探討單片機在智能電子設備中的應用

摘 要：當前，我國社會發(fā)展形勢不斷變化，智能化電子產品不斷發(fā)展，并逐漸滲透到我們的生產生活中。智能化電子產品的出現(xiàn)為我們的日常生活帶來諸多便利，為了能夠深化智能化電子產品發(fā)展，應重點加強新技術的創(chuàng)新與應用。單片機技術是電子化產品生產應用中一項適用性非常強的技術，該技術的應用對于智能化電子產品生產質量以及生產水平的提升具有重要意義。本文闡述單片機技術的相關信息，明確單片機技術在智能化電子設備中的具體應用，并提出單片機技術在智能電子工程的應用策略。

關鍵詞：單片機技術；電子產品；節(jié)能控制；自動報警裝置

一、單片機技術相關概述

（一）單片機定義

單片機即單片微型計算機，我們又將單片機稱為微控制器，是一種集成電路芯片，能夠利用超大規(guī)模集成電路技術把數(shù)據(jù)處理功能集中到體積小、功能全的微型計算機內，確保數(shù)據(jù)處理功能的高效性與準確性。單片機是計算機技術領域的一個重要分支，將其運用到智能電子產品中，能夠有效提升電子化產品的質量與效率。通常運用單片機技術生產的電子產品，我們都將其稱為智能電子產品，單片機技術能夠在一塊芯片中構建一個相對比較完整的計算機系統(tǒng)，進行數(shù)據(jù)計算。單片機芯片主要由控制器、運算器以及主要寄存器構成，能夠進行各種數(shù)據(jù)算法的運算，并直接下達數(shù)據(jù)運算指令，控制數(shù)據(jù)運算信號。

（二）單片機的作用

近幾年，我國社會經濟發(fā)展迅速，科學技術水平不斷提升，各個行業(yè)的發(fā)展空間不斷擴大，在信息化技術推動下，我國電子產品在運行期間將會產生大量的數(shù)據(jù)信息，并且使用要求也在提升，需要更加復雜的運算才能滿足電子產品工作模式的運行要求。可是，傳統(tǒng)化的電子產品無法適應時代的變化以及新時代人們生產生活需求，單片機作為智能電子產品生產過程中的重要技術，能夠在電子產品內部配置集成化電路芯片，實現(xiàn)各種數(shù)據(jù)信息快速采集并高效運算，并保證電子產品運行數(shù)據(jù)運算分析功能的及時性與準確性。不僅如此，在電子產品數(shù)據(jù)運算過程中，能夠使技術人員下達的運行指令更加方便、快捷，實現(xiàn)高效快捷的控制效果。單片機技術應用到電子產品中，能夠全面推動電子產品智能化發(fā)展，加快電子產品發(fā)展速度，拓展電子產品發(fā)展思路，使電子產品更加數(shù)字化、人性化。同時，單片機技術的運行效率與使用壽命等特性能夠更好地滿足人們日常生產生活需求。

（三）單片機工作原理

從本質上來說，單片機是一個簡易的集成電路，其工作原理是電路中各個組成零件自主運行，在技術人員發(fā)出工作指令后，所有的組成零件均有各自要完成的工作指令，構成指令系統(tǒng)。一般來說，單片機要完成最終的指令要求，依靠單一零件是不可能的，需要針對不同的組成零件下達指令，在各個零件中達成配合，從而構成工作指令程序。由于單片機種類比較多，指令系統(tǒng)與需要完成的工作指令不同，將程序存放于寄存器內，在指令操作運行過程中，將按照一定順序向程序計數(shù)器發(fā)送指令儲存單元地址，由各個部件來完成，最終完成工作任務。

（四）單片機應用特征

單片機技術的特點表現(xiàn)在多個方面。一方面，單片機技術的功能性相對比較完善，能夠將計算機操作系統(tǒng)進行微型化處理，把電子產品運行過程中產生的數(shù)據(jù)進行高度集成整合，由此看來，單片機具備了計算機設備的基本功能。并且，當單片機技術應用于電路芯片中時，技術人員能夠及時將電子產品進行清零、測試以及控制處理，同時針對電子產品運行全過程進行智能化控制管理，以及邏輯性數(shù)據(jù)運算，單片機的各個功能模塊都能夠保持高度契合。另一方面，單片機技術的集成性特點十分突出。單片機技術的核心是集成電路，針對電路芯片的計算機系統(tǒng)與自動化控制系統(tǒng)合理化配置，并構建多個功能模塊，一些子系統(tǒng)在運行過程中依靠高度集成來形成一個完整的系統(tǒng)，從而滿足人們的生產生活需求。另外，單片機技術具有非常強的適用性，能夠運用于各種電子設備中，無論是電動機節(jié)能控制還是自動報警系統(tǒng)，單片機技術具有極強的應用優(yōu)勢。

