郭嘉晨

（商洛學(xué)院，陜西 商洛 326000）

1 單片機(jī)技術(shù)概述

1.1 單片機(jī)的構(gòu)成

單片機(jī)主要由三個(gè)部分組成，不同部分具有不同的功能和特點(diǎn)。第一個(gè)部分是存儲(chǔ)器，主要負(fù)責(zé)存放工作指令。存儲(chǔ)器可以進(jìn)一步劃分為存儲(chǔ)地址和存儲(chǔ)內(nèi)容，二者具有不同的功能。存儲(chǔ)內(nèi)容主要是指存儲(chǔ)器中的指令，可以通過(guò)十六進(jìn)制數(shù)表達(dá)二進(jìn)制的信息。在存儲(chǔ)單元中存放信息，可以直接存儲(chǔ)于相應(yīng)的地址中，且每個(gè)信息都是唯一的。第二個(gè)部分為運(yùn)算器。運(yùn)算器在單片機(jī)中發(fā)揮著重要的作用，在實(shí)際運(yùn)算中可以利用累加器緩存相關(guān)數(shù)據(jù)，同時(shí)可以有效保存運(yùn)算結(jié)果，隨后利用寄存器計(jì)算信息。第三個(gè)部分為控制器?？刂破髫?fù)責(zé)控制協(xié)調(diào)系統(tǒng)，可以把控不同的工作環(huán)節(jié)[1]。

1.2 單片機(jī)的應(yīng)用原理

單片機(jī)是一種集成電路，可以利用單片機(jī)進(jìn)行編程。單片機(jī)電路中的部件在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)相互干擾，但是可以相互配合完成工作任務(wù)。單片機(jī)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，首先接收特定的工作指令，根據(jù)指令選擇針對(duì)性的措施完成工作任務(wù)，隨后傳遞部件信息，最后完成任務(wù)終極處理。在這一階段一些零部件無(wú)法運(yùn)行，需要分解任務(wù)為不同的指令，再向相應(yīng)的部件分配工作指令，不同的部件相互合作完成工作任務(wù)。單片機(jī)可以利用儲(chǔ)存器存儲(chǔ)程序。在任務(wù)執(zhí)行階段，系統(tǒng)可以根據(jù)工作程序在存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)工作指令，向程序計(jì)數(shù)器輸送指令，并且有序執(zhí)行工作指令，通過(guò)系統(tǒng)配合順利完成工作任務(wù)[2]。

1.3 單片機(jī)的應(yīng)用特點(diǎn)

（1）功能完備：?jiǎn)纹瑱C(jī)是一種微型化的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)。利用單片機(jī)技術(shù)，可以測(cè)試電子產(chǎn)品，也可以發(fā)揮出清零控制作用，此外還可以提高邏輯運(yùn)算和智能操作水平[3]。

（2）集成性高：?jiǎn)纹瑱C(jī)的核心為集成電路，其通過(guò)高度集成自動(dòng)化系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，可以在微型芯片中集成不同的功能模塊和子系統(tǒng)，合理壓縮系統(tǒng)載體，提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，保障整體工作效率。

（3）適用性：?jiǎn)纹瑱C(jī)技術(shù)具有廣泛性特征，可以在各個(gè)行業(yè)中運(yùn)用，獲得良好的使用效果。

2 智能化電子產(chǎn)品中單片機(jī)技術(shù)的運(yùn)用策略

2.1 在節(jié)能控制中利用單片機(jī)技術(shù)

近年來(lái)我國(guó)不斷更新?lián)Q代智能化電子產(chǎn)品，同時(shí)不斷完善參數(shù)和性能等，但是卻沒(méi)有切實(shí)解決電子產(chǎn)品耗能方面的問(wèn)題，增加整體電能損耗，不利于構(gòu)建節(jié)約型社會(huì)。在電子產(chǎn)品的研發(fā)過(guò)程中發(fā)揮單片機(jī)技術(shù)的作用，可以降低產(chǎn)品運(yùn)行過(guò)程中的能耗，延長(zhǎng)產(chǎn)品使用壽命。調(diào)整智能化電子產(chǎn)品的工作模式，會(huì)增加產(chǎn)品運(yùn)行負(fù)荷，而在這一階段運(yùn)用單片機(jī)技術(shù)，可以全面分析和采集產(chǎn)品數(shù)據(jù)和耗能信息等，結(jié)合智能化電子產(chǎn)品運(yùn)行原理分析實(shí)際運(yùn)行中存在的問(wèn)題。如果電子產(chǎn)品具有較低的電壓，需要利用單片機(jī)技術(shù)控制電壓輸出效果。因?yàn)樵趥鬏敽凸蚕碇悄芑娮赢a(chǎn)品的過(guò)程中將會(huì)消耗較多的電能，利用單片機(jī)技術(shù)可以控制信息傳輸頻率，有利于提高智能化電子產(chǎn)品運(yùn)行的穩(wěn)定性，有效控制整體的能耗損失[4]。

