微電子技術是電子工程和信息科學技術的基礎及核心，是世界高科技競爭的熱點，是國家基礎性戰略性的產業[1][2]。其中超大規模通信專用集成電路是現代通信設備的心臟，它的設計開發能力和大生產升級技術的掌握與提高，對于我國通信新產品的研發與創新起著決定性的作用。作為電子通信類高校，南京郵電大學建校近50年來，正朝著信息科技類大學進軍。我們不僅需要繼續培養大量工程實用型人才，而且當前特別需要培養大量理論基礎較扎實、具有開拓創新精神的高素質人才，在江蘇省這樣一個將信息產業作為重點發展的大省，微電子技術必須大力發展[3-5]。
學科建設是高等學校的根本任務，是不斷提高學校辦學能力、提高教學質量和科學研究水平的基礎，并決定著學校的辦學水平和特色。加強學科建設，可以形成高校自己的優勢和特色，提高學校的影響力、教育質量、科研工作水平、效益等，使高校具有更強的競爭力和生命力。如果學校的學科水平不高，就會制約教學、科研和學校整體發展，進而影響人才培養的質量[6]。
2 加強微電子專業的學科建設措施探討
每一所高校都有自身的辦學特色，每一個學科都有自身的歷史傳統。只有實事求是地綜合分析學校已有的學科基礎、特色、優勢和不足，才能明確學科發展的科學定位，才能走出有自身特色的學科建設之路[6]。
微電子專業在我校還是一個新專業，如何把這個新專業做大做強，搞好學科建設工作，真正體現出南京郵電大學的微電子專業的專業特色，是一個值得探討的問題。根據我們學校長期為IT行業培養人才和我們系的基礎和優勢，設置以通信集成電路設計為主要方向，并對專業方向的發展作了規劃，同時兼顧工藝設計與器件設計。與此同時，確立我校微電子專業的建設目標為:根據學校的辦學指導思想，樹立“理科本科教育以培養應用基礎和理工融合型人才為主，在堅持人才培養質量統一要求的基礎上，鼓勵學生個性化、多樣化發展，強化學生的創新精神和實踐能力培養”的教學工作指導思想。
加強本專業的學科建設，主要包涵以下幾個方面的建設:
2.1 對學科進行科學的規劃
要想做好學科的規劃工作就要先明確自己的定位，也就是要先明確本校是主要培養什么方向的人才，要求他們必須要具備什么樣的知識結構和創新能力，從而體現特色、明確的專業方向。這就需要我們認真分析本校的辦學歷史及現狀，了解國內外其他高校的相應學科的發展水平和經驗，結合本校的實際情況和特色，構建自己的學科體系，進行科學的規劃，制定一系列切實可行的有效措施。
在微電子專業正式招生之前，我們組織教師到國內不少高校進行調研，并與多所學校的教師進行了交流。在廣泛調研的基礎上，我們了解了國內外、省內外的同類專業的發展狀況和我校微電子專業的實力、優勢及所處的地位，我校微電子專業起源于半導體專業，后又同電路與系統專業相互融合和交叉，形成了一個獨具特色的專業。其特點是專業涵蓋面寬，包括集成電路理論與技術、半導體器件理論與技術和半導體工藝理論與技術三大主要方向，如何體現專業特色，是本項研究的內容之一。為此我們提出通訊集成電路和新型微電子器件作為我們的專業方向和特色，并在教學和科研中體現出來。針對江蘇省和南京市的集成電路發展特色，以及南京郵電大學的學科特點和電子科學與工程學院的實際情況，適當加強通訊集成電路、新型微電子器件和光電集成的課程，體現專業特色。注重更新教學內容，優化課程體系，打破學科課程間的壁壘，加強課程與課程體系間在邏輯和結構上的聯系與綜合，精選經典教學內容，不斷充實反映科學技術和社會發展的最新成果，注意把體現當代學科發展特征的、多學科間的知識交叉與滲透反映到教學內容中來。此外還擬通過建立微電子專業實驗室，開設微電子和半導體測試實驗課，在培養學生理論知識的同時，加強實踐能力的培養，培養既有較深理論基礎，又有一定動手能力的全面發展的學生。
圍繞著如何培養和造就適應微電子技術飛速發展、微電子產業突飛猛進、集成電路向系統芯片(SOC)發展、器件尺寸不斷縮小和設計思想不斷更新的需要，具有創新精神和實踐能力的高素質人才這一根本任務，積極探索，形成了“加強基礎、注重素質、拓寬知識、增強適應性”的教學工作思路，將“微電子學”專業建成國內同類專業色鮮明、人才質量高、廣受社會歡迎的專業，“十一五”期間，形成1個強勢學科和研究方向;在培養優秀的本科生基礎上，積極建設微電子學科碩士點。在省內具有一定影響。在8年內成為校品牌專業，再經過5年的建設成為江蘇省特色專業。
因此，只有明確了學科的現狀、清楚自己的位置和優缺點，這樣才能作出有效科學的學科建設規劃。
2.2 學科隊伍及師資隊伍的建設
學科隊伍是學科建設中的極為重要的部分，沒有高水平的學科隊伍，學科建設也只能是紙上談兵。而且高校的主要任務就是能培養具有良好的學習、工作和創新的高級專門人才，因此從這個方面來講，沒有年齡結構、學歷結構、職稱結構合理的高水平師資隊伍，也是不能完成高校所承擔的任務的。
為了實現師資隊伍建設目標和人才培養目標，必須建立一支素質好、質量高、勤奮工作、忠誠于黨的教育事業的師資隊伍。師資隊伍建設的總體目標:全面提高教師的政治、業務素質，逐步建設一支適應現代化建設需要和辦學規模發展需要，素質優良、結構優化、高效精干、充滿活力、忠誠于黨的教育事業的師資隊伍。
(1)積極培養學科帶頭人
學科建設必須以人為本，要注重培養高精尖的師資隊伍，培育創新型人才就要統籌考慮學科直接承擔的教學、科研、服務三大職能的關系，加速建設首席教授、學科帶頭人、重點骨干教師和優秀青年教師4個層次的學術梯隊。以中青年學科(術)帶頭人的培養為重點，并加大向青年骨干教師和一線教師傾斜的力度，創造一個公開、平等、競爭、擇優的用人環境，營造一個和諧、寬松、溫馨的工作氛圍，培養和引進，形成一批整體素質高、學術實力強、結構合理、具有團結協作精神的學術梯隊，使其在學科建設中發揮突出作用。
(2)為年輕教師的成長創造條件
目前，我校的微電子技術系擁有教師7名，平均年齡35歲以下，年輕教師占了90%以上。因此學校要為年輕教師的成長創造良好的條件就顯得尤為重要。
可以把年輕教師送出去攻讀學位，鼓勵教師深造的同時，能適當減免正常的教學工作量，同時享受基本的工資福利待遇。目前我系全體教師中四人具有博士學位，三人具有碩士學位。計劃在四年內將專業師資力量從7人提高到10人，博士率達到70%。力爭八年內將專業師資增加到15人，博士學位人員比例達到90%。也可以把他們送到國內外高校去做訪問學者，積極參加國內外舉辦的國際會議，從而了解專業的最新發展、前沿問題，并開闊了眼界。
設立專款建立青年教師培養基金，資助青年教師開展教學科研工作。
(3)改善教師的福利待遇
很多年輕教師工作不久，都承擔著工作和家庭的雙重壓力，學院可以采取一系列的措施來消除教師們工作時的后顧之憂。適當提高教師們的工資福利待遇，設法解決青年教師的住房、交通等生活問題，達到良好的生活水平。這樣才能保證教師們能以更飽滿的姿態全心全意地投入到工作中去。
2.3 加強科學研究的建設
良好的科研環境是學科建設的主要內容，學科建設的成果主要包括高水平的文章、專利、獲獎成果等，這些成果的取得都是基于良好的科研環境來完成。因此也只有通過學科建設才能改善科研環境。
(1)加強開展科研工作的硬件平臺的建設
