“智能化”電子產(chǎn)品中單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用

郭曉科

(長沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 航空機(jī)電設(shè)備維修學(xué)院， 湖南 長沙 410124)

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)得到普遍應(yīng)用。在通信技術(shù)及電子儀器等方面，單片機(jī)作為一種嵌入式系統(tǒng)，實(shí)用性較強(qiáng)，擁有較高的可靠性及集成性。單片機(jī)技術(shù)的有效應(yīng)用能夠?yàn)橹悄芑娮赢a(chǎn)品提供更廣闊的發(fā)展前景，有利于電子產(chǎn)品的開發(fā)及利用。

1　單片機(jī)技術(shù)的內(nèi)涵

單片機(jī)技術(shù)始于1990年，至今已經(jīng)走向成熟階段，其應(yīng)用非常普遍，涉及人們生活的各個(gè)領(lǐng)域，而且應(yīng)用效果較好。單片機(jī)又被稱作為單片微控器，它是一種合成型的電路芯片，能夠?qū)⑤^大的數(shù)據(jù)處理功能集成在體積比較小的芯片上，同時(shí)功能也非常的齊全，單片機(jī)技術(shù)能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行快速化的處理。單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，使智能化電子產(chǎn)品得到了快速的發(fā)展。簡單來說單片機(jī)是一個(gè)芯片組成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行有效的處理，功能比較強(qiáng)大。單片機(jī)中包含有運(yùn)算器，寄存器以及控制器。這些部分共同實(shí)現(xiàn)以及執(zhí)行數(shù)據(jù)的運(yùn)算，下達(dá)指令及控制信號等具體功能。單片機(jī)系統(tǒng)比較簡單，體積也比較小，但是它的功能卻非常的齊全，而且使用起來也比較快捷，能夠有效地實(shí)現(xiàn)模塊化操作。其次，單片機(jī)可靠性非常的高，故障發(fā)生頻率比較小，具備低電壓以及低耗能的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于一些便攜式的電子產(chǎn)品中。另外，單片機(jī)含具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)計(jì)算功能以及處理功能，對環(huán)境的適應(yīng)力比較強(qiáng)，擁有較強(qiáng)的可控性?？傮w而言，單片機(jī)擁有強(qiáng)大的功能，應(yīng)用非常普遍。現(xiàn)在計(jì)算機(jī)信息技術(shù)正在不斷的發(fā)展，電機(jī)技術(shù)也在不斷走向成熟，所以其應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。

2　單片機(jī)技術(shù)在智能電子產(chǎn)品中的應(yīng)用

2.1　單片機(jī)技術(shù)在電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制中的有效應(yīng)用

