智能化電子產(chǎn)品中單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)的電子科學(xué)技術(shù)也得到了很大的發(fā)展，電子科技產(chǎn)品更新?lián)Q代的頻率加快。隨著人們生活水平的不斷提高，對(duì)電子產(chǎn)品的功能要求越來(lái)越高，從而對(duì)智能化電子產(chǎn)品的需求量也大大增加。單片機(jī)憑借自身的優(yōu)勢(shì)被廣泛地應(yīng)用在智能化電子產(chǎn)品中，本文對(duì)智能化電子產(chǎn)品單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵詞：智能化電子產(chǎn)品；單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TP368.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2018）08-0045-03

Abstract：With the continuous development of the social economy，the electronic science and technology of our country has also been greatly developed，and the frequency of the updating of electronic science and technology products is faster. With the continuous improvement of peoples living standard，the demand for the function of electronic products is getting higher and higher，and the demand for intelligent electronic products is also increasing. With its own advantages，single-chip is widely used in intelligent electronic products. This paper briefly analyzes the application of single-chip computer technology in intelligent electronic products.

Keywords：intelligent electronic products；application of single-chip technology

0 引 言

在20世紀(jì)90年代興起了單片機(jī)技術(shù)，目前該技術(shù)的應(yīng)用愈發(fā)完善，從而在人們生活的各個(gè)方面都廣泛地應(yīng)用到該技術(shù)，并且成效還很好。在當(dāng)前智能化技術(shù)不斷發(fā)展，智能化電子市場(chǎng)不斷完善的環(huán)境中，單片機(jī)廣泛應(yīng)用在自動(dòng)測(cè)量、通訊交流、自控控制等智能化電子行業(yè)中，為智能化電子產(chǎn)品的研發(fā)提供了更好的條件，促進(jìn)智能化電子產(chǎn)品的研發(fā)和應(yīng)用。

1 單片機(jī)的概述

單片機(jī)是單片機(jī)微控器的簡(jiǎn)稱，它是一種集成電路技術(shù)，將計(jì)時(shí)器、中央處理器、隨機(jī)儲(chǔ)存器結(jié)合在一起，是一個(gè)比較完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，具有體積小、重量輕等特點(diǎn)。將輸入和輸出設(shè)備接在單片機(jī)的接口處，就形成了一個(gè)中樞控制系統(tǒng)，各種設(shè)備都利用這個(gè)中樞控制系統(tǒng)進(jìn)行改造。因自身所具有的優(yōu)勢(shì)，所以在各領(lǐng)域中得到了廣泛使用，且單片機(jī)有效地保障了這些領(lǐng)域的智能化發(fā)展。其應(yīng)用框架如圖1所示。

2 智能化電子產(chǎn)品中單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用

2.1 在電動(dòng)節(jié)能控制中的應(yīng)用

在工業(yè)生產(chǎn)中，電動(dòng)機(jī)的作用十分重要。但是在實(shí)際的使用中，電動(dòng)機(jī)的狀態(tài)基本上都是輕載、變動(dòng)負(fù)載，變動(dòng)負(fù)載要比百分之六十的額定負(fù)載還要低，所以電動(dòng)機(jī)實(shí)際的運(yùn)行效率不高，不僅沒(méi)有有效地提高工業(yè)生產(chǎn)力，還導(dǎo)致更多的電能資源被消耗，基于此，工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)目前面臨的最重要的一個(gè)問(wèn)題就是如何提高節(jié)能控制技術(shù)。在研究節(jié)能控制技術(shù)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，在不同場(chǎng)合所用的電動(dòng)機(jī)要安裝與其相應(yīng)的節(jié)能控制裝置才能有較好的成效，但是節(jié)能控制裝置的研發(fā)又十分復(fù)雜，所以在這種情況下，可以在節(jié)能控制裝置研發(fā)的過(guò)程中使用單片機(jī)技術(shù)，目前電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制裝置中所使用的是一種由三端雙向可控硅組成三項(xiàng)調(diào)壓電路的新型的節(jié)能控制器[1]。以下是單片機(jī)節(jié)能控制器的節(jié)能原理：在電機(jī)運(yùn)行的過(guò)程中主要產(chǎn)生的消耗就是機(jī)械消耗、轉(zhuǎn)子銅損、定子銅損、鐵損，除了機(jī)械消耗其他三種損耗都與電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中電流和電壓的平方比形成正比，這樣就可以將電動(dòng)機(jī)繞組端的電壓進(jìn)行有效降低，使發(fā)動(dòng)機(jī)減少電能在輕載或者空載狀態(tài)中的使用，從而達(dá)到節(jié)能的效果。目前依據(jù)不同的元件設(shè)計(jì)出了電抗器調(diào)壓、雙向晶閘管調(diào)壓、電機(jī)定子繞組星三角轉(zhuǎn)換調(diào)壓三種調(diào)壓節(jié)能裝置，在研發(fā)電動(dòng)機(jī)節(jié)能裝置中使用這三種調(diào)壓原理，使節(jié)能裝置在經(jīng)濟(jì)效益和運(yùn)行穩(wěn)定性這兩個(gè)方面實(shí)現(xiàn)節(jié)能，當(dāng)前在電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制技術(shù)中應(yīng)用最廣泛的調(diào)壓原理就是雙向晶閘管調(diào)壓。