要做好科學研究，就必須要有好的硬件平臺。這包括實驗中心、專業實驗室等的建設。經費適當向這方面的建設傾斜，建立起良好的硬件平臺，才有利于各項科研項目的順利開展，逐步形成濃厚的學術氛圍，吸引更多的人才加入到我們的科研團隊中來。
(2)加強科學研究
教師只有通過科學研究才能提高自己的教學水平和科研水平，使自己成長為骨干教師甚至是學術帶頭人。因此必須要承擔一定的科研項目。作為學院，可以動員或采取一定的向科研傾斜的措施來鼓勵教師積極申報各項縱向科研項目。為此我校設立了專款建立“青藍”工程，資助青年教師開展教學科研工作，并逐步積累申報省部級、國家級項目的條件。
從事科研能力強的教師申請的項目，反過來又能進一步支撐科研，如此形成良性循環。
(3)發表高檔次的文章
高水平的論文是學科建設水平的重要指標。因此鼓勵教師多發文章，發好文章是搞好學科建設的一個必經的途徑。比如，我校出臺了經濟獎勵、增加業績點的方式鼓勵大家發高檔次的文章。文章的數量和質量也直接有利于各項項目的申報。
只要通過以上措施，把師資隊伍建設等工作常抓不懈，經過一定的階段一定會形成包括教授、副教授、講師、助教的，年齡結構、學歷結構、職稱結構和學緣結構都較為合理的師資梯隊，同時取得在國內具有一定影響力的科研和教學成果。
3 小結
總的來說，新專業的學科建設中存在很多機遇和挑戰，存在很多問題需要探討和嘗試。重要的是，如何根據我們學院長期為IT行業培養人才和我們學院自身的基礎和優勢，對專業方向的發展作出合理的規劃，制定切實可行的學科建設規劃，采取各項有效的教學改革措施，把微電子這個新專業做大做強，真正體現出南京郵電大學的微電子專業的專業特色，是我們目前必須常抓不懈的工作。
參考文獻
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[2] 嚴兆輝.微電子的過去、現在和未來.武漢工程職業技術學院學報，2003，15(2):30-34.
[3] 李斌，黃明文.微電子技術專業創新教育探索.中山大學學報論叢，2002，22(1):108-109.
[4] 劉瑞，伍登學，鄔齊榮等.創建培養微電子人才教學實驗基地的探索與實踐.實驗室研究與探索，2004，23(5):6-8，23.
第4篇：微電子技術論文范文
【關鍵詞】地質勘探；機電一體化；計算機控制技術
地質勘探工作是在抵制測繪的基礎上開展的，通過各種勘查手段和方法，獲得地層構造以及礦體分布情況，并確定礦體開采相關數據，是我國采礦事業的基礎保證，同時在礦體開采過程中開采技術、開采方法方面起到指導性作用。隨著我國社會經濟的發展和科學技術水平的提高，機電一體化技術在地質勘探過程中的應用在提高地質勘探設備使用性能的同時，也一定程度的保證了地質勘探工作的經濟效益和社會效益，機電一體化技術在地質勘探中的廣泛應用有力的推進了我國地質勘探事業的進步的發展。
1 地質勘探機電一體化技術概述
將電子技術應用在機械設備各組成部分例如動力、傳動、控制、信息處理等，建立由機械設備和電子設備組成的系統，我們稱之為機電一體化。科學技術的進步推進了機電一體化技術的創新與進步，微電子技術、傳感測控技術、信息交換與處理技術、計算機技術以及相關軟件的綜合應用實現了設備的多功能化、高精度、高效率、高穩定，對于實現設備或機構的預期功能，實現設備價值具有重要意義。
地質勘探機電一體化技術是指將微電子技術和計算機控制技術應用在地質勘探設備的動力、控制以及信息收集和處理等工作中，實現勘探設備機械化與自動化的有機結合，提高勘探設備自動化程度與使用性能，從而確保地質勘探工作的順利進行。
2 機電一體化技術的應用對地質勘探工作的重要意義
機電一體化技術對與提高地質勘探工作水平、保證勘探質量具有重要意義，機電一體化技術在地質勘探工作中的應用意義主要體現為：（1）實現地質勘探設備多功能化。微電子技術和計算機技術在地質勘探設備中的綜合使用增加了地質勘探設備功能種類，實現地質勘探設備多功能化，有效的提高了地質勘探工作的效率。（2）提高地質勘探設備工作精度。機電一體化技術采用的微電子技術以及計算機技術可以對設備工作過程進行實時監控，及時調整設備誤差，實現了地質勘探設備高精度、高效率運行，保證了地質勘探工作質量。（3）優化設備結構，提高設備可操作性。傳統的地質勘探設備采用機械傳動裝置以及控制裝置，微處理器和集成電路先進技術的應用在減小設備體積、降低設備重量的同時，也實現了設備結構的合理優化，提高設備運行性能和自動化程度，增強了設備的可操作性。（4）提高設備穩定性。機電一體化技術在地質勘探設備中的應用提高了設備綜合使用性能，此外，機電一體化材料不斷創新與改革提高了設備的穩定性，在地質勘探較為惡劣的環境中，有效的保證了設備的正常穩定運行。
3 地質勘探中機電一體化技術要點
3.1 系統整體技術
系統整體技術是指在設備功能和運行目的的基礎上，從系統整體出發，利用系統的觀點和方法對系統整體進行分析，確定系統各組成部分的功能并進行合理的調整，優化系統結構，保證系統各組成部分合理配合，共同發揮系統整體功能。提高系統整體性能。
3.2 機械技術
機械設備與技術是機電一體化系統發揮自身功能的基礎保證，為保證機電一體化設備高效率、高質量的運行，必須積極引進先進機械技術，機械技術與機電一體化技術相配合，優化系統結構，提高系統綜合性能和穩定性，減小系統體積與質量，提高系統精度和運行質量，保證機電一體化滿足地質勘探工作的需求。
3.3 信息處理技術
信息處理技術是指機電一體化系統運行信息的采集、傳遞以及計算，并根據計算結果了解系統運行情況，輸出相應的指令，保證設備的正常運行。機電一體化設備的運行是直接受控于系統命令信息的，因此，信息處理技術是設備運行的關鍵，提高信息處理技術水平，保證信息準確、及時、全面的處理，是設備正常運行的保證。
3.4 自動控制技術
自動控制技術是指對設備各部分進行控制，保證系統各部分有規律運行，確保系統不同組成部分預期功能的實現。自動控制技術涉及到設備運行的多個部分，例如設備運行速度控制、最優控制、模糊控制以及位置控制等，為確保控制系統實現對設備系統整體的控制作用，在完成系統設計后應進行系統仿真，確保設備安裝方案的準確性；在設備完成安裝后，設備運行前應進行現場調試，及時調整控制系統出現的問題，避免系統運行失誤。
4 機電一體化技術在地質勘探中的應用
機電一體化技術在地質勘探中的應用具體體現為利用電路集成技術以及微處理器，將地質勘探設備的中需要用到的傳感器、信號傳輸系統、控制系統以及儀表等連接在一起，提高地質勘探設備的整體性能，保證地質勘探工作質量。地質勘探過程中，常用的機電一體化設備包括瞬變電磁儀和全液壓巖芯鉆機。
4.1 瞬變電磁儀
瞬變電磁儀是基于電磁法以及電法的原理，具有應用范圍廣、測量精度高的優點，普遍應用于礦體勘探、石油勘探、地熱能勘探、地下水勘探等地質勘探工作中。今年來，隨著科學技術水平的提高，瞬變電磁儀也不斷進行創新與改革，新型瞬變電磁儀的性能有了很大的提高，通過硬件與軟件的結合，實現瞬變電磁儀低噪音、高分辨率、寬頻帶、低能耗、功能強大，有效的提高了瞬變電磁儀的綜合性能與地質勘探工作的水平與質量。
4.2 全液壓巖芯鉆機
全液壓巖芯鉆機是全液壓驅動，設備結構緊湊合理，鋼履帶行走方式以及集中控制系統提高了設備的操作靈活性，是多功能化、應用范圍廣的設備，適用于山區、平原、丘陵等多種地形且溫度變化的影響小，廣泛應用于地質勘探、煤炭、冶金等多個行業。