2.2 在語(yǔ)言交互中利用單片機(jī)技術(shù)

人們要求智能化電子產(chǎn)品具備多元化的產(chǎn)品功能。利用單片機(jī)技術(shù)可以高效理解、執(zhí)行使用人員的工作指令。將語(yǔ)音芯片安裝在智能化電子產(chǎn)品中，播放和存儲(chǔ)語(yǔ)音數(shù)據(jù)。利用單片機(jī)技術(shù)還可以構(gòu)架邏輯運(yùn)算系統(tǒng)，負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)運(yùn)算和執(zhí)行使用者傳達(dá)的指令。利用語(yǔ)言數(shù)據(jù)編碼功能，發(fā)揮出單片機(jī)壓縮固化作用，自由組合多元化應(yīng)用場(chǎng)景和環(huán)境，提取變壓要素固化之后的語(yǔ)音信號(hào)，開(kāi)展解碼處理工作?？梢韵騿纹瑱C(jī)口中傳輸數(shù)據(jù)，并且實(shí)施數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，在這一環(huán)節(jié)可以利用平滑濾波技術(shù)，對(duì)語(yǔ)音指令進(jìn)行還原處理，提高后續(xù)工作的便利性。在語(yǔ)音控制過(guò)程中，電能損耗量將會(huì)由此增加，而且會(huì)延長(zhǎng)待機(jī)時(shí)間，需要利用單片機(jī)技術(shù)解決這一問(wèn)題。例如，利用單片機(jī)技術(shù)控制智能化電子產(chǎn)品的動(dòng)態(tài)功率，有利于延長(zhǎng)整體使用壽命[5]。

2.3 在語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)中利用單片機(jī)技術(shù)

當(dāng)前，在智能手機(jī)和導(dǎo)航設(shè)備中已廣泛利用語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)。在語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)中可以利用DSP芯片，但是DSP非常復(fù)雜，會(huì)增加整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。為了處理上述問(wèn)題，選擇的單片機(jī)要具備DSP功能，同時(shí)需要內(nèi)置聲音A/D轉(zhuǎn)換器，簡(jiǎn)化整體系統(tǒng)。只有降低整體工作成本，才能在各種低端產(chǎn)品中推廣利用。

2.4 在智能監(jiān)控中利用單片機(jī)技術(shù)

在制造和使用智能化電子產(chǎn)品的過(guò)程中，需要在電子產(chǎn)品中配置實(shí)施監(jiān)測(cè)模塊，在實(shí)際工作中充分發(fā)揮出智能化電子產(chǎn)品的功能和價(jià)值。例如，利用汽車電子設(shè)備可以監(jiān)測(cè)汽車三維位置，通過(guò)利用車輛實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息有效指導(dǎo)車輛停車，進(jìn)一步完善城市智能停車系統(tǒng)，提高整體停車效率。完善警報(bào)監(jiān)控系統(tǒng)的過(guò)程中，需要應(yīng)用電子產(chǎn)品智能化報(bào)警模塊和實(shí)時(shí)監(jiān)督功能模塊。例如，可以利用煙霧報(bào)警電子產(chǎn)品監(jiān)控室內(nèi)外煙霧含量，如果煙霧含量超過(guò)規(guī)定值，那么可以利用單片機(jī)技術(shù)觸發(fā)智能化電子產(chǎn)品的報(bào)警裝置，提高整體預(yù)警水平[6]。

2.5 在家電設(shè)備中利用單片機(jī)技術(shù)

在家用電器中利用單片機(jī)技術(shù)，可以智能化地控制和識(shí)別智能家居，同時(shí)可以發(fā)揮出家居設(shè)備的一體化控制功能和集約化控制功能等。充分融合單片機(jī)技術(shù)和家居設(shè)備，可以自動(dòng)化分析用戶習(xí)慣，提供個(gè)性化服務(wù)，發(fā)揮出自動(dòng)化控制功能。通過(guò)分析和識(shí)別用戶習(xí)慣，可以通過(guò)單片機(jī)技術(shù)分析和預(yù)測(cè)各種智能家居設(shè)備的運(yùn)行情況和運(yùn)行頻率等，為用戶提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。此外，用戶利用單片機(jī)技術(shù)還可以遠(yuǎn)程啟閉電子設(shè)備，避免因?yàn)橥涥P(guān)閉電子設(shè)備而增加用電量，有效節(jié)省電力資源。用戶還可以利用單片機(jī)技術(shù)監(jiān)測(cè)運(yùn)行中的家電設(shè)備，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障問(wèn)題，在第一時(shí)間關(guān)閉，避免產(chǎn)生安全故障[7]。

