智能化電子產品中單片機技術的運用研究

郭嘉晨

（商洛學院，陜西 商洛 326000）

1 單片機技術概述

1.1 單片機的構成

單片機主要由三個部分組成，不同部分具有不同的功能和特點。第一個部分是存儲器，主要負責存放工作指令。存儲器可以進一步劃分為存儲地址和存儲內容，二者具有不同的功能。存儲內容主要是指存儲器中的指令，可以通過十六進制數表達二進制的信息。在存儲單元中存放信息，可以直接存儲于相應的地址中，且每個信息都是唯一的。第二個部分為運算器。運算器在單片機中發揮著重要的作用，在實際運算中可以利用累加器緩存相關數據，同時可以有效保存運算結果，隨后利用寄存器計算信息。第三個部分為控制器。控制器負責控制協調系統，可以把控不同的工作環節[1]。

1.2 單片機的應用原理

單片機是一種集成電路，可以利用單片機進行編程。單片機電路中的部件在實際運行過程中不會相互干擾，但是可以相互配合完成工作任務。單片機在實際運行過程中，首先接收特定的工作指令，根據指令選擇針對性的措施完成工作任務，隨后傳遞部件信息，最后完成任務終極處理。在這一階段一些零部件無法運行，需要分解任務為不同的指令，再向相應的部件分配工作指令，不同的部件相互合作完成工作任務。單片機可以利用儲存器存儲程序。在任務執行階段，系統可以根據工作程序在存儲單元中存儲工作指令，向程序計數器輸送指令，并且有序執行工作指令，通過系統配合順利完成工作任務[2]。

1.3 單片機的應用特點

（1）功能完備：單片機是一種微型化的計算機操作系統。利用單片機技術，可以測試電子產品，也可以發揮出清零控制作用，此外還可以提高邏輯運算和智能操作水平[3]。

（2）集成性高：單片機的核心為集成電路，其通過高度集成自動化系統和計算機系統，可以在微型芯片中集成不同的功能模塊和子系統，合理壓縮系統載體，提高系統運行的穩定性，保障整體工作效率。

（3）適用性：單片機技術具有廣泛性特征，可以在各個行業中運用，獲得良好的使用效果。

2 智能化電子產品中單片機技術的運用策略

2.1 在節能控制中利用單片機技術

近年來我國不斷更新換代智能化電子產品，同時不斷完善參數和性能等，但是卻沒有切實解決電子產品耗能方面的問題，增加整體電能損耗，不利于構建節約型社會。在電子產品的研發過程中發揮單片機技術的作用，可以降低產品運行過程中的能耗，延長產品使用壽命。調整智能化電子產品的工作模式，會增加產品運行負荷，而在這一階段運用單片機技術，可以全面分析和采集產品數據和耗能信息等，結合智能化電子產品運行原理分析實際運行中存在的問題。如果電子產品具有較低的電壓，需要利用單片機技術控制電壓輸出效果。因為在傳輸和共享智能化電子產品的過程中將會消耗較多的電能，利用單片機技術可以控制信息傳輸頻率，有利于提高智能化電子產品運行的穩定性，有效控制整體的能耗損失[4]。

2.2 在語言交互中利用單片機技術

人們要求智能化電子產品具備多元化的產品功能。利用單片機技術可以高效理解、執行使用人員的工作指令。將語音芯片安裝在智能化電子產品中，播放和存儲語音數據。利用單片機技術還可以構架邏輯運算系統，負責實時運算和執行使用者傳達的指令。利用語言數據編碼功能，發揮出單片機壓縮固化作用，自由組合多元化應用場景和環境，提取變壓要素固化之后的語音信號，開展解碼處理工作。可以向單片機口中傳輸數據，并且實施數據轉換，在這一環節可以利用平滑濾波技術，對語音指令進行還原處理，提高后續工作的便利性。在語音控制過程中，電能損耗量將會由此增加，而且會延長待機時間，需要利用單片機技術解決這一問題。例如，利用單片機技術控制智能化電子產品的動態功率，有利于延長整體使用壽命[5]。

2.3 在語音識別系統中利用單片機技術

當前，在智能手機和導航設備中已廣泛利用語音識別系統。在語音識別系統中可以利用DSP芯片，但是DSP非常復雜，會增加整體系統結構的復雜性。為了處理上述問題，選擇的單片機要具備DSP功能，同時需要內置聲音A/D轉換器，簡化整體系統。只有降低整體工作成本，才能在各種低端產品中推廣利用。

2.4 在智能監控中利用單片機技術

在制造和使用智能化電子產品的過程中，需要在電子產品中配置實施監測模塊，在實際工作中充分發揮出智能化電子產品的功能和價值。例如，利用汽車電子設備可以監測汽車三維位置，通過利用車輛實時監測信息有效指導車輛停車，進一步完善城市智能停車系統，提高整體停車效率。完善警報監控系統的過程中，需要應用電子產品智能化報警模塊和實時監督功能模塊。例如，可以利用煙霧報警電子產品監控室內外煙霧含量，如果煙霧含量超過規定值，那么可以利用單片機技術觸發智能化電子產品的報警裝置，提高整體預警水平[6]。

2.5 在家電設備中利用單片機技術

在家用電器中利用單片機技術，可以智能化地控制和識別智能家居，同時可以發揮出家居設備的一體化控制功能和集約化控制功能等。充分融合單片機技術和家居設備，可以自動化分析用戶習慣，提供個性化服務，發揮出自動化控制功能。通過分析和識別用戶習慣，可以通過單片機技術分析和預測各種智能家居設備的運行情況和運行頻率等，為用戶提供優質的服務。此外，用戶利用單片機技術還可以遠程啟閉電子設備，避免因為忘記關閉電子設備而增加用電量，有效節省電力資源。用戶還可以利用單片機技術監測運行中的家電設備，及時發現設備故障問題，在第一時間關閉，避免產生安全故障[7]。