全液壓巖芯鉆機液壓系統采用先導控制方式，實現了設備負載以及電液比例的集中控制，提高了設備的控制精度和準確度。動力系統中，進給系統采用的油缸鏈條倍速結構有效滿足了設備運行所需的進給力和提升力，雙馬達驅動的主軸回轉系統為設備運行提供了高轉速、大扭矩的動力。此外，在桅桿前端設置夾持卸扣器減輕了地質勘探過程中工作人員的工作強度，提高了地質勘探工作效率和工作質量。全液壓巖芯鉆機各部分配置參數符合地質勘探工作特點，對提高地質勘探工作效率、縮短工作時間、確保地質勘探工作安全進行具有重要意義。
5 總結
機電一體化技術是將多個領域的知識集中在同一設備中，將不同技術或設備進行合理的設置，確保設備最大限度的發揮功能并提高設備的社會效益與經濟效益，是我國自動化控制建設的重要發展方向。隨著我國地質勘探業的發展與進步，機電一體化技術在地質勘探領域中應用范圍的逐步擴大，發展方向也逐步向智能化、微型化、系統化、模塊化發展，這是實現地質勘探機電一體化建設，提高地質勘探水平與工作質量的重要保證。
【參考文獻】
[1]石宣華.論地質勘探機電一體化探究[OL/J].城市建設理論研究：電子版，2012（36）：31-32.
第5篇：微電子技術論文范文
畢業論文
一、機電一體化技術發展歷程及其趨勢
自電子技術一問世,電子技術與機械技術的結合就開始了,只是出現了半導體集成電路,尤其是出現了以微處理器為代表的大規模集成電路以后,"機電一體化"技術之后有了明顯進展,引起了人們的廣泛注意.
(一)"機電一體化"的發展歷程
1.數控機床的問世,寫下了"機電一體化"歷史的第一頁;
2.微電子技術為"機電一體化''''''''帶來勃勃生機;
3.可編程序控制器、"電力電子"等的發展為"機電一體化"提供了堅強基礎;
4.激光技術、模糊技術、信息技術等新技術使"機電一體化"躍上新臺階.(二)"機電一體化"發展趨勢
1.光機電一體化.一般的機電一體化系統是由傳感系統、能源系統、信息處理系統、機械結構等部件組成的.因此,引進光學技術,實現光學技術的先天優點是能有效地改進機電一體化系統的傳感系統、能源(動力)系統和信息處理系統.光機電一體化是機電產品發展的重要趨勢.
2.自律分配系統化——柔性化.未來的機電一體化產品,控制和執行系統有足夠的“冗余度”，有較強的“柔性”，能較好地應付突發事件，被設計成“自律分配系統”。在自律分配系統中，各個子系統是相互獨立工作的，子系統為總系統服務，同時具有本身的“自律性”，可根據不同的環境條件作出不同反應。其特點是子系統可產生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具體“行動”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統的適應能力(柔性)，又不因某一子系統的故障而影響整個系統。
3.全息系統化——智能化。今后的機電一體化產品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要收益于模糊技術、信息技術(尤其是軟件及芯片技術)的發展。除此之外，其系統的層次結構，也變簡單的“從上到下”的形勢而為復雜的、有較多冗余度的雙向聯系。
4.“生物一軟件”化—仿生物系統化。今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大，并且往往在結構上是處于“靜態”時不穩定，但在動態(工作)時卻是穩定的。這有點類似于活的生物：當控制系統(大腦)停止工作時，生物便“死亡”，而當控制系統(大腦)工作時，生物就很有活力。仿生學研究領域中已發現的一些生物體優良的機構可為機電一體化產品提供新型機體，但如何使這些新型機體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領域稱為“生物——軟件”或“生物系統”，而生物的特點是硬件(肌體)——軟件(大腦)一體，不可分割。看來，機電一體化產品雖然有向生物系統化發展趨，但有一段漫長的道路要走。
5.微型機電化——微型化。目前，利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。當將這一成果用于實際產品時，就沒有必要區分機械部分和控制器了。屆時機械和電子完全可以“融合”，機體、執行機構、傳感器、cpu等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。這種微型機械學是機電一體化的重要發展方向。
三、典型的機電一體化產品
機電一體化產品分系統(整機)和基礎元、部件兩大類。典型的機電一體化系統有：數控機床、機器人、汽車電子化產品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統、cad／cam系統等。典型的機電一體化元、部件有：電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機、傳感器、專用集成電路、伺服機構等。這些典型的機電一體化產品的技術現狀、發展趨勢、市場前景分析從略。
四、北京發展“機電一體化”而臨的形勢和任務
機電一體化工作主要包括兩個層次：一是用微電子技術改造傳統產業，其目的是節能、節材，提高工效，提高產品質量，把傳統工業的技術進步提高一步；二是開發自動化、數字化、智能化機電產品，促進產品的更新換代。
前者是面上的工作，普及工作；后者是提高工作，深層次工作。
(一)北京“機電一體化”工作面臨的形勢
1.北京用微電子技術改造傳統工業的工作量大而廣，有難度
(1)在700余家北京市屬工業系統的企業中，有60%以上的企業用微電子技術改造機床設備、工業窯爐、風機電泵、生產過程的任務還未完成需要量的一半。
(2)北京工業系統還有2000余臺機床設備亟需用微電子技術進行改造；在已改造的近6500臺機床設備中，大約有15%需進一步改造。
(3)北京工業系統尚有近250座工業爐窯亟需用電子信息技術進行改造；且610座已改造過的工業爐窯也很有進一步應用模糊技術進行二次改造的必要。
(4)北京工業系統cad應用還有較大差距。目前，北京工業品設計，cad應用率僅17%(而美、日等國已超過85%；國內先進地區也超過了30%)；cad的覆蓋率才達到11%(而全國cad應用工程領導小組指出，“八五”期間大中型企業要達到35%，中小型骨干企業要達到15%—20%；到“九五”時，按國務委員宋健的要求，基本上要甩掉繪圖板)。
(5)北京工業系統共有改造價值的各種風機電泵裝機容量50萬千瓦，尚49萬多千瓦用變調速技術進行改造的任務，占總任務量的99.5%左右。
(6)工業是全市能源消耗大戶。1992年，北京工業系統占全市能耗總量的59.5%。而北京是一個能源嚴重缺乏的城市，1992年北京工業系統萬元產值能耗折合標煤為2.47噸，比上海的1.57噸高57%，比天津的2.15噸高14%，比先進的工業化國家高近9倍。因此，北京工業系統節能降耗的任務非常重，而電力電子技術是節能降耗的王牌。
