單片機在智能電子設(shè)備中的應(yīng)用

文/李菁川

1 單片機的內(nèi)涵

20世紀90年代，單片機技術(shù)就已經(jīng)得到了發(fā)展，目前該技術(shù)的應(yīng)用臻于成熟，被廣泛地應(yīng)用到人們生產(chǎn)和生活的各個領(lǐng)域之中，并且收到了良好的成效。21世紀，人們更加重視智能化技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，單片機技術(shù)的發(fā)展進入一個新的歷史階段，其在智能儀表、自動測量、通訊交流和自動控制等智能化的電子領(lǐng)域中有了更加廣泛的應(yīng)用。電子行業(yè)是現(xiàn)代工程發(fā)展中的新興行業(yè),在實際的工程應(yīng)用中,通過電子信息技術(shù)的合理運用,使其與單片機相互結(jié)合,能夠提升單片機的使用效率。一般來說，應(yīng)用了單片機技術(shù)的電子產(chǎn)品都可以在其名稱前冠以“智能”二字，以此和一般的電子產(chǎn)品相區(qū)分。單片機技術(shù)作為計算機技術(shù)領(lǐng)域的重要分支，它的應(yīng)用能夠讓電子產(chǎn)品的功能更加完備。單片機技術(shù)的應(yīng)用，在很多方面為智能化電子設(shè)備的開發(fā)和應(yīng)用提供了嶄新的思路，并且進一步推動智能化電子產(chǎn)品的創(chuàng)新性發(fā)展。

單片機，又稱作單片微控器，是一種集成電路芯片。單片機主要包括中央處理器CPU、只讀存儲器ROM、隨機存儲器RAM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)等，從而構(gòu)成形式多樣的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，用來執(zhí)行各種復(fù)雜運算，包括控制運算信號和下達運算指令多種功能，它能夠?qū)崿F(xiàn)計算機所具有的全部數(shù)據(jù)計算功能。簡單地說，單片機其實就是一塊芯片組成了一個計算機系統(tǒng)，它利用先進的集成電路技術(shù)，將數(shù)據(jù)處理能力集成到一個體積比較小的微型計算機中，從而實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的精準高速處理。

單片機的硬件特征主要體現(xiàn)在以下的四個方面：

（1）單片機的體積較小，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也比較簡單，但是功能齊全，使用方便，利于實現(xiàn)模塊化。

（2）單片機的集成度很高，可靠性強，即使是長時間地工作，也不容易出現(xiàn)故障問題；

（3）單片機具有低能耗、低電壓的特點，給人們在日常生活中的使用帶來了極大的便利；

（4）單片機的數(shù)據(jù)處理和計算功能比較強，可以適應(yīng)各種環(huán)境，控制性較強。

圖1：電飯煲中單片機的應(yīng)用

從這些特征可以得知，單片機技術(shù)的應(yīng)用范圍極其的廣泛，伴隨著現(xiàn)代社會電子化技術(shù)的不斷完善，單片機技術(shù)必定會在持續(xù)的發(fā)展中臻于成熟，其應(yīng)用范圍將會得到進一步的擴大，為人們帶來更多的驚喜。

2 單片機在智能化電子設(shè)備中的實踐應(yīng)用

由于我國信息化計算機技術(shù)的發(fā)展不斷地進步以及智能化技術(shù)手段的不斷加強，越來越多種類的智能化電子產(chǎn)品出現(xiàn)在大眾的眼前，各種各樣的智能化電子產(chǎn)品的設(shè)計理念、功能、結(jié)構(gòu)也是越來越多樣化。在計算機電子技術(shù)高速發(fā)展的21世紀，單片機技術(shù)的出現(xiàn)在智能化電子產(chǎn)品中，以單片機本身比較小的體積和比較強的可靠性的優(yōu)點，不僅能夠極大的提高智能化電子產(chǎn)品的使用效率，而且還能夠為使用者帶來非?？煽康谋憷瑫r也能夠提供穩(wěn)定優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。通過對單片機在智能電子設(shè)備中的應(yīng)用，能夠更好地了解單片機技術(shù)，從而更好地推動智能化電子設(shè)備的更新?lián)Q代。

2.1 單片機在人機語聲通訊中的應(yīng)用

語言是人類是人們進行交流溝通的最重要的交際工具，人類的日常生活與文明發(fā)展過程中具有舉足輕重的作用。電子技術(shù)領(lǐng)域的人才一直在讓機器嘗試“開口說話”的道路上孜孜不倦，在目前的智能語音開發(fā)成果中，語言合成技術(shù)是其中一項比較重要的部分，一些科研人員把單片機技術(shù)應(yīng)用到人際語言互動開發(fā)方面，使得機器具備智能化的特征，從而取得了較大的突破。因為單片機能夠根據(jù)使用場景的不同，即實際情況來進行智能匹配，自動地組合數(shù)據(jù)信息，也就是說能夠根據(jù)不同類型的編碼來對語音進行不同形式的智能化組合。

