單片機在智能電子設備中的應用

文/李菁川

1 單片機的內涵

20世紀90年代，單片機技術就已經得到了發展，目前該技術的應用臻于成熟，被廣泛地應用到人們生產和生活的各個領域之中，并且收到了良好的成效。21世紀，人們更加重視智能化技術的開發與應用，單片機技術的發展進入一個新的歷史階段，其在智能儀表、自動測量、通訊交流和自動控制等智能化的電子領域中有了更加廣泛的應用。電子行業是現代工程發展中的新興行業,在實際的工程應用中,通過電子信息技術的合理運用,使其與單片機相互結合,能夠提升單片機的使用效率。一般來說，應用了單片機技術的電子產品都可以在其名稱前冠以“智能”二字，以此和一般的電子產品相區分。單片機技術作為計算機技術領域的重要分支，它的應用能夠讓電子產品的功能更加完備。單片機技術的應用，在很多方面為智能化電子設備的開發和應用提供了嶄新的思路，并且進一步推動智能化電子產品的創新性發展。

單片機，又稱作單片微控器，是一種集成電路芯片。單片機主要包括中央處理器CPU、只讀存儲器ROM、隨機存儲器RAM、多種I/O口和中斷系統等，從而構成形式多樣的數據采集系統和控制系統，用來執行各種復雜運算，包括控制運算信號和下達運算指令多種功能，它能夠實現計算機所具有的全部數據計算功能。簡單地說，單片機其實就是一塊芯片組成了一個計算機系統，它利用先進的集成電路技術，將數據處理能力集成到一個體積比較小的微型計算機中，從而實現對數據的精準高速處理。

單片機的硬件特征主要體現在以下的四個方面：

（1）單片機的體積較小，系統結構也比較簡單，但是功能齊全，使用方便，利于實現模塊化。

（2）單片機的集成度很高，可靠性強，即使是長時間地工作，也不容易出現故障問題；

（3）單片機具有低能耗、低電壓的特點，給人們在日常生活中的使用帶來了極大的便利；

（4）單片機的數據處理和計算功能比較強，可以適應各種環境，控制性較強。

圖1：電飯煲中單片機的應用

從這些特征可以得知，單片機技術的應用范圍極其的廣泛，伴隨著現代社會電子化技術的不斷完善，單片機技術必定會在持續的發展中臻于成熟，其應用范圍將會得到進一步的擴大，為人們帶來更多的驚喜。

2 單片機在智能化電子設備中的實踐應用

由于我國信息化計算機技術的發展不斷地進步以及智能化技術手段的不斷加強，越來越多種類的智能化電子產品出現在大眾的眼前，各種各樣的智能化電子產品的設計理念、功能、結構也是越來越多樣化。在計算機電子技術高速發展的21世紀，單片機技術的出現在智能化電子產品中，以單片機本身比較小的體積和比較強的可靠性的優點，不僅能夠極大的提高智能化電子產品的使用效率，而且還能夠為使用者帶來非常可靠的便利，同時也能夠提供穩定優質的服務。通過對單片機在智能電子設備中的應用，能夠更好地了解單片機技術，從而更好地推動智能化電子設備的更新換代。

2.1 單片機在人機語聲通訊中的應用

語言是人類是人們進行交流溝通的最重要的交際工具，人類的日常生活與文明發展過程中具有舉足輕重的作用。電子技術領域的人才一直在讓機器嘗試“開口說話”的道路上孜孜不倦，在目前的智能語音開發成果中，語言合成技術是其中一項比較重要的部分，一些科研人員把單片機技術應用到人際語言互動開發方面，使得機器具備智能化的特征，從而取得了較大的突破。因為單片機能夠根據使用場景的不同，即實際情況來進行智能匹配，自動地組合數據信息，也就是說能夠根據不同類型的編碼來對語音進行不同形式的智能化組合。

