單片機(jī)技術(shù)中智能化電子產(chǎn)品的具體運(yùn)用探討

朱毅強(qiáng)

摘 要：在現(xiàn)代社會(huì)生活當(dāng)中，科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，促進(jìn)了電子技術(shù)的改革與創(chuàng)新。電子技術(shù)的發(fā)展又推動(dòng)了科學(xué)技術(shù)和社會(huì)生活的進(jìn)步，以此形成了良性循環(huán)。在這個(gè)時(shí)代當(dāng)中，各個(gè)領(lǐng)域都追求效率與速度，為單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)造了良好的條件。單片機(jī)作為一種嵌入式系統(tǒng)，已經(jīng)被應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中。與其他的嵌入式系統(tǒng)相比，單片機(jī)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。它可以在提升產(chǎn)品和服務(wù)質(zhì)量的同時(shí)實(shí)現(xiàn)智能化，因此在智能化電子產(chǎn)品當(dāng)中展現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用空間。基于此，本文對(duì)單片機(jī)技術(shù)進(jìn)行了基本的介紹，并在這個(gè)基礎(chǔ)上探究了單片機(jī)技術(shù)在智能化電子產(chǎn)品當(dāng)中的具體運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)技術(shù)；智能化電子產(chǎn)品；科學(xué)技術(shù)；具體運(yùn)用

中圖分類號(hào)：TP368.12 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-9052（2020）06-0206-02

單片機(jī)技術(shù)興起于20世紀(jì)90年代，發(fā)展已經(jīng)越來(lái)越成熟，在汽車儀器、自動(dòng)化設(shè)備、通信等領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，并取得良好的成效。隨著智能化技術(shù)的不斷發(fā)展，智能化電子產(chǎn)品市場(chǎng)也越來(lái)越完善。而單片機(jī)技術(shù)在自動(dòng)測(cè)量、通訊交流以及自動(dòng)化控制等智能化電子行業(yè)當(dāng)中的應(yīng)用，不僅可以為智能化電子產(chǎn)品的研發(fā)提供技術(shù)支持，同時(shí)還可以為人們的生活帶來(lái)更多便利[1]。

1 單片機(jī)技術(shù)的基本概述

1.1 單片機(jī)的構(gòu)成

從整體上來(lái)說(shuō)，單片機(jī)的主要構(gòu)成部分有三個(gè)，其在應(yīng)用過(guò)程中展現(xiàn)出了不同的功能特點(diǎn)。

第一個(gè)是存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器是指令存放的位置，可以被劃分為存儲(chǔ)內(nèi)容和存儲(chǔ)地址這兩部分。這兩部分雖然在名稱上具有一定的相似性，但是其功能具有較大差別。存儲(chǔ)內(nèi)容指的是已經(jīng)被存放在存儲(chǔ)器當(dāng)中的指令，是通過(guò)16進(jìn)制數(shù)來(lái)表達(dá)2進(jìn)制的信息。當(dāng)存儲(chǔ)單元需要存放信息的時(shí)候，就會(huì)將其存儲(chǔ)在相應(yīng)的地址上，這些地址都具有唯一性。

第二是運(yùn)算器。運(yùn)算器是單片機(jī)的結(jié)構(gòu)當(dāng)中最為繁忙的，是由運(yùn)算部件、寄存器和累加器三個(gè)部分構(gòu)成。其中運(yùn)算部件是核心的部分。在運(yùn)算過(guò)程當(dāng)中，累加器會(huì)先進(jìn)行緩存，將結(jié)果保存下來(lái)。然后由寄存器對(duì)這些信息進(jìn)行運(yùn)算。

第三是控制器。控制器相當(dāng)于單片機(jī)的大腦，主要功能是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制與協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)工作的調(diào)控[2]。