2.2 在人類語(yǔ)言互動(dòng)開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用

在通訊發(fā)展的過(guò)程中，語(yǔ)言至關(guān)重要，同時(shí)語(yǔ)言又是最方便輕捷的方式。在電子技術(shù)快速發(fā)展的環(huán)境中，機(jī)器“語(yǔ)言”的研發(fā)是必然的發(fā)展趨勢(shì)，也是當(dāng)前智能化電子產(chǎn)品創(chuàng)新的有效途徑。[2]機(jī)器語(yǔ)言電子設(shè)備的使用，使人與人之間的溝通交流更為方便。隨著集成電路以及電子技術(shù)的不斷發(fā)展，產(chǎn)生了專用語(yǔ)言處理芯片，在智能化技術(shù)中單片機(jī)的應(yīng)用有較大的進(jìn)步。在研發(fā)電子鬧鐘自動(dòng)報(bào)時(shí)的過(guò)程中，可以采用波形編碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音合成，將語(yǔ)音數(shù)字信息進(jìn)行合理的編碼。然后將相關(guān)的信號(hào)取出來(lái)，然后分析信號(hào)數(shù)據(jù)，將重組以后的信號(hào)數(shù)據(jù)發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)接受到信號(hào)以后會(huì)對(duì)壓縮固化語(yǔ)音數(shù)據(jù)編碼，然后在具體應(yīng)用的場(chǎng)合中自動(dòng)地進(jìn)行合理的組合，合理地調(diào)用不同的語(yǔ)音編碼數(shù)據(jù)，然后通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的取讀以后將其還原成語(yǔ)音輸出，從而實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器的語(yǔ)音互通。

在設(shè)計(jì)硬件的時(shí)候要遵循耗能低、布局有效的原則，將中央處理器的具體運(yùn)行時(shí)間盡最大可能縮?。辉谠O(shè)計(jì)的時(shí)候也可以結(jié)合實(shí)際需求采用功率損耗較低的芯片，將芯片的數(shù)量相應(yīng)地減少，同時(shí)也要多使用中斷的方式減少軟件查詢方式的使用，從而保證智能化電子產(chǎn)品功率損耗低。

2.3 在自動(dòng)報(bào)警控制器中的應(yīng)用

目前在各個(gè)領(lǐng)域中廣泛使用各種安裝裝置，其中一個(gè)就是自動(dòng)報(bào)警裝置，尤其是火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警裝置更為常見(jiàn)，因?yàn)樵谌粘Ｉ钪?，火?zāi)是較為常見(jiàn)且危害性較大的一種災(zāi)害，在安全運(yùn)行中人們一直將火災(zāi)放在重點(diǎn)位置。為了使人們的生命財(cái)產(chǎn)安全得到有效的保障，在電子技術(shù)快速發(fā)展的過(guò)程中可以將電子集成電路運(yùn)用在火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警器當(dāng)中，使其更加優(yōu)化，并且對(duì)火災(zāi)還具有較強(qiáng)的控制能力，從而有效地減少經(jīng)濟(jì)損失。單片機(jī)在火災(zāi)報(bào)警器當(dāng)中是最不可忽視的一個(gè)重要組成部分，具有十分重要的作用。單片器在火災(zāi)探測(cè)器當(dāng)中的使用是利用其串行口對(duì)信號(hào)進(jìn)行輸入和輸出工作，在輸出輸入工作中全部都使用二總線，也就是兩根線，每一路用兩根線，并且可帶的報(bào)警信號(hào)為127個(gè)，每個(gè)報(bào)警號(hào)所對(duì)應(yīng)的地址都不相同，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，信號(hào)通過(guò)總線輸出并顯示火災(zāi)的地點(diǎn)，然后利用相關(guān)的信號(hào)啟動(dòng)相對(duì)應(yīng)的消防設(shè)備，使滅火工作順利進(jìn)行。并且火災(zāi)探測(cè)器利用單片機(jī)的串行口進(jìn)行工作，由于信號(hào)有較長(zhǎng)的傳輸距離，從而抗干擾性較好。因此在自動(dòng)報(bào)警裝置中使用單片機(jī)可以提高其準(zhǔn)確性和可靠性?；馂?zāi)探測(cè)器工作框架圖如圖2所示。