2.北京用機電一體化技術加速產品更新換代，提高市場占有率的呼聲高，有壓力。北京市的工業產品大約有3萬種，每年約開發試制新產品3000種，更新周期很長。由于更新換代速度跟不上市場變化的需要，影響了北京工業產品的競爭能力。
1993年，北京市工業系統生產的機電一體化產品約837種，在當年生產的產品品種總數中僅占7.8%左右。其中：機械局系統主要產品約1200種，機電一體化產品不到150種機電一體化產品所占比例僅4%強；儀器儀表總公司系統主要產品350種，機電一體化產品210種，機電一體化產品所占比例為60%；輕工系統主要產品總數為649種，機電一體化、智能化產品15種，機電一體化、智能化產品所占比例約2.3%；汽車工業總公司系統平均每輛汽車的總成本為3.5萬元，每輛汽車平均裝用電子產品的費用約300元，不是總成本的1%；與國外約28%的先進水平相差甚遠；與國內先進水平相差一半左右。
3.北京用機電一體化產品取代技術含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、擾民產品的責任重，有意義。在北京工業系統中，能耗、耗水大戶，對環境污染嚴重的企業還占相當大的比重，且不少地處城區和近郊區。近年來北京的工業結構、產品結構雖然幾經調整，但由于多種原因，成效一直不夠明顯。這里面固然有上級領導部門的政出多門問題，有企業的“故土難離”“死守故業”問題，但不可否認也有優化不出理想的產業，優選不出中意的產品問題。上佳的答案早就擺在了這些企業的面前，這就是發展機電一體化，開發和生產有關的機電一體化產品。機電一體化產品功能強、性能好、質量高、成本低，且具有柔性，可根據市場需要和用戶反映時產品結構和生產過程做必要的調整、改革，而無須改換設備。這是解決機電產品多品種、少批量生產的重要出路。同時，可為傳統的機械工業注入新鮮血液，帶來新的活力，把機械生產從繁重的體力勞動中解脫出來，實現文明生產。
另外，從市場需求的角度看，由于我國研制、開發機電一體化產品的歷史不長，差距較大，許多產品的品種、數量、檔次、質量都不能滿足需求，每年進口量都比較大，因此亟需發展。
(二)北京“機電一體化”工作的任務
北京在機電一體化方面的任務可以概括為兩句話：一句話是廣泛深入地用機電一體化技術改造傳統產業；另一句話是大張旗鼓地開發機電一體化產品，促進機電產品的更新換代。總的目的是促進機電一體產業的形成、為北京產業結構和產品結構調整作貢獻。
1.北京應用機電一體化技術改造傳統產業的工作重點
(1)大力采用模糊技術，工業爐窯改造應上新臺階
國內外成功的范例表明，應用模糊技術改造工業爐窯比單純用計算機和pid技術好的多。因此，我們建議今后北京在改造工業爐窯時要大力推廣應用模糊技術，到2000年，對應該進行改造但尚未改造的近250座工業爐窯要用模糊技術等先進電子信息技術改造完畢，其中采用模糊技術改造要在80%。
(2)積極采用數控技術，機床高備改造要達新水平
對機床設備的改造重點應放在經濟型數控系統的推廣應用上。根據需要和可能，到1995年，北京應該改造的機床設備(8420臺)的改造率要達80%以上，到本世紀末要改造完畢。
(3)努力推廣變頻調速技術，風機電泵改造要攀新高度
風機、電泵采用變頻調速后一般可節電20%以上，效果十分顯著。因此，在今后幾乎，北京要把交流變頻調速技術的推廣應用作為重點來抓。到1995年，應該采用變頻調速技術改造的風機、電泵要改造完60%；到本世紀末，北京的風機、電泵和其它調速電機要普遍；采用先進的變頻調速技術。
(4)優先應用cad／cam技術，工業設計水平提高要有新目標
北京工業產品更新換代慢，設計工作跟不上需求變化是重要原因之一。目前，北京工業系統cad的應用率為17%，cad的覆蓋率為11%，到1995年應分別達到20%和15%，本世紀末，要力爭分別達到55%和45%。
2.北京機電一體化產品開發的奮斗目標
(1)總體目標：到1995年全市的機電一體化產品數應不少于800種，2000年，應不少于2000種，機電產品的機電一體化率分別達到25%和60%。
(2)單項目標：
·機床數控化率：1995年，產量數控化率達5%，產值數控化率達16%；2000年，分別達12%和40%。
·汽車電子化程度：1995年，平均每輛汽車上裝用和電子產品的費用不少于1000元，在整車成本中所占比例不低于3%；到2000年分別不少于3000元，不低于8%。
·plc的開發生產能力：“八五”期間，開發能力要穩居全國首位；“九五”北京要成為全國主要的plc生產基地之一。
·“電力電子”開發生產能力：“八五”期間掌握第二代電力電子器件的批量生產技術和第三代電力電子器件的開發技術。“九五”期間第三代電力電子器件的生產要形成經濟批量。在電力電子產品應用方面，“八五”期間，開關電源、高頻電源、逆變電源要成為拳頭產品；交流變頻調速裝置要達到批量生產程度；高頻電子鎮流器要能出口創匯；“九五”，北京要形成一個具有電力電子器件、電力電子裝置研制、生產、開發、推廣綜合配套能力的高新技術產業。
·模糊控制器的開發生產能力：“八五”要把北京建成全國模糊技術控制器的開發生產基地，開發出用于工業爐窯改造，壓力、溫度、流量控制的模糊技術控制系統典型產品來；交逐步將模糊技術應用于家用電器中。1995年，空調器、洗衣機、電冰箱、吸塵器、電風扇等家用電器產品模糊控制器的普及率要分別達到15、20%、5%、15%、8%左右。到本世紀末，北京家用電器模糊技術普及率要達到50%以上。
·其它機電一體化產品的開發生產能力：微機控制多色印刷機要穩居全國第一；電子醫療儀器的開發、生產爭取在“八五”有較大突破，“九五”在品種和產量上全國領先；在“八五”期間，以30萬千瓦汽輪發電機組為代表的發電設備要形成綜合配套能力，打出規模效益來；數字化、智能化儀器儀表，自動化裝置要上品種、上批量……
總之，機電一體化技術既是振興傳統機電工業的新鮮血液和源動力，又是開啟北京機電行業產品結構、產業結構調整大門的鑰匙。如果北京完成好上面所建議的“機電一體化”發展兩方面的目標，那么，到本世紀末，北京就會形成一個銷售額超過200億元的機電一體化產業。其中，數控機床、機電一體化印刷系統、新型電子醫療設備和數字化智能化儀器儀表等機電一體化裝備銷售額可超過150億元；“電力電子”的銷售額可超過20億元；plc模糊控制器等銷售額可超過15億元；汽車電子化、自動化智能化輕工民用電器產品銷售額可超過25億元。機電一體化產業不僅是北京高新技術產業的主力軍，也是機電行業停工、待產、明虧、潛虧企業的出路所在。
五、北京發展“機電一體化”的對策
(一)加強統籌安排，協調發展計劃
目前，北京地區從事“機電一體化”研究開發及生產的單位很多。各自都有一套發展策略和計是。同時，市政府各有關委、辦、局(總公司)也有不少相應的發展計劃與規劃。各單位的計劃由于受各自立足點、著眼點的限制，難免只考慮局部利益，市政府各主管部門的有關計劃和規劃，也有統一考慮不足，統籌安排不夠的問題，全市缺少綜觀全局的有權威性的發展計劃和戰略規劃。因此，建議市政府責成有關機構在進行深入調查研究、科學分析的基礎上，制定出北京統管全局的“機電一體化”研究、開發、生產計劃和規劃，避免開發上重復，生產上撞車!