在工業(yè)生產(chǎn)過程中，電動(dòng)機(jī)有其自身的優(yōu)勢，發(fā)揮著較強(qiáng)的作用。但是電動(dòng)機(jī)在具體工作過程中，機(jī)器會長時(shí)間處在輕載或者是變動(dòng)負(fù)載的狀態(tài)下，一般來說，變動(dòng)負(fù)載要低于60%的額定負(fù)載，也就是說，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率比較低。生產(chǎn)力沒有得到進(jìn)一步的提高，電能資源消耗比較多。技術(shù)人員對節(jié)能控制技術(shù)進(jìn)行深入的研究過程中，明確了要想獲取節(jié)能效果，就必須把電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制裝置與電動(dòng)機(jī)有效的結(jié)合，但是相對來說，節(jié)能裝置的開發(fā)比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且過程步驟也比較麻煩。針對于這種現(xiàn)象，在電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制裝置具體開發(fā)過程中可有效結(jié)合及應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)。目前在電動(dòng)機(jī)節(jié)能裝置中研究生產(chǎn)出了新型的節(jié)能控制器，這種控制器是由三端雙向可控硅具體組成的一種單相調(diào)壓電路。這種單片機(jī)節(jié)能控制器能夠有效地實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。其主要體現(xiàn)在：在通常情況下，電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過程中，具體產(chǎn)生的損耗包括轉(zhuǎn)子銅損、機(jī)械損耗、鐵損等，機(jī)械損耗與電子實(shí)際運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的具體電壓及電流平方比沒有正比關(guān)系，而其他的損耗與實(shí)際運(yùn)行產(chǎn)生的電壓及電流平方比有正比關(guān)系。這樣就能夠有效地將電動(dòng)機(jī)的繞組電壓降低，即使電動(dòng)機(jī)處在輕載或者是空載狀態(tài)中，也能夠有效地降低電能的損耗，達(dá)到預(yù)想的使用效果。目前調(diào)壓設(shè)計(jì)節(jié)能裝置主要分為電抗器調(diào)壓類型、雙向晶閘管調(diào)壓類型以及電機(jī)定子繞組星三角轉(zhuǎn)換調(diào)壓類型。這幾種類型的調(diào)壓設(shè)計(jì)節(jié)能裝置應(yīng)用比較普遍，而且能夠保證裝置在運(yùn)行過程中擁有一定的穩(wěn)定性，獲取較高的經(jīng)濟(jì)效益，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)節(jié)能的效果。而針對于雙向晶閘管這種調(diào)壓技術(shù)來說，應(yīng)用的領(lǐng)域更為廣泛。

2.2　單片機(jī)在人際語言互動(dòng)方面的有效利用

語言是人類交流的一種方式，語言在人類的日常生活中有著無法替代的作用，同時(shí)語言也能夠滿足文明發(fā)展的具體需求，象征了人類文明的進(jìn)步。電子技術(shù)領(lǐng)域一直想通過具體的研發(fā)及努力，讓機(jī)器具備語言功能，而現(xiàn)在語音合成技術(shù)是一項(xiàng)比較重要的研究內(nèi)容。電子計(jì)算機(jī)技術(shù)正在飛速的發(fā)展過程中，集成電路的開發(fā)應(yīng)用規(guī)模比較龐大，促使語音處理芯片被開發(fā)出來。語音處理芯片具有性價(jià)比較高，形式簡單的特點(diǎn)。但是一些簡單的語音處理芯片不具備智能化的功能，也有一些語音處理芯片，只能夠?qū)崿F(xiàn)語音播報(bào)，達(dá)不到具體的應(yīng)用效果，而且其應(yīng)用領(lǐng)域及范圍也受到了一定的限制。從目前的智能語音開發(fā)現(xiàn)狀來看，研究人員已經(jīng)利用單片機(jī)技術(shù)對語音自動(dòng)報(bào)時(shí)進(jìn)行不斷的研究以及完善，如電子鬧鐘。研究設(shè)計(jì)方向主要針對軟件及硬件兩方面，具體表現(xiàn)如下：

2.2.1軟件設(shè)置方面原理

波形編碼在語言合成技術(shù)中應(yīng)用非常的普遍，而且其應(yīng)用的效果也比較好，單片機(jī)在接受到具體的制定時(shí)，能夠?qū)φZ言數(shù)據(jù)編碼實(shí)施壓縮，而且單片機(jī)還能夠根據(jù)應(yīng)用的場景，應(yīng)用的實(shí)際情況來進(jìn)行數(shù)據(jù)的自動(dòng)組合，簡單來說，就是可以將不同類型的語音數(shù)據(jù)編碼進(jìn)行智能化的重組。電路工作原理是單片機(jī)能夠根據(jù)應(yīng)用的場景計(jì)時(shí)值，提取出被固化了的語言數(shù)字信號，經(jīng)過解碼以及重組，送到單片機(jī)進(jìn)行格式的變化，之后再經(jīng)過平滑濾波以及功放，最終形成報(bào)時(shí)語音，而且報(bào)時(shí)語音也具有智能化的優(yōu)點(diǎn)，在具體技術(shù)研究過程中，一定要重視語音合成的質(zhì)量，對系統(tǒng)中原有的語音數(shù)據(jù)以及數(shù)字音節(jié)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。因?yàn)檎Z音報(bào)時(shí)信號有所不同，所以，調(diào)用的語音數(shù)據(jù)也會有一定的變化，在具體接受語音請求時(shí)，能夠按照不同的需求將具體的數(shù)據(jù)組合解碼發(fā)送到單片機(jī)，對其形式進(jìn)行有效的處理，最終輸出理想的結(jié)果。

