基于單片機(jī)的智能生活研究

徐文強(qiáng) 吉晉梁 張淼 杜聰娜 宋雯

摘 要 隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人民的生活質(zhì)量也有了顯著的提高，人民對(duì)于生活的追求也越來越多。人們?cè)谏钪懈幼非蟮氖鞘孢m化和快捷化，而電子產(chǎn)品的普及在極大程度上實(shí)現(xiàn)了人們的追求，單片機(jī)在汽車電子中的應(yīng)用非常廣泛，例如汽車中的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器，gps導(dǎo)航系統(tǒng)，abs防抱死系統(tǒng)，制動(dòng)系統(tǒng)等，此外，在工商，金融，科研，教育，國(guó)防等領(lǐng)域都有廣泛用途。

關(guān)鍵詞 單片機(jī);生活;智能化;前景

引言：

隨著信息化程度的不斷發(fā)展，以及以單片機(jī)為基礎(chǔ)的一大批電子技術(shù)的大力推廣和創(chuàng)新，使得人們的生活變得越來越舒適快捷，特別是單片機(jī)智能化的應(yīng)用讓人們可以輕輕松松就可以得到享受，因此大力推廣和發(fā)展單片機(jī)的技術(shù)，對(duì)于提高人民的幸福度是十分重要的。

1 單片機(jī)的原理和結(jié)構(gòu)

1.1 單片機(jī)的基本原理

單片機(jī)，全稱單片微型計(jì)算機(jī)，又稱微控制器，是把中央處理器、存儲(chǔ)器、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、各種輸入輸出接口等都集成在一塊集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)。單片機(jī)的使用領(lǐng)域已十分廣泛，如智能儀表、實(shí)時(shí)工控、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等。單片機(jī)是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等功能集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

1.2 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)

8051內(nèi)部有128個(gè)8位用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和128個(gè)專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的的RAM只有128個(gè)，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。單片機(jī)是由運(yùn)算器、存儲(chǔ)器和控制器組成的。中央處理器（CPU）是整個(gè)單片機(jī)的核心部件，是8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼，CPU負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個(gè)單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。了解中央處理器cpu對(duì)于弄懂單片機(jī)原理非常的重要。單片機(jī)原理有兩種，一種是程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開的形式，即哈佛（Harvard）結(jié)構(gòu)，另一種是采用通用計(jì)算機(jī)廣泛使用的程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合二為一的結(jié)構(gòu)，即普林斯頓（Princeton）結(jié)構(gòu)。INTEL的MCS-51系列單片機(jī)采用的是哈佛結(jié)構(gòu)的形式，而后續(xù)產(chǎn)品16位的MCS-96系列單片機(jī)則采用普林斯頓結(jié)構(gòu)。

2 單片機(jī)的智能化應(yīng)用

2.1 單片機(jī)在工程上的應(yīng)用

某些專用單片機(jī)用于實(shí)現(xiàn)特定功能，從而在各種電路中進(jìn)行模塊化應(yīng)用，不要求使用人員了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。如音樂集成單片機(jī)。單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備中的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，例如醫(yī)用呼吸機(jī)，各種分析儀，監(jiān)護(hù)儀，超聲波診斷設(shè)備以及病床呼叫系統(tǒng)。眾所周知在工程中有許多的環(huán)節(jié)對(duì)于人類都是非常危險(xiǎn)的，而如何避免這些危險(xiǎn)也就成為工程實(shí)施中的一項(xiàng)大的難題。但是隨著單片機(jī)智能化的出現(xiàn)，智能機(jī)器人，智能機(jī)械手臂等等許多機(jī)械電子技術(shù)的出現(xiàn)，完美解決了這些問題。如人們以往對(duì)于太空的探索就可以體現(xiàn)出來，因?yàn)樘罩械沫h(huán)境和地球上環(huán)境有很大的不同，人類在太空之中無法生存，雖然現(xiàn)代各個(gè)國(guó)家都在進(jìn)行登月計(jì)劃，但是效果仍然不佳，因?yàn)樘厥獾沫h(huán)境因素導(dǎo)致人們很難深入的了解，而單片機(jī)智能化的出現(xiàn)，使得這個(gè)問題變得簡(jiǎn)單，因?yàn)橛袉纹瑱C(jī)等一系列集成芯片為核心智能機(jī)器人和智能小車等對(duì)于生存的環(huán)境要求極為簡(jiǎn)單，可以適應(yīng)許多殘酷的環(huán)境，人類對(duì)于月球的前期探索完全可以由智能機(jī)器人來進(jìn)行代替。