(二)強化行業管理，發揮“協會”作用
目前，北京“機電一體化”較熱，而按目前的行業劃分方法和管理體制，“政出多門”是難哆的。因此，北京有必要明確一個“機電一體化”行業的統管機構，根據目前國家政治體制改革和經濟體制改革的精神，以及機電一體化行業特點，我們建議，盡快加強北京機電一體化協會的建設，賦予其行業管理職能。
“協會”要進一步擴大領導機構——理事會的代表層面和復蓋面，要加強辦公室、秘書處的建設；要通過其精明干練的辦事機構、經濟實體，組織“行業”發展計劃、戰略規劃的擬制；指導行業布點布局的調整，進行發展突破口的選擇，抓好重點工程的試點和有關項目的發標、招標工作……
(三)優化發展環境、增大支持力度
優化發展環境指通過宣傳群眾，造成一種社會上下、企業內外都重視、支持“機電一體化”發展的氛圍，如盡快為外商到北京投資發展“機電一體化”產業提供方便；盡可能為興辦開發、生產機電一體化產品的高新技術企業開綠燈；盡力為開發、生產機電一體化產品調配好資源要素等。
增大支持力度，在技術政策上，要嚴格限制耗電、耗水、耗材高的傳統產品的發展，對未采用機電一體化技術落后產品限制強制淘汰；大力提倡用機電一體化技術對傳統產業進行改造，對有關機電一體化技術對傳統產業乾地改造，對有關技術開發、應用項目優先立項、優先支持，對在技術開發、應用中做出貢獻的單位領導、科技人員進行表彰獎勵等。
在經濟政策上，要多給機電一體化科研攻關課題、開發應用項目利用科技專項基金和科技三項費用的機會；銀行發設貸款要多向機電一體化技術改進、生產合資和機電一體化產業規模化建設項目上傾斜；成立“機電一體化”發展基金，支持機電一體化生產發展等。
(四)突出發展重點，兼顧“兩個層次”
機電一體化產業復蓋面非常廣，而我們的財力、人力和物力是有限的，因此我們在抓機電一體化產業發展時不能面面俱到、平鋪直敘，而應分清主次，大膽取舍，有所為，有所不為。要注意抓兩個層次上的工作。第一個層次是“面上”的工作，即用電子信息技術對傳統產業進行改造，在傳統的機電設備上植入或嫁接上微電子(計算機)裝置，使“機械”和“電子”技術在淺層次上結合。第二個層次是“提高”工作，即在新產品設計之初，就把“機械”與“電子”統一起來進行考慮，使“機械”與“電子”密不可分，深度結合，生產出來的新產品起碼正做到機電一體化。
我們認為，北京“機電一體化”發展，當務之急，重中之重是：
抓緊開發生產gto、gtr、vdmos等新型電力電子器件及其應用裝置——交流變頻調速器、逆變焊機、高頻電子鎮流器等，用電力電子技術進行的節能、節材為主要目的的技術改造；
抓緊推廣應用經濟型數控系統，改造機床設備；開發生產低、中檔數控系統；
第6篇：微電子技術論文范文
論文摘 要： 概括說明機械電子控制產業發展的情況，重點介紹計算機技術在機械電子控制產業領域以及工業生產制造和人們日常生活中的廣泛應用。
0 引言
現代科學技術的發展極大地推動了機械工業領域的變革，同時給相關生產產業帶來了巨大的影響，提高了生產水平和技術。隨著各種技術之間相融合的發展，以計算機電子技術、機械技術為核心的機電控制領域將給工業及科研等領域帶來更多的實際應用。
1 計算機技術與機電控制技術的發展概況
1.1 計算機控制理論的形成與技術的發展
忽略數字信號的量化效應，可以將計算機控制系統看成采樣控制系統，在這一系統中，將其中連續的環節離散化，則整個系統又可看成由不同的離散系統構成。計算機控制理論的發展主要是將采樣理論、差分方程、變換理論、狀態空間理論和系統辨識自適應控制等理論綜合應用到控制技術中，使計算機控制系統有了初步發展。對于結構復雜、時變的非線性系統，控制系統則融入了魯棒控制、模糊控制、預測控制等多種新型理論，逐步形成了工業過程控制系統的一個新方向。
自世界第一臺電子計算機問世后，計算機首先被用來自動檢測化工生產過程的過程參量并進行相關的數據處理，同時也研究了計算機的開環控制。到二十世紀六十年代，出現了用于過程控制的計算機，實現了直接數字控制。后經集中式計算機控制系統發展到現在的以微處理器為核心的分層式控制系統控制，通過計算機對生產過程進行集中監視、操作和管理控制等。伴隨著計算機處理器等技術的發展，計算機控制技術也隨之發生相應的變革，最終應用到工業生產中并對其產生巨大影響。
1.2 機械和電子控制技術的發展和現狀
在生產、科研等諸多領域里，有大量的物理量需要按某種變化規律進行控制。在二十世紀三十年代之前，工業生產多處于手工操作的狀態。最初采用基地式儀表控制壓力溫度等在一恒定范圍內，初步有了對工業生產的機械控制實踐。隨著電子技術的迅速發展和計算機控制系統的出現，直接實現了工業生產中各參量和過程的數字控制。計算機的微型化使控制技術更加智能化，同時將機械、電子、計算機技術和控制技術有機結合的機電一體化技術也得到迅猛發展，且越來越被廣泛的應用到各生產領域。目前主要形成并應用的機電控制技術主要有pid控制，pid是經典控制理論的代表，它吸收了智能控制思想并利用計算機的優勢，形成了自適應pid和非線性pid等更利于控制的變種pid控制器。另外還有模糊控制（flc）、變結構控制等，均隨著計算機領域的發展在不斷地拓寬。
2 機電一體化的發展及在工業上的廣泛應用
2.1 機電一體化的簡介和生產應用
機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及計算機軟件系統集合起來所構成的系統總稱，綜合運用機械技術、微電子技術、計算機技術、電力電子技術等對各生產領域的控制過程進行監督操作。它主要應用領域有數控機床，通過相應的數控技術，在工業操作上結構、功能、操作精度上都有明顯的提高。采用多cpu和多主線的體系結構，豐富了數控功能，也提高了生產效率。
柔性制造系統的應用是計算機技術和制造系統在機電控制工業的應用，是計算機化的制造系統。它主要由計算機、數控機床、自動化倉庫等組成。在工業上，它可以隨機地、按量地按照裝配部門的要求，生產其能力范圍內的任何工件，更適用于多品種，小批量等的離散零件的批量生產。
交流傳動技術的發展也是隨著電子技術和計算機技術的發展在工業上有了重要的應用，尤其是在鋼鐵工業中，使復雜的矢量控制技術得以實現，無論是大容量電機還是小容量電機現均可使同步電機或者異步電機實現可逆滑調速。也使交流傳動系統在軋鋼生產中得到廣泛的應用。
可編程控制器（plc）是集計算機技術和自動控制化技術于一體的新型控制系統。這一系統解決了工業控制系統中大量開關控制的問題，逐漸取代了耗能多、故障率高的繼電器控制系統。隨著plc技術的進步，其應用領域更是不斷擴大，可采集存儲數據，還可對控制系統進行監控。plc能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環控制。這種過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應用。此外，隨著工廠網絡自動化的發展，plc可實現通信及聯網功能，更有助于工業生產的控制過程的監控。如今，plc技術已經被廣泛應用于冶金、石油、化工、建材、機械制造、電力、汽車、輕工、環保以及文化娛樂等各行各業。
2.2 計算機在機械和電子控制產業的應用實例
計算機技術和機械電子控制技術一體化的有機結合，不斷使相關的新技術應用到更多的領域中去，這些應用到的領域已經不再局限于工業的生產，更多技術是切身關系到我們日常的工作和生活。下面舉幾個具體實例來介紹計算機技術和機電控制相結合的實際應用。
