“智能化”电子产品中单片机技术的应用

2018-01-27郭晓科

通信电源技术 2018年1期

郭晓科

(长沙航空职业技术学院航空机电设备维修学院，湖南长沙 410124)

随着科学技术的迅速发展，单片机技术得到普遍应用。在通信技术及电子仪器等方面，单片机作为一种嵌入式系统，实用性较强，拥有较高的可靠性及集成性。单片机技术的有效应用能够为智能化电子产品提供更广阔的发展前景，有利于电子产品的开发及利用。

1　单片机技术的内涵

单片机技术始于1990年，至今已经走向成熟阶段，其应用非常普遍，涉及人们生活的各个领域，而且应用效果较好。单片机又被称作为单片微控器，它是一种合成型的电路芯片，能够将较大的数据处理功能集成在体积比较小的芯片上，同时功能也非常的齐全，单片机技术能够对数据进行快速化的处理。单片机技术的应用，使智能化电子产品得到了快速的发展。简单来说单片机是一个芯片组成的计算机系统，能够对数据进行有效的处理，功能比较强大。单片机中包含有运算器，寄存器以及控制器。这些部分共同实现以及执行数据的运算，下达指令及控制信号等具体功能。单片机系统比较简单，体积也比较小，但是它的功能却非常的齐全，而且使用起来也比较快捷，能够有效地实现模块化操作。其次，单片机可靠性非常的高，故障发生频率比较小，具备低电压以及低耗能的特点，广泛应用于一些便携式的电子产品中。另外，单片机含具有较强的数据计算功能以及处理功能，对环境的适应力比较强，拥有较强的可控性。总体而言，单片机拥有强大的功能，应用非常普遍。现在计算机信息技术正在不断的发展，电机技术也在不断走向成熟，所以其应用领域广泛。

2　单片机技术在智能电子产品中的应用

2.1　单片机技术在电动机节能控制中的有效应用

在工业生产过程中，电动机有其自身的优势，发挥着较强的作用。但是电动机在具体工作过程中，机器会长时间处在轻载或者是变动负载的状态下，一般来说，变动负载要低于60%的额定负载，也就是说，电动机的运行效率比较低。生产力没有得到进一步的提高，电能资源消耗比较多。技术人员对节能控制技术进行深入的研究过程中，明确了要想获取节能效果，就必须把电动机节能控制装置与电动机有效的结合，但是相对来说，节能装置的开发比较费时费力，而且过程步骤也比较麻烦。针对于这种现象，在电动机节能控制装置具体开发过程中可有效结合及应用单片机技术。目前在电动机节能装置中研究生产出了新型的节能控制器，这种控制器是由三端双向可控硅具体组成的一种单相调压电路。这种单片机节能控制器能够有效地实现节能的目的。其主要体现在：在通常情况下，电动机在运行过程中，具体产生的损耗包括转子铜损、机械损耗、铁损等，机械损耗与电子实际运行过程中所产生的具体电压及电流平方比没有正比关系，而其他的损耗与实际运行产生的电压及电流平方比有正比关系。这样就能够有效地将电动机的绕组电压降低，即使电动机处在轻载或者是空载状态中，也能够有效地降低电能的损耗，达到预想的使用效果。目前调压设计节能装置主要分为电抗器调压类型、双向晶闸管调压类型以及电机定子绕组星三角转换调压类型。这几种类型的调压设计节能装置应用比较普遍，而且能够保证装置在运行过程中拥有一定的稳定性，获取较高的经济效益，从而实现电动机节能的效果。而针对于双向晶闸管这种调压技术来说，应用的领域更为广泛。

2.2　单片机在人际语言互动方面的有效利用

语言是人类交流的一种方式，语言在人类的日常生活中有着无法替代的作用，同时语言也能够满足文明发展的具体需求，象征了人类文明的进步。电子技术领域一直想通过具体的研发及努力，让机器具备语言功能，而现在语音合成技术是一项比较重要的研究内容。电子计算机技术正在飞速的发展过程中，集成电路的开发应用规模比较庞大，促使语音处理芯片被开发出来。语音处理芯片具有性价比较高，形式简单的特点。但是一些简单的语音处理芯片不具备智能化的功能，也有一些语音处理芯片，只能够实现语音播报，达不到具体的应用效果，而且其应用领域及范围也受到了一定的限制。从目前的智能语音开发现状来看，研究人员已经利用单片机技术对语音自动报时进行不断的研究以及完善，如电子闹钟。研究设计方向主要针对软件及硬件两方面，具体表现如下：

2.2.1软件设置方面原理

波形编码在语言合成技术中应用非常的普遍，而且其应用的效果也比较好，单片机在接受到具体的制定时，能够对语言数据编码实施压缩，而且单片机还能够根据应用的场景，应用的实际情况来进行数据的自动组合，简单来说，就是可以将不同类型的语音数据编码进行智能化的重组。电路工作原理是单片机能够根据应用的场景计时值，提取出被固化了的语言数字信号，经过解码以及重组，送到单片机进行格式的变化，之后再经过平滑滤波以及功放，最终形成报时语音，而且报时语音也具有智能化的优点，在具体技术研究过程中，一定要重视语音合成的质量，对系统中原有的语音数据以及数字音节进行适当的调整。因为语音报时信号有所不同，所以，调用的语音数据也会有一定的变化，在具体接受语音请求时，能够按照不同的需求将具体的数据组合解码发送到单片机，对其形式进行有效的处理，最终输出理想的结果。

2.2.2硬件设计方面原理

在硬件设计方面，其主要的设计原则是要降低制作的成本以及使用的功耗，最主要的方法是将CPU的使用时间缩短，从而有效地延长产品待机的时间。所以在具体研发设计时，最好可以选择便携式、低功耗的芯片，如80C31 CMOS芯片，在报时过程中才会接通功放以及各个支路的电源，这样就能够使产品在待机的情况下，降低电源的损耗，也就是说，两节5号电池就能够满足电子闹钟一个月的需求，同时还应该减少芯片的数量。在硬件设计方面尽量选择电子开关，同时将单片机设置为空闲节电模式，多采用中断方式，散热方法，并采用并联式结构，最大程度减少程序的运行时间。

2.3　单片机在自动报警控制器上的有效应用

自动报警控制器有其自身的重要性，随着计算机的发展，火灾报警控制器主要以微机为核心，能够有效地对火灾进行预防及控制，最大程度地将危害降到最低。火灾报警控制器最重要的零件是MCS51单片机，它能够有效接收报警信息，同时对数据进行处理认定，之后发出报警，并且还能够显示出火情发生的位置。该系统还能够有效地控制消防系统，做到第一时间灭火。除此之外，还具备其他的功能，如现场编程、自检、事故广播等。将单片机应用在自动报警控制器上，可以使自动报警控制器功能增多，体积变小，操作简单。单片机串行口能够对数据进行有效输出及输入，当发生火警现象时，总线能够输入信号，显示出报警的具体位置。在进行硬件及软件设计时，一定要有效结合软件简单，硬件复杂的具体特点，根据所要控制的对象，制定设计原则。单片机串行口既可以与主机进行通讯，还能够有效实现数据信息的输入及输出。