2.4 在車輛監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，私家車的數(shù)量也越來(lái)越多，特別是在一線二線城市，交通管理當(dāng)中最嚴(yán)重的就是道路擁堵。為了將這個(gè)問(wèn)題有效地解決，不斷地加大對(duì)車輛監(jiān)控系統(tǒng)的投入，單片機(jī)是車輛監(jiān)控系統(tǒng)中最不可或缺的一個(gè)部分。車輛監(jiān)控系統(tǒng)是在全球定位系統(tǒng)、通信技術(shù)以及地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行，而單片機(jī)在車輛監(jiān)控系統(tǒng)中的位置就是控制中心。單片機(jī)利用無(wú)線通信技術(shù)，接受車載上的數(shù)據(jù)，然后再將該數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，監(jiān)控中心將這些數(shù)據(jù)接收并進(jìn)行分析處理，然后中心再發(fā)出信號(hào)，對(duì)車輛進(jìn)行監(jiān)控和追蹤，從而建立完善的車輛監(jiān)控系統(tǒng)。[3]除此之外，車輛監(jiān)控系統(tǒng)不僅僅要準(zhǔn)確地對(duì)車輛進(jìn)行定位以及全面監(jiān)控，還要將人機(jī)與車輛交互這個(gè)功能實(shí)現(xiàn)。車輛監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中有定位系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等許多環(huán)節(jié)，在這些環(huán)節(jié)當(dāng)中核心技術(shù)就是單片機(jī)技術(shù)，因?yàn)閱纹瑱C(jī)自身存在很多技術(shù)，如模擬外設(shè)技術(shù)、數(shù)字外設(shè)技術(shù)等，還可以監(jiān)控繼電器，從而實(shí)現(xiàn)斷電和報(bào)警等功能。

3 單片機(jī)的開(kāi)發(fā)利用

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，單片機(jī)不斷地進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，逐步發(fā)展為多位單片機(jī)。當(dāng)前使用的主要是8機(jī)位的單片機(jī)，但是在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展的情形中，單片機(jī)也慢慢正在將處理信息的位數(shù)增加到32位、64位，進(jìn)一步擴(kuò)大信息獲取量以及地址儲(chǔ)存量，其運(yùn)行速度以及運(yùn)行穩(wěn)定性也在不斷增加。在當(dāng)前使用單片機(jī)的過(guò)程中一般都會(huì)采用EFT技術(shù)，從而提高單片機(jī)的抗干擾性，降低信號(hào)對(duì)其的干擾，給系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)的準(zhǔn)確性提供更好的保障。可以加強(qiáng)對(duì)表面貼技術(shù)的利用，從而保證OPT芯片的良好接觸，使單片機(jī)的運(yùn)行可靠性得到進(jìn)一步提高。同時(shí)可以采用驅(qū)動(dòng)技術(shù)對(duì)單片機(jī)進(jìn)行降噪處理，從而減少其他信號(hào)對(duì)單片機(jī)的干擾。

但是目前使用的單片機(jī)的主要特點(diǎn)就是耗能低、種類多、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易，比較適合用在對(duì)C語(yǔ)音的開(kāi)發(fā)當(dāng)中。要將適用環(huán)境以及市場(chǎng)需求結(jié)合起來(lái)對(duì)單片機(jī)進(jìn)行研發(fā)，同時(shí)要注意成本和性能的要求，將不同優(yōu)勢(shì)、不同特點(diǎn)以及不同性能的單片機(jī)研發(fā)出來(lái)，從而滿足多領(lǐng)域?qū)纹瑱C(jī)的需求。在語(yǔ)言編制的過(guò)程中，相關(guān)技術(shù)人員要將C語(yǔ)音進(jìn)行全面的優(yōu)化和利用，尤其是對(duì)其繼承性特點(diǎn)的利用，從而對(duì)其進(jìn)行模塊化管理，通過(guò)編程對(duì)所需性能進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，減少單片機(jī)的能耗，并提高它的安全性和穩(wěn)定性，同時(shí)，對(duì)于平臺(tái)和軟件的建設(shè)要進(jìn)行充分的考慮，對(duì)接口、驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，使單片機(jī)的發(fā)展更具有前景。

4 結(jié) 論

綜上所述，在當(dāng)前的社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境中，將單片機(jī)技術(shù)有效地應(yīng)用在智能化電子產(chǎn)品當(dāng)中，利用單片機(jī)自身的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)將電子產(chǎn)品的功能和性價(jià)比進(jìn)行有效提高，此外還可以將單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用到語(yǔ)言合成領(lǐng)域中，使交通系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)得到更好的發(fā)展。從當(dāng)前來(lái)看，單片機(jī)的發(fā)展方向主要是控制的穩(wěn)定性以及節(jié)約環(huán)保，單片機(jī)技術(shù)的不斷完善使單片機(jī)的發(fā)展空間更加廣闊。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 黃思淳，高智凱，杜宏智.單片機(jī)電子技術(shù)應(yīng)用 [J].藝術(shù)科技，2016（9）：417.

作者簡(jiǎn)介：蔣建方（1990-），男，漢族，廣東河源人，助理講師，本科。研究方向：電子與信息技術(shù)。