2.2 單片機(jī)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用

當(dāng)前的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展形式來看，推行農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)已經(jīng)成為發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的重要手段。但是在實(shí)際推行的過程中可以發(fā)現(xiàn)，要想實(shí)現(xiàn)全面機(jī)械化生產(chǎn)，還需要加大對(duì)技術(shù)方面的投入力度，使農(nóng)業(yè)機(jī)械的適用性越來越廣，能夠適用于大多數(shù)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中。除此之外，在進(jìn)行農(nóng)機(jī)管理的過程中也需要全面推行信息化管理手段，有效推進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)代化發(fā)展水平?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)與原始農(nóng)業(yè)不一樣的就是隨著智能機(jī)械的出現(xiàn)，使得人們從原本繁重的勞動(dòng)中得到了解放，而且單片機(jī)智能化的出現(xiàn)極大的發(fā)展了農(nóng)業(yè)技術(shù)，使得原本枯燥的農(nóng)業(yè)勞作變得極為簡(jiǎn)單。如在農(nóng)業(yè)大棚種植中單片機(jī)就起到了極為重要的作用。大棚種植對(duì)于陽光、水分和大棚中的溫度都有很高的要求，以往的人工種植大棚大都靠的是自己的經(jīng)驗(yàn)，但是經(jīng)驗(yàn)有時(shí)也會(huì)有不靠譜的時(shí)候，往往如果發(fā)生這種事情農(nóng)民的利益就會(huì)虧損。

2.3 單片機(jī)在儀器儀表中的應(yīng)用

現(xiàn)代的單片機(jī)普遍具備通信接口，可以方便地與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，為在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備間的應(yīng)用提供了極好的物質(zhì)條件，現(xiàn)在的通信設(shè)備基本上實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)智能控制，從手機(jī)，電話機(jī)，小型程控交換機(jī)、樓宇自動(dòng)通信呼叫系統(tǒng)、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的移動(dòng)電話，集群移動(dòng)通信，無線對(duì)講機(jī)等。智能化和高端化的方向發(fā)展，不僅能大大提高儀表儀器處理的精度，而且提高儀表儀器的智能化水平。比如醫(yī)院中檢查病人身體儀器智能化，不僅可以提高儀器的精確性和可靠性，還可以根據(jù)病人的身體情況，血壓心跳的一系列數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)智能化的調(diào)整，使得病人得到更舒適，更科學(xué)的照顧，幫助病人早日得到康復(fù)。

3 單片機(jī)智能化的發(fā)展趨勢(shì)

用單片機(jī)可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。例如工程流水線的智能化管理，電梯智能化控制，與計(jì)算機(jī)構(gòu)成二級(jí)控制系統(tǒng)等。不管是在早期還是在現(xiàn)在，單片機(jī)人工智能化一直是一個(gè)大熱門，但是人工智能發(fā)展到了今天，都還是只能針對(duì)特定領(lǐng)域通過大數(shù)據(jù)分析，結(jié)合深度的學(xué)習(xí)，來解決特定規(guī)則下的特定問題。它和人類這種有意識(shí)的智能和潛意識(shí)的智能來說都是不能比，因此對(duì)于以單片機(jī)和計(jì)算機(jī)為核心的人工智能化的未來是要讓人工智能具有真正意識(shí)上的智能，具有自主判斷和自主學(xué)習(xí)的能力才是單片機(jī)智能化未來發(fā)展的趨勢(shì)。

當(dāng)然想要實(shí)現(xiàn)這種智能，單片機(jī)也必須有所發(fā)展，單片機(jī)的發(fā)展不僅僅需要加強(qiáng)CPU功能，更需要存儲(chǔ)器的發(fā)展和單片機(jī)開發(fā)環(huán)境的優(yōu)化。唯有單片機(jī)先進(jìn)步，人工智能才能得以發(fā)展[3]。

4 結(jié)束語

就以目前的情況看基本上所見到的家電產(chǎn)品都能看到單片機(jī)的身影，比如電視機(jī)、洗衣機(jī)、電冰箱、微波爐、智能抽煙機(jī)、熱水器、電飯煲、手機(jī)等等，這些電子產(chǎn)品主板里面都嵌有單片機(jī)，當(dāng)然根據(jù)家用電子產(chǎn)品的性能其嵌入的單片機(jī)性能也各異。社會(huì)在不斷進(jìn)步，對(duì)于高科技的要求也在不斷提高，加快發(fā)展單片機(jī)技術(shù)，研發(fā)出更加適合社會(huì)進(jìn)步和市場(chǎng)需求的單片機(jī)是單片機(jī)發(fā)展的重要指標(biāo)。唯有單片機(jī)得到創(chuàng)新，以單片機(jī)為核心的技術(shù)才會(huì)得到真正的騰飛。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳杰，陳杰.單片機(jī)在農(nóng)業(yè)工程中的應(yīng)用[J].農(nóng)機(jī)化研究，2012，34 （2）：250-252.

[2] 孫光.試論單片機(jī)在“智能化”電子產(chǎn)品中的應(yīng)用[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2011，（1）：6.

[3] 蔣建方.智能化電子產(chǎn)品中單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用[J].現(xiàn)代信息科技，2018，2（8）：53-54，57.

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