二、單片機技術在智能化電子設備中的具體應用

（一）電動機節(jié)能控制

在工業(yè)生產過程中，電動機的應用比較普遍。可是在實際的電動機操作運行期間，設備通常會處于輕載或變動負載的狀態(tài)中，由于變動負載低于電動機額定負載的60%，造成電動機實際的運行效率低下，生產效率提升難度非常大，而電力能源的消耗也非常高。現(xiàn)階段，社會經濟持續(xù)發(fā)展，低碳經濟與節(jié)能減排是國家和人民關注的重點，因此，節(jié)能控制技術運用到電動機生產過程中具有重要意義。針對節(jié)能控制技術展開深入研究，我們發(fā)現(xiàn)電動機中加設節(jié)能控制裝置時，應針對不同應用場合的電動機運行要求，科學配置節(jié)能控制裝置，從而獲得應有的節(jié)能效果。節(jié)能控制裝置開發(fā)研究過程十分復雜，涉及不同領域內容，單片機技術的應用能夠很好地解決這一問題。單片機技術在電動機中的應用通常會利用三端雙向可控硅構建三相調壓電路，作為一種新型的電動機節(jié)能控制裝置。電動機的運行主要損耗資源為定子銅損、轉子銅損、鐵損、機械損耗，以上幾種損耗除了機械損耗之外都與電動機運行過程中的電壓、電流的平方比存在正比例關系，我們可以控制電動機繞組端電壓，確保電動機輕載以及空載運行中電力能源消耗得以控制，同時使電動機運行效果不受影響。

（二）人際語言互動

語言交流是一種人類特有的功能，在社會發(fā)展過程中，人與人之間的語言也出現(xiàn)了一定的差異性，限制了人與人之間的正常交流，而計算機技術則能很好地解決這一問題。在電子領域，機器語言的出現(xiàn)使智能化電子產品發(fā)展有了更多的發(fā)展空間與創(chuàng)新途徑，以智能化電子產品來說，語言的整合為人際通信奠定了良好的基礎，人際通信更方便、快捷。隨著集成電路的發(fā)展，專用語言處理芯片出現(xiàn)了，將其應用到單片機技術中，加快了單片機技術智能化應用。電子鬧鐘作為一種非常典型的智能電子產品，單片機技術的應用使其具備了語言自動報時的功能，能夠利用波形編碼技術來合成語音，并針對語音數(shù)字信息進一步編碼、解碼，傳送至單片機，單片機將語音數(shù)字信息進一步壓縮固化語音數(shù)字編碼，之后結合實際狀況來調用編碼語音數(shù)據(jù)，讀取信息并還原為輸出語音，從而實現(xiàn)人際語音互通。

（三）自動報警設備

在人們的日常生產生活中，自動報警設備應用十分廣泛，火災自動報警器就是其中十分典型的一個裝置。火災事故的發(fā)生會造成嚴重的危害，并且涉及范圍十分廣泛，直接威脅人們的人身安全與財產安全，引起社會各界的高度重視。在電子技術發(fā)展推動下，火災報警器應運而生。火災報警器主要由集成電路構成，與傳統(tǒng)化的報警器相比，這種類型的火災報警器能夠提前預警并判斷火災事故的發(fā)生，并自動觸發(fā)報警裝置，及時發(fā)出警示信號，使人們能夠盡快采取應對措施，有效減少安全隱患。在設計火災自動報警裝置時，首先要借助單片機技術串行通訊功能，由微機控制作為火災自動報警裝置的核心，通過單片機來探查與接收火災信號，自動報警裝置進一步確認信號，發(fā)出警報，并及時顯示出報警位置。用戶接收自動報警信號的同時，火災自動報警裝置還能夠利用單片機發(fā)送的自動控制信號，將第一時間啟動警報位置附近的消防設備，最終實現(xiàn)滅火效果。

此外，在自動報警裝置設計過程中，可以適當增加事故廣播功能以及巡查功能，在事故發(fā)生時，能夠及時發(fā)出事故預警，提升人們事故警惕性，也有助于事故現(xiàn)場人群疏散工作。自動報警裝置的巡查功能能夠利用控制器來巡查附近報警裝置，使警報能夠及時準確地發(fā)送。

（四）車輛監(jiān)控系統(tǒng)

近年來，我國私家車數(shù)量不斷增加，交通堵塞問題也日益嚴重。為了緩解城市交通壓力，有效解決交通擁堵問題，車輛監(jiān)控系統(tǒng)的應用十分重要。車輛監(jiān)控系統(tǒng)能夠有效監(jiān)控城市各個地區(qū)的交通運輸狀態(tài)，該系統(tǒng)的關鍵是通信功能以及定位功能，主要控制核心技術為單片機技術。在車輛監(jiān)控系統(tǒng)中，單片機技術主要進行控制信號、監(jiān)控信號的傳遞以及處理工作。車輛監(jiān)控系統(tǒng)的控制核心是不同車輛定位數(shù)據(jù)信息的接收，并利用無線通信技術傳遞至監(jiān)控中心，由監(jiān)控中心進行車輛數(shù)據(jù)信息處理，并發(fā)送相應的控制信號，實現(xiàn)動態(tài)化的車輛監(jiān)控以及跟蹤管理，在此過程中逐漸完善車輛管理定位系統(tǒng)。車輛監(jiān)控系統(tǒng)能夠有效管理并控制車輛，進而有效規(guī)避交通運輸系統(tǒng)中各種突發(fā)事件，進一步保障行車安全。