2.6 在自動報警中利用單片機技術

當前自動報警裝置在各個行業中廣泛推廣應用，其有利于精確性地控制設備。例如，針對火災的自動報警系統，利用單片機技術可以自動化探測火災，在發生火災的初期即可發出報警，有效控制火災損失。在火災探測器中利用單片機技術，可以通過串行口輸入和輸出信號，同時利用二總線傳輸信息。如果發生火災，可以及時傳輸火災信號，精確性地定位火災地點和信號源。觸發火災報警信號之后，將會隨之啟動相應的消防設施，及時撲滅火災。此外在火災信息傳輸過程中利用單片機技術，還可以降低外界干擾，有利于提高火災報警的準確性[8]。

2.7 在醫療器械中利用單片機技術

醫療行業中也開始發揮單片機技術的作用。綜合醫療器械和單片機技術，有利于精確性地分析患者疾病，幫助醫療人員確定病人疾病發展情況，同時可以精確性地診斷后續疾病發展。在監護設備中利用單片機技術，可以確定疾病癥狀和治療情況等，綜合分析患者信息，及時向醫護人員傳達監控數據。

2.8 在通信中利用單片機技術

通信中已廣泛利用智能化電子產品，通過傳輸和接收電子產品間的通信數據，發揮出數據交互作用。分析當前智能化電子產品通信數據傳輸情況，需要進一步提高傳輸速率和通信穩定性。利用單片機技術可以提高大數據處理能力，有利于高效存儲數據，保障通信過程的可靠性。而且在單片機結構中，數據和程序存儲具有獨立性優勢，因此在智能化電子產品設計中廣泛應用。

2.9 在儀表測量中利用單片機技術

單片機具有良好的控制效果，同時具有較高的集成度和便捷性，在測試電子產品儀表的過程中利用單片機技術，有利于優化控制儀表測量產品，可以進行精密性地測量，提前預防設備運行中的問題。例如，在航空儀表中利用單片機技術，有利于提高整體航空系統運行的精確性，降低安全事故的發生率。而且利用單片機技術可以智能化地校對誤差，保障儀器儀表運行的精確性[9]。

3 單片機技術應用案例

3.1 智能花盆

智能花盆的外部設計主要負責檢測光照度和振動。在智能花盤中安裝各種傳感器，有利于實時檢測溫濕度和光照等，同時可以利用移動電源向單片機運行提供穩定的電能。智能花盤運行過程中，GSM/GPRS模塊負責數據傳輸工作，單片機接收信號，此外還有顯示模塊和環境監測模塊等。

智能花盆在處理數據的過程中，可以利用溫濕度傳感器輸出信號，同時可以計算光感度值。首先在變換濕度的過程中，技術人員可以根據濕度傳感器系數落實非線性溫度補償。其次在溫度測量階段，可以轉化溫度數字為具體溫度值。在流程設計過程中，可以利用軟件控制方式設計工作程序。利用C語言編寫和調試單片機程序，主要是發揮出啟動和初始化以及遠程通信報警等功能。完成硬件連接之后，設計人員可以全面調試系統運行情況，并且可以通過顯示屏將調試解決直觀地展示出來。此外在使用智能花盆的過程中，還可以利用屏幕顯示出土壤濕度值和環境濕度值等，方便工作人員結合具體情況落實具體的調整工作，同時發揮出單片機技術的作用，優化智能花盆使用性能。

3.2 火災報警系統

（1）系統架構。在火災報警系統中利用單片機技術，有利于全面監測火災發生時的溫度和顆粒濃度等，完成數據信號轉化之后即可向報警控制器中傳輸具體信息，方便相關工作人員精確性地判斷火災實際情況，采取針對性的處理措施，有效控制火災，充分發揮出火災報警系統的作用。例如，在火災報警系統的探測模塊中利用單片機技術，通過單片機判斷和融合相關數據信息，并且利用智能算法形成誤判信號和報警信號，隨后向報警控制器中傳輸信息，同時結合實際情況向用戶手機和監控設備等聯動設備中傳輸信息。

（2）單片機運行。利用A/D轉換類單片機，可以進一步提高探測模塊的智能化。在控制系統中利用，有利于發揮出抗干擾性和高復位性等優勢。這一單片機主要包括定時器、中央處理器以及存儲器等，同時配置了控制模塊和探測模塊等，優化了報警系統的功能。在實際工作中，需要結合電子產品功能等調試和優化單片機的存儲器和中央處理器，更好地適應工作環境[10]。

（3）系統實現。為實現報警系統的工作目標，需要利用模塊化方式優化設計系統框架，并同時發揮出單片機技術的優勢，實現探測模塊和控制模塊的通信。在傳輸數據的過程中需要聯系電源模塊和報警系統以及存儲電路等，發揮出人機交互功能和報警聯動功能等，更加穩定地通信。利用單片機技術可以設置系統和程序等，方便技術人員更加便利地查看數據。在報警模塊中配置語音報警模塊和GSM模塊，一方面可以及時傳輸信息，另一方面可以及時報警，確保相關工作人員能及時獲取報警信息，根據信息制定針對性的工作方案，充分發揮出報警裝置的作用，有效控制火災的發展。

4 結束語

在智能化電子產品中單片機技術發揮著重要的作用，不僅可以優化智能化電子產品的性能，還可以提高產品使用過程的安全性，提高人們日常生活和工作的智能化。因此，我國需要加大力度研究單片機技術，不斷提高單片機技術水平，推動各個行業智能化發展。