2.2.2硬件設(shè)計(jì)方面原理

在硬件設(shè)計(jì)方面，其主要的設(shè)計(jì)原則是要降低制作的成本以及使用的功耗，最主要的方法是將CPU的使用時(shí)間縮短，從而有效地延長產(chǎn)品待機(jī)的時(shí)間。所以在具體研發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，最好可以選擇便攜式、低功耗的芯片，如80C31 CMOS芯片，在報(bào)時(shí)過程中才會接通功放以及各個(gè)支路的電源，這樣就能夠使產(chǎn)品在待機(jī)的情況下，降低電源的損耗，也就是說，兩節(jié)5號電池就能夠滿足電子鬧鐘一個(gè)月的需求，同時(shí)還應(yīng)該減少芯片的數(shù)量。在硬件設(shè)計(jì)方面盡量選擇電子開關(guān)，同時(shí)將單片機(jī)設(shè)置為空閑節(jié)電模式，多采用中斷方式，散熱方法，并采用并聯(lián)式結(jié)構(gòu)，最大程度減少程序的運(yùn)行時(shí)間。

2.3　單片機(jī)在自動(dòng)報(bào)警控制器上的有效應(yīng)用

自動(dòng)報(bào)警控制器有其自身的重要性，隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，火災(zāi)報(bào)警控制器主要以微機(jī)為核心，能夠有效地對火災(zāi)進(jìn)行預(yù)防及控制，最大程度地將危害降到最低?；馂?zāi)報(bào)警控制器最重要的零件是MCS51單片機(jī)，它能夠有效接收報(bào)警信息，同時(shí)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理認(rèn)定，之后發(fā)出報(bào)警，并且還能夠顯示出火情發(fā)生的位置。該系統(tǒng)還能夠有效地控制消防系統(tǒng)，做到第一時(shí)間滅火。除此之外，還具備其他的功能，如現(xiàn)場編程、自檢、事故廣播等。將單片機(jī)應(yīng)用在自動(dòng)報(bào)警控制器上，可以使自動(dòng)報(bào)警控制器功能增多，體積變小，操作簡單。單片機(jī)串行口能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行有效輸出及輸入，當(dāng)發(fā)生火警現(xiàn)象時(shí)，總線能夠輸入信號，顯示出報(bào)警的具體位置。在進(jìn)行硬件及軟件設(shè)計(jì)時(shí)，一定要有效結(jié)合軟件簡單，硬件復(fù)雜的具體特點(diǎn)，根據(jù)所要控制的對象，制定設(shè)計(jì)原則。單片機(jī)串行口既可以與主機(jī)進(jìn)行通訊，還能夠有效實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的輸入及輸出。

3　結(jié)束語

單片機(jī)的應(yīng)用能夠使智能化的電子產(chǎn)品功能更加齊全，性價(jià)比更高，可靠性更強(qiáng)，為人類提供了諸多方便。在實(shí)際應(yīng)用過程中，單片機(jī)能夠有效實(shí)現(xiàn)語音智能化的組合，將這種功能應(yīng)用在一些通訊、工業(yè)領(lǐng)域中，能夠給人們的生活帶來極大的方便。實(shí)踐證明，單片機(jī)與其他的電子技術(shù)相結(jié)合，穩(wěn)定可靠，具有一定的節(jié)能效果。

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