2.6 在自動(dòng)報(bào)警中利用單片機(jī)技術(shù)

當(dāng)前自動(dòng)報(bào)警裝置在各個(gè)行業(yè)中廣泛推廣應(yīng)用，其有利于精確性地控制設(shè)備。例如，針對(duì)火災(zāi)的自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，利用單片機(jī)技術(shù)可以自動(dòng)化探測(cè)火災(zāi)，在發(fā)生火災(zāi)的初期即可發(fā)出報(bào)警，有效控制火災(zāi)損失。在火災(zāi)探測(cè)器中利用單片機(jī)技術(shù)，可以通過(guò)串行口輸入和輸出信號(hào)，同時(shí)利用二總線傳輸信息。如果發(fā)生火災(zāi)，可以及時(shí)傳輸火災(zāi)信號(hào)，精確性地定位火災(zāi)地點(diǎn)和信號(hào)源。觸發(fā)火災(zāi)報(bào)警信號(hào)之后，將會(huì)隨之啟動(dòng)相應(yīng)的消防設(shè)施，及時(shí)撲滅火災(zāi)。此外在火災(zāi)信息傳輸過(guò)程中利用單片機(jī)技術(shù)，還可以降低外界干擾，有利于提高火災(zāi)報(bào)警的準(zhǔn)確性[8]。

2.7 在醫(yī)療器械中利用單片機(jī)技術(shù)

醫(yī)療行業(yè)中也開(kāi)始發(fā)揮單片機(jī)技術(shù)的作用。綜合醫(yī)療器械和單片機(jī)技術(shù)，有利于精確性地分析患者疾病，幫助醫(yī)療人員確定病人疾病發(fā)展情況，同時(shí)可以精確性地診斷后續(xù)疾病發(fā)展。在監(jiān)護(hù)設(shè)備中利用單片機(jī)技術(shù)，可以確定疾病癥狀和治療情況等，綜合分析患者信息，及時(shí)向醫(yī)護(hù)人員傳達(dá)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。

2.8 在通信中利用單片機(jī)技術(shù)

通信中已廣泛利用智能化電子產(chǎn)品，通過(guò)傳輸和接收電子產(chǎn)品間的通信數(shù)據(jù)，發(fā)揮出數(shù)據(jù)交互作用。分析當(dāng)前智能化電子產(chǎn)品通信數(shù)據(jù)傳輸情況，需要進(jìn)一步提高傳輸速率和通信穩(wěn)定性。利用單片機(jī)技術(shù)可以提高大數(shù)據(jù)處理能力，有利于高效存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，保障通信過(guò)程的可靠性。而且在單片機(jī)結(jié)構(gòu)中，數(shù)據(jù)和程序存儲(chǔ)具有獨(dú)立性優(yōu)勢(shì)，因此在智能化電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用。

2.9 在儀表測(cè)量中利用單片機(jī)技術(shù)

單片機(jī)具有良好的控制效果，同時(shí)具有較高的集成度和便捷性，在測(cè)試電子產(chǎn)品儀表的過(guò)程中利用單片機(jī)技術(shù)，有利于優(yōu)化控制儀表測(cè)量產(chǎn)品，可以進(jìn)行精密性地測(cè)量，提前預(yù)防設(shè)備運(yùn)行中的問(wèn)題。例如，在航空儀表中利用單片機(jī)技術(shù)，有利于提高整體航空系統(tǒng)運(yùn)行的精確性，降低安全事故的發(fā)生率。而且利用單片機(jī)技術(shù)可以智能化地校對(duì)誤差，保障儀器儀表運(yùn)行的精確性[9]。

3 單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用案例

3.1 智能花盆

智能花盆的外部設(shè)計(jì)主要負(fù)責(zé)檢測(cè)光照度和振動(dòng)。在智能花盤中安裝各種傳感器，有利于實(shí)時(shí)檢測(cè)溫濕度和光照等，同時(shí)可以利用移動(dòng)電源向單片機(jī)運(yùn)行提供穩(wěn)定的電能。智能花盤運(yùn)行過(guò)程中，GSM/GPRS模塊負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸工作，單片機(jī)接收信號(hào)，此外還有顯示模塊和環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊等。