2.2 單片機在家用設(shè)備中的應(yīng)用

社會一直在發(fā)展中前進，人類的生活水平也在持續(xù)地提高，家用電器也處在不斷地更新?lián)Q代之中。由于單片機具有極大的優(yōu)勢，將其應(yīng)用到家用電器中，能夠有效地實現(xiàn)家用電器的智能化、一體化控制。把單片機安裝進家用電器之中，進而進行相關(guān)的信息的有效識別，選取令用戶滿意的信息，從而能夠極大地提升電器的性能。如在電飯鍋中的應(yīng)用，單片機能夠精確地控制食物的加熱溫度和加熱時間；在電視機中的應(yīng)用，單片機不僅能讓選擇頻道的方式更加的方便，還能讓用戶不出門便實現(xiàn)對大型智能游戲的控制；在洗衣機中的應(yīng)用，單片機技術(shù)能夠依據(jù)衣物的材質(zhì)、柔韌度、臟度等，選擇最佳的洗滌的時間、洗滌用量和洗滌方式。如圖1所示。

2.3 單片機在工業(yè)控制設(shè)備中的應(yīng)用

隨著電子自動控制技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，單片機技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域中的應(yīng)用也很普遍，受到人們的歡迎。尤其是在電力、核工業(yè)等特殊而危險的工業(yè)環(huán)境中，由于人們在工作過程中容易受到不可逆轉(zhuǎn)的傷害，應(yīng)該盡可能地使用自動化操作。單片機能夠?qū)?shù)據(jù)進行采集和控制，從而實現(xiàn)自動噴漆、自動報警及流水線作業(yè)，實現(xiàn)工業(yè)領(lǐng)域中的智能控制管理，從而減少對人們生理上的傷害。因此，單片機在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。

2.4 單片機在醫(yī)療器械設(shè)備中的應(yīng)用

隨著現(xiàn)代醫(yī)學技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對生活品質(zhì)的要求越來越高，也越發(fā)地重視身體健康。單片機自身具有的極大優(yōu)點，單片機技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)醫(yī)療設(shè)備結(jié)構(gòu)的自動化和智能化發(fā)展。將單片機應(yīng)用到醫(yī)療器械中，如在超聲波檢測中應(yīng)用，人們能夠?qū)Χ喾N疾病進行準確地判斷與分析，從而能夠有效地提高設(shè)備診斷疾病的準確度，提高治療的可靠性，從而降低漏診、誤診等不良事件的發(fā)生概率。

2.5 單片機在儀器儀表中的應(yīng)用

單片機具有體積小、高度的集成度、可靠性高的優(yōu)點，在儀器儀表的應(yīng)用中很有發(fā)展前景。單片機在儀器儀表中的普遍應(yīng)用，這不僅能夠促使儀器儀表往數(shù)字化、信息化、智能化等方向進行發(fā)展，而且還能極大地提升儀器儀表在數(shù)據(jù)顯示、測試、處理和控制等方面的性能。比如，在航空中應(yīng)用單片機技術(shù)，能夠有效提高儀器的準確性、集成性和智能化，從而增強航空電子系統(tǒng)的可靠性，進而降低航空事故的發(fā)生概率。

2.6 單片機在信息和通信產(chǎn)品中的應(yīng)用

隨著計算機、信息技術(shù)的高速發(fā)展，計算機系統(tǒng)應(yīng)用于電子技術(shù)之中,為其生產(chǎn)提供了技術(shù)支持。而單片機作為嵌入式系統(tǒng)的重要代表,從八十年代4位、8位的單片機,發(fā)展到今天的300M高速單片機，單片機在電子技術(shù)發(fā)展過程中發(fā)揮出了重要的作用。單片機的參與使得信息和通信產(chǎn)品的自動化和智能化程度得到極大地提高，其中應(yīng)用最廣泛和最具代表性的產(chǎn)品就是移動通信設(shè)備，比如手機的控制芯片就是屬于專門的單片機。此外，計算機的外部設(shè)備如打印機、鍵盤等，也離不開單片機的參與。新型的單片機一般會具備通信接口，從而與計算機進行數(shù)據(jù)傳輸，為計算機網(wǎng)絡(luò)的使用創(chuàng)造了條件。

3 結(jié)語

隨著電氣自動化及計算機技術(shù)的快速發(fā)展，微機測量與控制技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域，其中具備較低成本、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點的單片機則隨著研究的不斷深入，而作為核心部件被用于實時監(jiān)測和自動控制領(lǐng)域。現(xiàn)代社會，單片機技術(shù)不斷地完善與趨向成熟，這是未來社會發(fā)展的必然趨勢。通過對單片機在現(xiàn)代化智能電子設(shè)備中的應(yīng)用研究，并且對單片機的應(yīng)用和開發(fā)進行深入的分析，加快單片機的研發(fā)速度，從而有效地提高單片機技術(shù)的應(yīng)用效率，從而實現(xiàn)電子設(shè)備智能化、自動化、數(shù)字化的有效控制，實現(xiàn)經(jīng)濟社會的發(fā)展需求，不斷地提升人類的生活品質(zhì)。