1.2 單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用原理

從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，單片機(jī)就是一種可以用來(lái)編程的集成電路。在運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，該電路當(dāng)中的各個(gè)組成部件會(huì)各自完成自己的工作，并在相互配合的過(guò)程當(dāng)中達(dá)到整體效果。單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用環(huán)節(jié)主要有以下幾個(gè)：第一，是要完成任務(wù)的寫成，這是由特定的指令系統(tǒng)來(lái)完成的；第二，在寫成任務(wù)之后就會(huì)被下發(fā)給相應(yīng)的部件；第三，在單片機(jī)實(shí)現(xiàn)終極任務(wù)的時(shí)候，它的某個(gè)部分并不是單獨(dú)完成的，而是將該任務(wù)分為多個(gè)單一指令，并將其分配到相關(guān)部件當(dāng)中來(lái)協(xié)助完成任務(wù)。而這一任務(wù)分配的過(guò)程就被稱為程序；第四，單片機(jī)會(huì)在存儲(chǔ)器當(dāng)中存放程序。在執(zhí)行任務(wù)的時(shí)候，系統(tǒng)會(huì)按照順序?qū)⒅噶顑?chǔ)存單元的地質(zhì)輸送給程序計(jì)數(shù)器，然后將其存儲(chǔ)到相應(yīng)的存儲(chǔ)器當(dāng)中。在這之后，各個(gè)部件就可以完成這些指令的執(zhí)行，最終通過(guò)相互配合完成整體的任務(wù)。

1.3 單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

在計(jì)算機(jī)發(fā)展的過(guò)程當(dāng)中，單片機(jī)是重要的組成部分。隨著計(jì)算機(jī)功能的不斷完善，單片機(jī)技術(shù)也不斷變得成熟。經(jīng)過(guò)改革之后，目前使用的單片機(jī)有了不同的型號(hào)與用途。在應(yīng)用過(guò)程中，單片機(jī)技術(shù)展現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢(shì)。

第一是單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用比較方便。由于單片機(jī)的體積比較小、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單，整體呈現(xiàn)出了模塊化的狀態(tài)，可以被用于很多場(chǎng)合當(dāng)中。

第二是單片機(jī)技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中不會(huì)受到周邊環(huán)境的影響。

第三是單片機(jī)技術(shù)具有較強(qiáng)的控制力。這主要是由于單片機(jī)在應(yīng)用過(guò)程中具有強(qiáng)大的科學(xué)技術(shù)作為支撐，可以實(shí)現(xiàn)多種功能的集成，因此實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的有效控制。

第四是單片機(jī)技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中所耗費(fèi)的能量比較少。根據(jù)調(diào)查顯示，單片機(jī)在使用的時(shí)候需要的電壓、電流都比較小。5個(gè)單片機(jī)同時(shí)工作的時(shí)候所耗費(fèi)的電壓通常不會(huì)超過(guò)5V，而3個(gè)單片機(jī)在同時(shí)工作的時(shí)候所需要的工作電壓僅為3V左右，整體上對(duì)能量的需求比較小。

第五，單片機(jī)技術(shù)對(duì)信息的處理速度比較快且可靠性比較強(qiáng)。單片機(jī)具有強(qiáng)大的信息處理功能，可以以較快的速度完成數(shù)據(jù)與信息的處理。與此同時(shí)，單片機(jī)能夠在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)持續(xù)發(fā)揮作用，系統(tǒng)整體的運(yùn)轉(zhuǎn)能力比較強(qiáng)[3]。

2 單片機(jī)技術(shù)中智能化電子產(chǎn)品的具體運(yùn)用

2.1 在電動(dòng)節(jié)能控制當(dāng)中的應(yīng)用

在工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，電動(dòng)機(jī)是必不可少的，但是實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的有效利用是一項(xiàng)難度比較大的工作。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中，很多電動(dòng)機(jī)的狀態(tài)都是輕載、變動(dòng)負(fù)載，這些狀態(tài)下電動(dòng)機(jī)的負(fù)載較低、運(yùn)行效率不高，不僅無(wú)法有效地提高工業(yè)生產(chǎn)力，甚至還會(huì)導(dǎo)致更多電能資源被消耗。因此，在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，優(yōu)化節(jié)能控制的效果是十分有必要的。在對(duì)節(jié)能控制技術(shù)進(jìn)行研究過(guò)程當(dāng)中發(fā)現(xiàn)，不同場(chǎng)合下所使用的電動(dòng)機(jī)如果安裝了合適的節(jié)能控制裝置的話，就可以起到較好的節(jié)能效果。但是實(shí)際上，這種節(jié)能控制裝置的研發(fā)過(guò)程比較復(fù)雜，難度較大。在這樣的背景下，應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)可以解決這一問(wèn)題。目前所使用的電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制裝置主要是一種由三端雙向可控硅所組成的節(jié)能控制器，該控制器由三項(xiàng)調(diào)壓電路構(gòu)成。在該控制器當(dāng)中應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)不僅可以降低電動(dòng)機(jī)繞組的電壓，同時(shí)還可以減少發(fā)動(dòng)機(jī)在輕載或者空載狀態(tài)下的應(yīng)用頻率。