plc實現了機械手移動工件的控制過程。隨著世界經濟和技術的發展，人類活動的范圍不斷擴大，機器人的應用正迅速向社會生產和生活的各個領域擴展，并從制造領域轉向非制造領域，各種各樣的機器人產品隨之出現。隨著機器人的生產和大量應用，很多領域，許多單一、重復的機械工作由機器人（也稱機械手）來完成。工業機器人是一種能進行自動控制的、可重復編程的、多功能的、多自由度的、多用途的操作機，廣泛采用工業機器人，不僅可提高產品的質量與產量，而且對保障人身安全，改善勞動環境，減輕勞動強度，提高勞動生產率，節約原材料消耗以及降低生產成本有重要意義。與計算機及網絡技術相結合應用的工業機器人的廣泛使用正在日益改變著人類的生產和生活方式。
農業方面，機械作業過程中駕駛室內的儀表盤正迅速由電子監視儀表取代并逐步由單一參數顯示方式向智能化信息顯示終端過渡，以此來改善人機交互界面。這種智能化顯示終端又被稱為虛擬化儀器顯示終端（virtual display terminal），它代表了當代儀器與控制裝置發展的主流方向。它可通過屏幕任意選擇顯示機組中不同部分的終端信息，在屏幕上按操作者的需求，調用數據庫信息，顯示數據、圖形、語音等多媒體信息。另外，還可以將數據信息動態存入類似信用卡尺寸大小的高密度智能化數據存儲卡，將農業作業過程的數據信息通過智能卡帶回辦公室，由計算機應用高級軟件進行處理。也可以將管理者的決策和操作指令通過智能卡傳送到拖拉機上的智能控制終端，實現自動控制農機的操作。
plc在自動售貨機中的應用。自動售貨機通過顧客選擇商品開關，投入的硬幣值由plc驅動數碼管顯示，經過光傳感器識別，通過判斷，進行下一步操作，經過plc的系統控制和信號輸出完成售賣過程。計算機技術和機電自動控制在自動售貨機中的這項應用極大方便了人們的生活，也使plc的應用更加廣泛。
交通信號燈系統也是微機軟件應用到電子控制系統中的典型實例。通過主要應用plc技術控制十字路口的信號燈動作。準確無誤的完成信號燈的變燈動作來控制時間，這項應用更是極大方便了人們日常生活工作的出行。
電腦橫機中計算機技術的應用給機械編織行業帶來了巨大的變革。現在的電腦橫機是一種涉及到計算機、機械、電子、控制等諸多領域的復雜系統。電腦橫機的編織是一個極其復雜的過程，最初的橫機是手動橫機，只能勝任比較簡單的編織過程。隨著計算機技術應用到電腦橫機中，通過電腦的自動控制，設計人員可對編織花型進行數字化設計，通過計算機數字直接控制機械的退圈、墊沙、脫圈、彎沙等相應的機械編織動作，由計算機指令控制系統完成整個設計的編織，極大地提高了工業生產效率。
與機電一體化相關的技術還有很多，并且隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，以機械技術、微電子技術的有機結合為主體的機電一體化技術是機械工業發展的必然趨勢。
3 總結
在機械生產領域，電子技術和計算機技術的融入發展，機電一體化的形成是機械工業中的重要變革。通過不斷發展的計算機技術，使機電一體化相關的技術在諸多領域中得到了廣泛的應用。
參考文獻：
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第7篇：微電子技術論文范文
論文關鍵詞：核
1引言
EDA是（ElectronicDesignAutomation）的縮寫即電子設計自動化。EDA的關鍵技術之一就是IP核（IntellectualProperty)。IP核是一段具有特定電路功能的硬件描述語言程序，具有可移植性，并具有很高的通用性和靈活性，可以通過軟件編程完成用戶需要的，不同的，特定的功能，可以任意使用在各種嵌入式微控制系統中。嵌入式IP核的應用，大幅降低了設計成本，縮短了設計周期，成為當今SOC的重要設計手段。在EDA技術和開發中占有重要的地位。
2系統介紹
本文的設計工具是Altera公司的QuartusII，用VHDL語言進行描述，采用自頂向下的設計原則。MC8051IPCore頂層結構圖如圖1所示，圖1中指示了mc8051_core的頂層結構以及與三個存儲模塊的連接關系，同時顯示了頂層的輸入輸出I/O口。定時器/計數器和串行接口單元對應于圖1中的mc8051_tmrctr和mc8051_siu模塊，數量是可選擇的，在圖中用虛線表示。MC8051IPCore核心由定時器/計數器、ALU、串行接口和控制單元各模塊組成。ROM和RAM模塊不包括于核心內，處于設計的頂層，方便于不同的應用設計及仿真。
圖1MC8051IPCore頂層結構圖
3系統實現
3.1可編程時間間隔定時/計數器8254的設計
任何微型計算機系統中都存在定時控制問題，可編程時間間隔定時/計數器8254的設計是在使用軟件控制下的精確時間延遲，這樣可以解決定時控制問題。內部結構如圖2所示。
圖28254內部結構圖
3.28259的設計
分析8259A的功能和內部結構可知，本單元應分成五個部分三個模塊來實現，模塊層次關系如圖3所示：
圖38259層次關系圖
各模塊的主要功能如下：
數據緩沖模塊：對8259A數據緩沖和暫存。
讀寫控制模塊：負責8259A的所有初始化工作及讀寫操作。
中斷請求模塊：負責中斷詢求、中斷信號的產生及判優。
中斷控制模塊：完成中斷應答功能，中斷向量的生成，級聯選通，主從功能設置等這一系列功能。
優先級控制模塊：設定實現不同的優先級判別方式。
3.3MCS-51IP核的設計
按照自頂向下的設計原則，整個系統分為：控制模塊、定時/計數模塊、算術邏輯模塊ALU、串行通信模塊四個功能模塊，而RAM和ROM在使用時，只根據需要進行定制。系統核心由定時器/計數器、ALU、串行接口和控制單元各模塊組成。ROM和RAM模塊為方便各種應用設計和仿真，處于設計的頂層。在本設計中控制單元主要完成操作指令譯碼、時序邏輯控制、中斷響應優先順序處理和微操作控制等功能。它分為中斷的響應及指令的譯碼子模塊和微操作控制模塊兩個子模塊。其中，ontrol_fsm模塊產生各指令的控制信號并主要實現MCS-51中斷的響應，ontrol_fsm模塊產生微操作信號的具體操作過程，控制RAM存儲器的讀寫地址及數據傳輸、PC寄存器的賦值、串口與定時器的中斷信號處理、中斷的查詢、SFR的讀寫等功能。在定時/計數器單元，本設計能保證計數速率為1/12個振蕩器頻率。計數脈沖在選擇計數器工作模式時在來自相應的外部輸入引腳T0或Tl。對外部輸入信號的占空比這一電平至少要保持一個機器周期，因為必須確保某一給定的電平在變化之前至少被采樣一次。算術邏輯運算模塊設計調試以優化后綜合后產生的模塊符號圖如圖4所示，該工程項目文件可在其它邏輯電路設計中直接調用。
圖4ALU模塊符號圖
通過前面的模塊設計和綜合后生成MSC-51單片機系統，如圖5所示：
圖5mc8051最終圖形
4．結束語
EDA技術近年來發展速度令人驚奇，它作為當下電子設計技術的核心，被廣泛的應用在電子系統設計中。
本文創新點：1.采用完全同步設計，即整個SOC系統都是在統一工作時鐘的協調下工作的。內部采用鎖相環進行分頻得到其它工作頻率。2.指令集和標準8051微控制器完全兼容。3.優化的CPU時序使得完成一條指令最多只需1~4個時鐘周期，執行性能優于標準8051微控制器8倍左右，提高其運算速度。4.用戶可選擇定時器/計數器、串行接口單元的數量。5.新增了特殊功能寄存器用于選擇不同的定時器/計數器、串行接口單元。6.可選擇是否使用乘法器（乘法指令MUL）。7.可選擇是否使用除法器（除法指令DIV）。8.可選擇是否使用十進制調整功能（十進制調整指令DA）。9.I/O口不復用。10.內部帶256BytesRAM。11.最多可擴展至64Kbytes的ROM和64Kbytes的RAM。12.最多可擴展至64Kbytes的ROM和64Kbytes的RAM。
參考文獻
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3 劉小俊,宋仲康.基于VHDL語言的全雙工異步接收發送器的設計[J]微計算機信息2005.01:156-157.