智能花盆在處理數(shù)據(jù)的過(guò)程中，可以利用溫濕度傳感器輸出信號(hào)，同時(shí)可以計(jì)算光感度值。首先在變換濕度的過(guò)程中，技術(shù)人員可以根據(jù)濕度傳感器系數(shù)落實(shí)非線性溫度補(bǔ)償。其次在溫度測(cè)量階段，可以轉(zhuǎn)化溫度數(shù)字為具體溫度值。在流程設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以利用軟件控制方式設(shè)計(jì)工作程序。利用C語(yǔ)言編寫和調(diào)試單片機(jī)程序，主要是發(fā)揮出啟動(dòng)和初始化以及遠(yuǎn)程通信報(bào)警等功能。完成硬件連接之后，設(shè)計(jì)人員可以全面調(diào)試系統(tǒng)運(yùn)行情況，并且可以通過(guò)顯示屏將調(diào)試解決直觀地展示出來(lái)。此外在使用智能花盆的過(guò)程中，還可以利用屏幕顯示出土壤濕度值和環(huán)境濕度值等，方便工作人員結(jié)合具體情況落實(shí)具體的調(diào)整工作，同時(shí)發(fā)揮出單片機(jī)技術(shù)的作用，優(yōu)化智能花盆使用性能。

3.2 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)

（1）系統(tǒng)架構(gòu)。在火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)中利用單片機(jī)技術(shù)，有利于全面監(jiān)測(cè)火災(zāi)發(fā)生時(shí)的溫度和顆粒濃度等，完成數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)化之后即可向報(bào)警控制器中傳輸具體信息，方便相關(guān)工作人員精確性地判斷火災(zāi)實(shí)際情況，采取針對(duì)性的處理措施，有效控制火災(zāi)，充分發(fā)揮出火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的作用。例如，在火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的探測(cè)模塊中利用單片機(jī)技術(shù)，通過(guò)單片機(jī)判斷和融合相關(guān)數(shù)據(jù)信息，并且利用智能算法形成誤判信號(hào)和報(bào)警信號(hào)，隨后向報(bào)警控制器中傳輸信息，同時(shí)結(jié)合實(shí)際情況向用戶手機(jī)和監(jiān)控設(shè)備等聯(lián)動(dòng)設(shè)備中傳輸信息。

（2）單片機(jī)運(yùn)行。利用A/D轉(zhuǎn)換類單片機(jī)，可以進(jìn)一步提高探測(cè)模塊的智能化。在控制系統(tǒng)中利用，有利于發(fā)揮出抗干擾性和高復(fù)位性等優(yōu)勢(shì)。這一單片機(jī)主要包括定時(shí)器、中央處理器以及存儲(chǔ)器等，同時(shí)配置了控制模塊和探測(cè)模塊等，優(yōu)化了報(bào)警系統(tǒng)的功能。在實(shí)際工作中，需要結(jié)合電子產(chǎn)品功能等調(diào)試和優(yōu)化單片機(jī)的存儲(chǔ)器和中央處理器，更好地適應(yīng)工作環(huán)境[10]。

（3）系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。為實(shí)現(xiàn)報(bào)警系統(tǒng)的工作目標(biāo)，需要利用模塊化方式優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)框架，并同時(shí)發(fā)揮出單片機(jī)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)探測(cè)模塊和控制模塊的通信。在傳輸數(shù)據(jù)的過(guò)程中需要聯(lián)系電源模塊和報(bào)警系統(tǒng)以及存儲(chǔ)電路等，發(fā)揮出人機(jī)交互功能和報(bào)警聯(lián)動(dòng)功能等，更加穩(wěn)定地通信。利用單片機(jī)技術(shù)可以設(shè)置系統(tǒng)和程序等，方便技術(shù)人員更加便利地查看數(shù)據(jù)。在報(bào)警模塊中配置語(yǔ)音報(bào)警模塊和GSM模塊，一方面可以及時(shí)傳輸信息，另一方面可以及時(shí)報(bào)警，確保相關(guān)工作人員能及時(shí)獲取報(bào)警信息，根據(jù)信息制定針對(duì)性的工作方案，充分發(fā)揮出報(bào)警裝置的作用，有效控制火災(zāi)的發(fā)展。

4 結(jié)束語(yǔ)

在智能化電子產(chǎn)品中單片機(jī)技術(shù)發(fā)揮著重要的作用，不僅可以優(yōu)化智能化電子產(chǎn)品的性能，還可以提高產(chǎn)品使用過(guò)程的安全性，提高人們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ鞯闹悄芑Ｒ虼?，我?guó)需要加大力度研究單片機(jī)技術(shù)，不斷提高單片機(jī)技術(shù)水平，推動(dòng)各個(gè)行業(yè)智能化發(fā)展。