目前，電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中所產(chǎn)生的能源消耗主要包括機(jī)械消耗、轉(zhuǎn)子及定子銅損和部件鐵損。除了機(jī)械消耗之外，其他的損耗都與電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行電流和電壓的平方成正比關(guān)系。因此，在電動(dòng)機(jī)當(dāng)中應(yīng)用節(jié)能控制技術(shù)的時(shí)候，可以通過(guò)降低電動(dòng)機(jī)繞組電壓來(lái)降低能量消耗。結(jié)合單片機(jī)技術(shù)，目前已經(jīng)設(shè)計(jì)出了電抗器調(diào)壓、雙向晶閘管調(diào)壓以及定子套組星三角轉(zhuǎn)換調(diào)壓這三種裝置。它們可以被應(yīng)用于電動(dòng)機(jī)不同的元件當(dāng)中，提高電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性和節(jié)能效果[4]。

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

隨著通訊技術(shù)的發(fā)展，人類語(yǔ)言的互動(dòng)成為了研究重點(diǎn)。而語(yǔ)言是最便捷也是使用頻率最高的人際交流方式。在電子技術(shù)不斷發(fā)展的環(huán)境下，人工智能化產(chǎn)品的“語(yǔ)言”研發(fā)是一個(gè)重點(diǎn)，也是智能化電子產(chǎn)品創(chuàng)新過(guò)程中所需要解決的重點(diǎn)問(wèn)題。應(yīng)用機(jī)器語(yǔ)言電子設(shè)備，可以為這一問(wèn)題的解決提供新的思路。隨著單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，還產(chǎn)生了專用的語(yǔ)言處理芯片，該芯片的產(chǎn)生是人類語(yǔ)言互動(dòng)開(kāi)發(fā)過(guò)程當(dāng)中所取得的重要成就。比如在對(duì)電子鬧鐘進(jìn)行研發(fā)的過(guò)程中，為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)時(shí)的功能，人們可以通過(guò)波形編碼技術(shù)來(lái)對(duì)語(yǔ)言進(jìn)行合成，然后對(duì)這些語(yǔ)言數(shù)字信息進(jìn)行編碼。在完成編碼之后，這些信息就可以通過(guò)可識(shí)別的方式呈現(xiàn)出來(lái)，這時(shí)研究人員就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)數(shù)據(jù)的有效分析。信號(hào)經(jīng)過(guò)重組之后就會(huì)被發(fā)送到單片機(jī)當(dāng)中。單片機(jī)對(duì)其進(jìn)行壓縮、固化，然后對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行重新編碼，并在具體的應(yīng)用場(chǎng)合當(dāng)中將其合理地組合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同語(yǔ)言編碼數(shù)據(jù)的合理調(diào)用。在完成這一步驟之后，人們就可以將這些數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確地讀取出來(lái)，并將其還原成為基本的語(yǔ)音信息，實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器之間語(yǔ)言的交流。

2.3 在自動(dòng)報(bào)警控制器當(dāng)中的應(yīng)用

自動(dòng)報(bào)警控制器在人們的社會(huì)生活當(dāng)中也是比較常見(jiàn)的。比如發(fā)生火災(zāi)的時(shí)候應(yīng)用的自動(dòng)報(bào)警裝置就屬于該控制器的一種。火災(zāi)是人們生活當(dāng)中比較常見(jiàn)的災(zāi)害，一旦發(fā)生不僅會(huì)造成巨大的財(cái)產(chǎn)損失，同時(shí)還會(huì)對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)造成威脅。而將單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用于自動(dòng)報(bào)警控制器當(dāng)中，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)火災(zāi)自動(dòng)探測(cè)器的優(yōu)化，使火災(zāi)發(fā)生的初期就及時(shí)向人們發(fā)出警報(bào)，有效地減少人們損失。具體來(lái)說(shuō)，在火災(zāi)探測(cè)器當(dāng)中，單片機(jī)可以利用串行口對(duì)型號(hào)的輸入與輸出來(lái)發(fā)揮作用。在信號(hào)傳輸?shù)倪^(guò)程當(dāng)中所使用的是二總線，也就是說(shuō)每一條線路都包含了兩根線。這些線路當(dāng)中包含了上百個(gè)報(bào)警信號(hào)，這些報(bào)警信號(hào)都對(duì)應(yīng)著獨(dú)一無(wú)二的地址。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)的時(shí)候，這些信號(hào)就可以通過(guò)總線進(jìn)行輸出，人們可以通過(guò)觀察信號(hào)的來(lái)源確定火災(zāi)發(fā)生的具體地點(diǎn)，同時(shí)利用這些信號(hào)來(lái)啟動(dòng)相應(yīng)的消防設(shè)施，為滅火工作的順利開(kāi)展奠定基礎(chǔ)。與此同時(shí)，這些火災(zāi)信號(hào)在經(jīng)過(guò)單片機(jī)技術(shù)進(jìn)行傳輸?shù)倪^(guò)程中，可以有效避免受到外界環(huán)境的干擾，使得火災(zāi)報(bào)警裝置具有較強(qiáng)的準(zhǔn)確性和可靠性。