2.2 單片機在家用設備中的應用

社會一直在發展中前進，人類的生活水平也在持續地提高，家用電器也處在不斷地更新換代之中。由于單片機具有極大的優勢，將其應用到家用電器中，能夠有效地實現家用電器的智能化、一體化控制。把單片機安裝進家用電器之中，進而進行相關的信息的有效識別，選取令用戶滿意的信息，從而能夠極大地提升電器的性能。如在電飯鍋中的應用，單片機能夠精確地控制食物的加熱溫度和加熱時間；在電視機中的應用，單片機不僅能讓選擇頻道的方式更加的方便，還能讓用戶不出門便實現對大型智能游戲的控制；在洗衣機中的應用，單片機技術能夠依據衣物的材質、柔韌度、臟度等，選擇最佳的洗滌的時間、洗滌用量和洗滌方式。如圖1所示。

2.3 單片機在工業控制設備中的應用

隨著電子自動控制技術的持續發展，單片機技術在工業控制領域中的應用也很普遍，受到人們的歡迎。尤其是在電力、核工業等特殊而危險的工業環境中，由于人們在工作過程中容易受到不可逆轉的傷害，應該盡可能地使用自動化操作。單片機能夠對數據進行采集和控制，從而實現自動噴漆、自動報警及流水線作業，實現工業領域中的智能控制管理，從而減少對人們生理上的傷害。因此，單片機在現代工業領域中得到廣泛的應用。

2.4 單片機在醫療器械設備中的應用

隨著現代醫學技術的不斷發展，人們對生活品質的要求越來越高，也越發地重視身體健康。單片機自身具有的極大優點，單片機技術的應用，能夠實現醫療設備結構的自動化和智能化發展。將單片機應用到醫療器械中，如在超聲波檢測中應用，人們能夠對多種疾病進行準確地判斷與分析，從而能夠有效地提高設備診斷疾病的準確度，提高治療的可靠性，從而降低漏診、誤診等不良事件的發生概率。

2.5 單片機在儀器儀表中的應用

單片機具有體積小、高度的集成度、可靠性高的優點，在儀器儀表的應用中很有發展前景。單片機在儀器儀表中的普遍應用，這不僅能夠促使儀器儀表往數字化、信息化、智能化等方向進行發展，而且還能極大地提升儀器儀表在數據顯示、測試、處理和控制等方面的性能。比如，在航空中應用單片機技術，能夠有效提高儀器的準確性、集成性和智能化，從而增強航空電子系統的可靠性，進而降低航空事故的發生概率。

2.6 單片機在信息和通信產品中的應用

隨著計算機、信息技術的高速發展，計算機系統應用于電子技術之中,為其生產提供了技術支持。而單片機作為嵌入式系統的重要代表,從八十年代4位、8位的單片機,發展到今天的300M高速單片機，單片機在電子技術發展過程中發揮出了重要的作用。單片機的參與使得信息和通信產品的自動化和智能化程度得到極大地提高，其中應用最廣泛和最具代表性的產品就是移動通信設備，比如手機的控制芯片就是屬于專門的單片機。此外，計算機的外部設備如打印機、鍵盤等，也離不開單片機的參與。新型的單片機一般會具備通信接口，從而與計算機進行數據傳輸，為計算機網絡的使用創造了條件。

3 結語

隨著電氣自動化及計算機技術的快速發展，微機測量與控制技術被廣泛應用于各領域，其中具備較低成本、結構簡單等優點的單片機則隨著研究的不斷深入，而作為核心部件被用于實時監測和自動控制領域。現代社會，單片機技術不斷地完善與趨向成熟，這是未來社會發展的必然趨勢。通過對單片機在現代化智能電子設備中的應用研究，并且對單片機的應用和開發進行深入的分析，加快單片機的研發速度，從而有效地提高單片機技術的應用效率，從而實現電子設備智能化、自動化、數字化的有效控制，實現經濟社會的發展需求，不斷地提升人類的生活品質。