第8篇：微電子技術論文范文
【論文摘要】：介紹了光機電一體化技術特征，研究了國內外技術現狀和發展趨勢，指出了未來發展前景和一些重要技術熱點。
近些年來，光機電一體化技術得到迅猛發展，在民用工業和軍事領域得到廣泛地應用。因此，光機電一體化技術成為當今機械工業技術發展的一個主要趨勢。
1.光機電一體化技術特征
光機電一體化系統主要由動力、機構、執行器、計算機和傳感器五個部分組成，相互構成一個功能完善的柔性自動化系統。其中計算機軟硬件和傳感器是光機電一體化技術的重要組成要素。與傳統的機械產品比較，光機電一體化產品具有以下技術特征。
1.1體積小，重量輕，適應性強，操作更方便
光機電一體化技術使得操作人員擺脫了以往必須按規定操作程序或節后頻繁緊張地進行單調重復操作的工作方式，可以靈活方便地按需控制和改變生產操作程序，任何一臺光機電一體化裝置的動作，可由預設的程序一步一步控制實現，甚至實現操作全自動化和智能化。
1.2功能增加，精度大幅提高
光機電一體化系統包括以激光、電腦等現代技術集成開發的自動化、智能化機構設備、儀器儀表和元器件。電子技術的采用使得包饋控制水平提高，運算速度加快，通過電子自動控制系統可精確按預設動作，其自行診斷、校正、補償功能可減少誤差，達到靠單純機械方式所不能實現的工作精度。同時，由于機械傳動部件減少，機械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。
1.3部分硬件實現軟件化，智能化程度提高
傳統機械設備一般不具有自維修或自診斷功能。光機電一體化技術使得電子裝置能按照人的意圖進行自動控制、自動檢測、信息采集及處理、調節、修正、補償、自診斷、自動保護直至自動記錄、顯示、打印工作結果。通過改變程序，指令等軟件內容而無需改動硬件部分就可變換產品的功能，使機械控制功能內容的確定和變化趨勢向"軟件化"和"智能化"。
1.4產品可靠性得到提高，使用壽命增長
傳統的機械裝置的運動部分，一般都伴隨著磨損及運動部件配合間隙所引起的動作誤差，導致可動摩擦、撞擊、振動等加重，嚴格影響裝置壽命、穩定性和可靠性。而光機電一體化技術的應用，使裝置的可動部件減少，磨損也大為減少，像集成化接近開關甚至無可動部件、無機械磨損。因此，裝置的壽命提高，故障率降低，從而提高了產品的可靠性和穩定性。
1.5融合了多種學科新技術，衍生出許多功能更強、性能更好的新產品
光機電一體化產品的研究開發涉及到許多學科和專業知識，包括數學、物理學、化學、聲學、機械工程學、電力電子學、電工學、系統工程學、光學、控制論、信息論和計算機科學等。例如人們很熟悉的靜電復印機、彩色印像機等，就是一種由機、電、光、磁、化學等多種學科和技術復合創新的新型產品。光機電一體化技術將光電子技術、傳感器技術、控制技術與機械技術各自的優勢結合起來，衍生出許多功能更強、性能更好的新一代技術裝備。
1.6產品系統性增強，各部分系統間協調性要求提高
光機電一體化是一門學科的邊緣科學技術，多種技術的綜合及多個部分的組合，使得光機電一體化技術及產品更具有系統性、完整性和科學性。其各個組成部分在綜合成一個完整的系統中相互配合有嚴格的要求，這就要求各種技術揚長避短，提高系統協調性。
2.研究現狀和發展趨勢
2.1研究現狀
自從我國實行改革開放以來，科技領域急起直追，我國的光機電一體化技術已取得明顯的成效，數控產品有了很大的提高，尤其是經濟型靈敏數控裝置發展很快，是我國特有的經濟實用產品，不但適用國內市場的需要，部分產品還隨主機配套出口。國內的機械產品采用可編程控制器（PC）和微電子技術控制設備也越來越多，覆蓋面也日益擴大，從紡織機械、軸承加工設備、機床、注塑機到橡膠輪胎成型機、重型機械、輕工業機械都是如此，我國自行研制和生產的光機電設備，在質量上也有重大突破，為今后的推廣應用打下了良好的基礎。
2.2發展趨勢
光機電一體化技術已經滲透到各個學科、領域，成為一種新興的學科，并逐漸成為一種產業，而這些產業作為新的經濟增長點越來越受到高度重視。從世界科學技術的發展情況來看，光機電一體化技術的未來技術熱點主要包括：
（1）激光技術
1）高單色性，利用激光高單色性作精密測量時，可極大地提高測量精度和量程。
2）高方向性，因具有很遠距離傳輸光能和傳輸控制指令的能力，從而可以進行遠距離激光通信、激光測距、激光雷達、激光導航以及遙控。
3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦點附近可產生幾千到幾萬度的高溫，可使照射點物體熔化或汽化，對各種各樣材料和產品進行特種加工。
4）相干性，由于激光速頻率單一、相位方向相同。適用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光學計算機的研制，而在實際運用中也會通過一些激光技術改變激光輻射的特性，應用范圍更廣。
（2）傳感檢測技術
1）激光準直，能夠測量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三維空間的基準測量。
2）激光測距，其探測距離遠，測距精度高，抗干擾性強，體積小，重量輕，但受天然影響大。
3）光纖探測器，在目標很小，間隔受限或危險的環境中，最常選用的是光纖探測器。
其他還有激光打孔、刻槽=標記、光化學沉積等加工技術。
（3）激光快速成型技術
激光快速成型是利用計算機將復雜的三維物體轉化為二維層，將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結，由點、線構造零件的面（層），然后逐層成型。激光快速成型技術可使新產品及早投放市場，極大地提高了汽車生產企業對市場的適應能力和產品的競爭能力。
（4）光能驅動技術
利用光致變形材料可制作光致動器和光機器人。現已研制成功一種光致動器，其工作原理是將光照在形狀記憶合金上，反復地通、斷使材料伸縮，再利用感溫磁性體的溫度特性，將材料末端吸附在襯底上。利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性，加上光的通斷便能實現所要求的動作。實驗驗證，該致動器能可在頂面步行。這種狀態目標處于初級階段，如果能發現具有優異光作用特性的動態物質，則可使光能驅動技術廣泛應用。