2.4 在車輛監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中的應(yīng)用

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的生活水平越來(lái)越高，私家車的數(shù)量也不斷增多。尤其是在一二線人口比較密集的城市，交通管理的重點(diǎn)和難點(diǎn)就是應(yīng)對(duì)道路擁堵的問(wèn)題。為了解決這一問(wèn)題，除了對(duì)城市道路進(jìn)行合理規(guī)劃之外，增加對(duì)車輛控制系統(tǒng)的資金投入也是重要的方式。在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，單片機(jī)就是該系統(tǒng)當(dāng)中不可缺少的一部分。車輛控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)是全球定位系統(tǒng)、通信提供以及地理位置系統(tǒng)，單片機(jī)技術(shù)可以作為車輛控制系統(tǒng)的控制中心。具體來(lái)說(shuō)，單片機(jī)技術(shù)與無(wú)線通信技術(shù)相結(jié)合，可以有效接收車載信息，然后將這些信息傳輸?shù)奖O(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中。監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)在接收這些信息之后做好相應(yīng)的分析與處理，然后由監(jiān)控中心發(fā)出信號(hào)，做好對(duì)車輛的監(jiān)控與追蹤，使車輛監(jiān)控系統(tǒng)變得更加完善。與此同時(shí)，應(yīng)用了單片機(jī)技術(shù)的車輛監(jiān)控系統(tǒng)除了可以實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的準(zhǔn)確定位和全面監(jiān)控之外，還具有人機(jī)交互和車輛交互的功能。在車輛控制系統(tǒng)中包含了定位系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等多個(gè)系統(tǒng)。這些系統(tǒng)與單片機(jī)技術(shù)相結(jié)合可以展現(xiàn)出強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)。比如，單片機(jī)的模擬外設(shè)技術(shù)和數(shù)字外設(shè)技術(shù)可以結(jié)合監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電器的監(jiān)控，在發(fā)生特殊情況的時(shí)候，還可以實(shí)現(xiàn)斷電與報(bào)警，確保車輛的安全性。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，單片機(jī)技術(shù)已經(jīng)在電動(dòng)節(jié)能控制、人類語(yǔ)言互動(dòng)開(kāi)發(fā)、自動(dòng)報(bào)警控制器以及車輛監(jiān)控系統(tǒng)等智能化電子產(chǎn)品領(lǐng)域得到了廣泛地應(yīng)用。在應(yīng)用過(guò)程中，它不僅提高了智能化電子產(chǎn)品的使用性能，同時(shí)還確保了產(chǎn)品使用的安全性。這不僅使人們的生活和工作變得更加智能化，同時(shí)在某種程度上也促進(jìn)了我國(guó)各行各業(yè)的智能化發(fā)展[4]。在未來(lái)，單片機(jī)技術(shù)將會(huì)在更多的領(lǐng)域中得到應(yīng)用，也會(huì)被不斷地優(yōu)化與審計(jì)，逐步發(fā)展成為多為單片機(jī)，處理信息的位數(shù)也會(huì)從原來(lái)的8位變?yōu)?2位、甚至達(dá)到64位，逐步擴(kuò)大信息的獲取量和地址的存儲(chǔ)量，實(shí)現(xiàn)更高的運(yùn)行速度和穩(wěn)定性。

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（責(zé)任編輯：李凌峰）