基于單片機的智能生活研究

徐文強 吉晉梁 張淼 杜聰娜 宋雯

摘 要 隨著社會的不斷發(fā)展，人民的生活質(zhì)量也有了顯著的提高，人民對于生活的追求也越來越多。人們在生活中更加追求的是舒適化和快捷化，而電子產(chǎn)品的普及在極大程度上實現(xiàn)了人們的追求，單片機在汽車電子中的應用非常廣泛，例如汽車中的發(fā)動機控制器，gps導航系統(tǒng)，abs防抱死系統(tǒng)，制動系統(tǒng)等，此外，在工商，金融，科研，教育，國防等領域都有廣泛用途。

關(guān)鍵詞 單片機;生活;智能化;前景

引言：

隨著信息化程度的不斷發(fā)展，以及以單片機為基礎的一大批電子技術(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，特別是單片機智能化的應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)展單片機的技術(shù)，對于提高人民的幸福度是十分重要的。

1 單片機的原理和結(jié)構(gòu)

1.1 單片機的基本原理

單片機，全稱單片微型計算機，又稱微控制器，是把中央處理器、存儲器、定時/計數(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算機。單片機的使用領域已十分廣泛，如智能儀表、實時工控、通訊設備、導航系統(tǒng)、家用電器等。單片機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、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器/計數(shù)器等功能集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的微型計算機系統(tǒng)。

1.2 單片機的結(jié)構(gòu)

8051內(nèi)部有128個8位用戶數(shù)據(jù)存儲單元和128個專用寄存器單元，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，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。單片機是由運算器、存儲器和控制器組成的。中央處理器（CPU）是整個單片機的核心部件，是8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理8位二進制數(shù)據(jù)或代碼，CPU負責控制、指揮和調(diào)度整個單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運算和控制輸入輸出功能等操作。了解中央處理器cpu對于弄懂單片機原理非常的重要。單片機原理有兩種，一種是程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器分開的形式，即哈佛（Harvard）結(jié)構(gòu)，另一種是采用通用計算機廣泛使用的程序存儲器與數(shù)據(jù)存儲器合二為一的結(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系列單片機則采用普林斯頓結(jié)構(gòu)。

2 單片機的智能化應用

2.1 單片機在工程上的應用

某些專用單片機用于實現(xiàn)特定功能，從而在各種電路中進行模塊化應用，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。單片機在醫(yī)用設備中的應用相當廣泛，例如醫(yī)用呼吸機，各種分析儀，監(jiān)護儀，超聲波診斷設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)對于人類都是非常危險的，而如何避免這些危險也就成為工程實施中的一項大的難題。但是隨著單片機智能化的出現(xiàn)，智能機器人，智能機械手臂等等許多機械電子技術(shù)的出現(xiàn)，完美解決了這些問題。如人們以往對于太空的探索就可以體現(xiàn)出來，因為太空之中的環(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)代各個國家都在進行登月計劃，但是效果仍然不佳，因為特殊的環(huán)境因素導致人們很難深入的了解，而單片機智能化的出現(xiàn)，使得這個問題變得簡單，因為有單片機等一系列集成芯片為核心智能機器人和智能小車等對于生存的環(huán)境要求極為簡單，可以適應許多殘酷的環(huán)境，人類對于月球的前期探索完全可以由智能機器人來進行代替。

2.2 單片機在農(nóng)業(yè)上的應用

當前的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展形式來看，推行農(nóng)業(yè)機械自動化生產(chǎn)已經(jīng)成為發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟的重要手段。但是在實際推行的過程中可以發(fā)現(xiàn)，要想實現(xiàn)全面機械化生產(chǎn)，還需要加大對技術(shù)方面的投入力度，使農(nóng)業(yè)機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)活動中。除此之外，在進行農(nóng)機管理的過程中也需要全面推行信息化管理手段，有效推進我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的現(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械的出現(xiàn)，使得人們從原本繁重的勞動中得到了解放，而且單片機智能化的出現(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)勞作變得極為簡單。如在農(nóng)業(yè)大棚種植中單片機就起到了極為重要的作用。大棚種植對于陽光、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，但是經(jīng)驗有時也會有不靠譜的時候，往往如果發(fā)生這種事情農(nóng)民的利益就會虧損。

2.3 單片機在儀器儀表中的應用

現(xiàn)代的單片機普遍具備通信接口，可以方便地與計算機進行數(shù)據(jù)通信，為在計算機網(wǎng)絡和通信設備間的應用提供了極好的物質(zhì)條件，現(xiàn)在的通信設備基本上實現(xiàn)了單片機智能控制，從手機，電話機，小型程控交換機、樓宇自動通信呼叫系統(tǒng)、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的移動電話，集群移動通信，無線對講機等。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)來實現(xiàn)智能化的調(diào)整，使得病人得到更舒適，更科學的照顧，幫助病人早日得到康復。

3 單片機智能化的發(fā)展趨勢

用單片機可以構(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，與計算機構(gòu)成二級控制系統(tǒng)等。不管是在早期還是在現(xiàn)在，單片機人工智能化一直是一個大熱門，但是人工智能發(fā)展到了今天，都還是只能針對特定領域通過大數(shù)據(jù)分析，結(jié)合深度的學習，來解決特定規(guī)則下的特定問題。它和人類這種有意識的智能和潛意識的智能來說都是不能比，因此對于以單片機和計算機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上的智能，具有自主判斷和自主學習的能力才是單片機智能化未來發(fā)展的趨勢。

當然想要實現(xiàn)這種智能，單片機也必須有所發(fā)展，單片機的發(fā)展不僅僅需要加強CPU功能，更需要存儲器的發(fā)展和單片機開發(fā)環(huán)境的優(yōu)化。唯有單片機先進步，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)品都能看到單片機的身影，比如電視機、洗衣機、電冰箱、微波爐、智能抽煙機、熱水器、電飯煲、手機等等，這些電子產(chǎn)品主板里面都嵌有單片機，當然根據(jù)家用電子產(chǎn)品的性能其嵌入的單片機性能也各異。社會在不斷進步，對于高科技的要求也在不斷提高，加快發(fā)展單片機技術(shù)，研發(fā)出更加適合社會進步和市場需求的單片機是單片機發(fā)展的重要指標。唯有單片機得到創(chuàng)新，以單片機為核心的技術(shù)才會得到真正的騰飛。

參考文獻

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

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

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

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