3.結語
技術上的改革和與之相配套的技術支持是創新技術的基礎。開發光機電一體化產品有不同的層次和靈活的自由度。在機械技術中恰當地引入電子技術，產品的面貌和行業的面貌就可以迅速發生巨大變化。產品一旦實現光機電一體化，便具有很高的功能水平和附加價值，將給開發生產者和用戶帶來巨大的社會經濟效益。
參考文獻
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第9篇：微電子技術論文范文
[論文摘要]機電一體化產品的功能是通過其內部各組成部分功能的協調和綜合來共同實現的。
一、機電一體化的基本概念
機電一體化是在以機械、電子技術和計算機科學為主的多門學科相互滲透、相互結合過程中逐漸形成和發展起來的一門新興邊緣技術學科，而機電一體化產品是在機械產品的基礎上，采用微電子技術和計算機技術生產出來的新一代產品。機電一體化技術同時也是工程領域不同種類技術的綜合及集合，它是建立在機械技術、微電子技術、計算機和信息處理技術、自動控制技術、電力電子技術、伺服驅動技術以及系統總體技術基礎之上的一種高新技術。與傳統的機電產品相比，機電一體化產品具有下述優越性。
（一）使用安全性和可靠性提高。機電一體化產品一般都具有自動監視、報警、自動診斷、自動保護等功能。在工作過程中，遇到過載、過壓、過流、短路等電力故障時，能自動采取保護措施，避免和減少人身和設備事故，顯著提高設備的使用安全性。
（二）生產能力和工作質量提高。機電一體化產品大都具有信息自動處理和自動控制功能，其控制和檢測的靈敏度、精度以及范圍都有很大程度的提高，通過自動控制系統可精確地保證機械的執行機構按照設計的要求完成預定的動作，使之不受機械操作者主觀因素的影響，從而實現最佳操作，保證最佳的工作質量和產品的合格率。同時，由于機電一體化產品實現了工作的自動化，使得生產能力大大提高。例如，數控機床對工件的加工穩定性大大提高，生產效率比普通機床提高5～6倍。
（三）使用性能改善。機電一體化產品普遍采用程序控制和數字顯示，操作按鈕和手柄數量顯著減少，使得操作大大簡化并且方便、簡單。機電一體化產品的工作過程根據預設的程序逐步由電子控制系統指揮實現，系統可重復實現全部動作。高級的機電一體化產品可通過被控對象的數學模型以及外界參數的變化隨機自尋最佳工作程序，實現自動最優化操作。
（四）具有復合功能并且適用面廣。機電一體化產品跳出了機電產品的單技術和單功能限制，具有復合技術和復合功能，使產品的功能水平和自動化程度大大提高。機電一體化產品一般具有自動化控制、自動補償、自動校驗、自動調節、自動保護和智能化等多種功能，能應用于不同的場合和不同領域，滿足用戶需求的應變能力較強。例如，電子式空氣斷路器具有保護特性可調、選擇性脫扣、正常通過電流與脫扣時電流的測量、顯示和故障自動診斷等功能，使其應用范圍大為擴大。
（五）調整和維護方便。機電一體化產品在安裝調試時，可通過改變控制程序來實現工作方式的改變，以適應不同用戶對象的需要以及現場參數變化的需要。這些控制程序可通過多種手段輸入到機電一體化產品的控制系統中，而不需要改變產品中的任何部件或零件。對于具有存儲功能的機電一體化產品，可以事先存入若干套不同的執行程序，然后根據不同的工作對象，只需給定一個代碼信號輸入，即可按指定的預定程序進行自動工作。機電一體化產品的自動化檢驗和自動監視功能可對工作過程中出現的故障自動采取措施，使工作恢復正常。
機電一體化技術和產品的應用范圍非常廣泛，涉及到工業生產過程的所有領域，因此，機電一體化產品的種類很多，而且還在不斷地增加。按照機電一體化產品的功能，可以將其分成下述幾類。
①數控機械類。主要產品包括數控機床、機器人、發動機控制系統以及全自動洗衣機等。這類產品的特點是執行機構為機械裝置。
②電子設備類。主要產品包括電火花加工機床、線切割機、超聲波加工機以及激光測量儀等。這類產品的特點是執行機構為電子裝置。
③機電結合類。主要產品包括自動探傷機、形狀自動識別裝置、CT掃描診斷機以及自動售貨機等。這類產品的特點是執行機構為電子裝置和機械裝置的有機結合。④電液伺服類。主要產品為機電液一體化的伺服裝置，如電子伺服萬能材料試驗機。這類產品的特點是執行機構為液壓驅動的機械裝置，控制機構是接受電信號的液壓伺服閥。
⑤信息控制類。主要產品包括傳真機、磁盤存儲器、磁帶錄像機、錄音機、復印機等。這類產品的主要特點是執行機構的動作由所接收的信息類信號來控制。除此之外，機電一體化產品還可根據機電技術的結合程度分為功能附加型、功能替代型和機電融合型三類。
二、機電一體化產品的構成及特點
機電一體化產品的功能是通過其內部各組成部分功能的協調和綜合來共同實現的。從其結構來看，機電一體化產品具有自動化、智能化和多功能的特性，而實現這種多功能一般需要機電一體化產品具備五種內部功能，即主功能、動力功能、檢測功能、控制功能和執行功能，而實現這些功能的各個組成部分及其技術就構成了機電一體化產品的總體或系統。
（一）機械系統。機電一體化產品的機械系統包括機身、框架、機械傳動和聯接等機械部分。這部分是實現產品功能的基礎，因此對機械結構提出了更高的要求，需在結構、材料、工藝加工及幾何尺寸等方面滿足機電一體化產品高效、多功能、可靠、節能和小型輕量等要求。
（二）動力系統。動力系統為機電一體化產品提供能量和動力功能，去驅動執行機構工作以完成預定的主功能。動力系統包括電、液、氣等動力源。機電一體化產品以電能利用為主，包括電源、電動機及驅動電路等。
（三）傳感與檢測系統。傳感器的作用是將機電一體化產品在運行過程中所需要的自身和外界環境的各種參數轉換成可以測定的物理量，同時利用檢測系統的功能對這些物理量進行測定，為機電一體化產品提供運行控制所需的各種信息。傳感與檢測系統的功能一般由測量儀器或儀表來實現，對其要求是體積小、便于安裝與聯接、檢測精度高、抗干擾等。