（五）醫(yī)療衛(wèi)生設備開發(fā)

目前，我國醫(yī)療改革工作正在全面推進。在醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)改革發(fā)展的同時，人們對于醫(yī)療衛(wèi)生服務需求也在提升，因此醫(yī)療設備性能需要全面提升。與過去相比，我國各種醫(yī)療設備的整體性能有了很大提高，但是在取得發(fā)展與進步的同時，也出現(xiàn)一些問題與缺陷，例如一些檢測設備的性能低下，導致設備檢測結果準確率低下等。醫(yī)療設備問題的出現(xiàn)如果不能很好地解決，會直接導致病患的醫(yī)療衛(wèi)生體驗下降，所以優(yōu)化醫(yī)療設備性能勢在必行。面對這樣的形勢，在醫(yī)療衛(wèi)生設備開發(fā)方面引進單片機技術，能夠很好地實現(xiàn)醫(yī)療設備性能優(yōu)化目標。例如，在分析儀、超聲診斷系統(tǒng)以及病床呼叫系統(tǒng)中應用單片機技術，能夠有效優(yōu)化信號接收效果以及數(shù)據(jù)信息處理效果，使設備能夠及時、高效、穩(wěn)定地接收不同類型的信號數(shù)據(jù)，從而提高醫(yī)療服務質量，促進我國醫(yī)療服務的發(fā)展和進步。

（六）儀表儀器制造

單片機技術具有可靠性高、集成程度高、體積小等優(yōu)勢，將單芯片技術應用于工業(yè)制造領域，能夠有效提升我國儀表儀器制造水平，并推動儀表儀器制造業(yè)逐漸向智能化、數(shù)字化方向發(fā)展，同時有效提升儀表儀器整體的作用與性能。例如，我們在工業(yè)制造生產過程中需要采集生產數(shù)據(jù)，在此環(huán)節(jié)中應用單片機技術將有效縮小儀器體積，并且保證生產數(shù)據(jù)信息采集與接收過程中的完整性與及時性，有效提升儀表儀器制造過程中數(shù)據(jù)檢測的準確性。

三、單片機技術在智能電子工程的應用策略

（一）提高技術人員的研發(fā)意識

電子工程作為單片機技術的發(fā)展基礎，想要實現(xiàn)單片機技術的深入發(fā)展與融合應用，我們必須更加重視電子工程。我們將單片機技術和電子工程看作是相互作用、相互促進的關系，其中電子工程的進一步發(fā)展需要有單片機技術作為技術支撐，單片機技術的創(chuàng)新發(fā)展需要有電子工程作為基礎條件。以當前我國電子工程與單片機技術的發(fā)展情況來看，我們要重點加大專業(yè)技術人員的培養(yǎng)力度，提高技術人員的研發(fā)意識，積極引導技術人才投入科學技術研發(fā)項目中，以此來促進我國高新科技發(fā)展。

（二）加強單片機技術創(chuàng)新

加強技術創(chuàng)新是實現(xiàn)單片機技術發(fā)展的基本要素，為了促進單片機技術創(chuàng)新與發(fā)展，必須加強國際化科研成果的交流與借鑒。在科研成果交流分享過程中，積極總結技術經驗，積極借鑒科研成果，并將其應用于我國單片機技術的科研發(fā)展與創(chuàng)新改革中，提升我國單片機技術的科研水平與創(chuàng)新能力。

（三）優(yōu)化單片機存儲功能

為了在電子工程中更好地推廣與應用單片機技術，必須從單片機存儲器入手，優(yōu)化單片機存儲功能，轉變傳統(tǒng)的單片機讀寫方式，使單片機數(shù)據(jù)存儲工作更加快速、簡潔。閃速存儲器是目前比較普遍的數(shù)據(jù)存儲類型，不僅能夠保持存儲器的優(yōu)勢特點，而且能夠有效融合電子技術。與其他存儲器相比，閃速存儲器的運行速度非常快，并且儲存空間相對較大、存儲速度也非常快。不僅如此，閃速存儲器在面對特殊狀況時，能夠將所有的數(shù)據(jù)信息完整地保存下來。

結束語

單片機技術的應用加快了電子產品智能化發(fā)展速度，能夠很好地凸顯出單片機技術自身的優(yōu)勢，并提升智能化電子產品整體的綜合性。單片機技術具有明顯的技術優(yōu)勢，在不同領域的應用中應適當進行調整，發(fā)揮出單片機技術應有的作用與效果。單片機技術在智能電子設備中應用的主要目的是節(jié)能控制以及提升電子設備系統(tǒng)穩(wěn)定性，并與智能電子產品有效結合。單片機技術在智能電子工程的應用過程中要重點提高技術人員的研發(fā)意識，加強單片機技術創(chuàng)新，并優(yōu)化單片機存儲功能，使單片機技術與智能電子產品能夠共同發(fā)展，進一步拓展單片機技術的發(fā)展空間與發(fā)展思路。

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