单片机在智能电子设备中的应用

文/李菁川

1 单片机的内涵

20世纪90年代，单片机技术就已经得到了发展，目前该技术的应用臻于成熟，被广泛地应用到人们生产和生活的各个领域之中，并且收到了良好的成效。21世纪，人们更加重视智能化技术的开发与应用，单片机技术的发展进入一个新的历史阶段，其在智能仪表、自动测量、通讯交流和自动控制等智能化的电子领域中有了更加广泛的应用。电子行业是现代工程发展中的新兴行业,在实际的工程应用中,通过电子信息技术的合理运用,使其与单片机相互结合,能够提升单片机的使用效率。一般来说，应用了单片机技术的电子产品都可以在其名称前冠以“智能”二字，以此和一般的电子产品相区分。单片机技术作为计算机技术领域的重要分支，它的应用能够让电子产品的功能更加完备。单片机技术的应用，在很多方面为智能化电子设备的开发和应用提供了崭新的思路，并且进一步推动智能化电子产品的创新性发展。

单片机，又称作单片微控器，是一种集成电路芯片。单片机主要包括中央处理器CPU、只读存储器ROM、随机存储器RAM、多种I/O口和中断系统等，从而构成形式多样的数据采集系统和控制系统，用来执行各种复杂运算，包括控制运算信号和下达运算指令多种功能，它能够实现计算机所具有的全部数据计算功能。简单地说，单片机其实就是一块芯片组成了一个计算机系统，它利用先进的集成电路技术，将数据处理能力集成到一个体积比较小的微型计算机中，从而实现对数据的精准高速处理。

单片机的硬件特征主要体现在以下的四个方面：

（1）单片机的体积较小，系统结构也比较简单，但是功能齐全，使用方便，利于实现模块化。

（2）单片机的集成度很高，可靠性强，即使是长时间地工作，也不容易出现故障问题；

（3）单片机具有低能耗、低电压的特点，给人们在日常生活中的使用带来了极大的便利；

（4）单片机的数据处理和计算功能比较强，可以适应各种环境，控制性较强。

图1：电饭煲中单片机的应用

从这些特征可以得知，单片机技术的应用范围极其的广泛，伴随着现代社会电子化技术的不断完善，单片机技术必定会在持续的发展中臻于成熟，其应用范围将会得到进一步的扩大，为人们带来更多的惊喜。

2 单片机在智能化电子设备中的实践应用

由于我国信息化计算机技术的发展不断地进步以及智能化技术手段的不断加强，越来越多种类的智能化电子产品出现在大众的眼前，各种各样的智能化电子产品的设计理念、功能、结构也是越来越多样化。在计算机电子技术高速发展的21世纪，单片机技术的出现在智能化电子产品中，以单片机本身比较小的体积和比较强的可靠性的优点，不仅能够极大的提高智能化电子产品的使用效率，而且还能够为使用者带来非常可靠的便利，同时也能够提供稳定优质的服务。通过对单片机在智能电子设备中的应用，能够更好地了解单片机技术，从而更好地推动智能化电子设备的更新换代。

2.1 单片机在人机语声通讯中的应用

语言是人类是人们进行交流沟通的最重要的交际工具，人类的日常生活与文明发展过程中具有举足轻重的作用。电子技术领域的人才一直在让机器尝试“开口说话”的道路上孜孜不倦，在目前的智能语音开发成果中，语言合成技术是其中一项比较重要的部分，一些科研人员把单片机技术应用到人际语言互动开发方面，使得机器具备智能化的特征，从而取得了较大的突破。因为单片机能够根据使用场景的不同，即实际情况来进行智能匹配，自动地组合数据信息，也就是说能够根据不同类型的编码来对语音进行不同形式的智能化组合。

2.2 单片机在家用设备中的应用

社会一直在发展中前进，人类的生活水平也在持续地提高，家用电器也处在不断地更新换代之中。由于单片机具有极大的优势，将其应用到家用电器中，能够有效地实现家用电器的智能化、一体化控制。把单片机安装进家用电器之中，进而进行相关的信息的有效识别，选取令用户满意的信息，从而能够极大地提升电器的性能。如在电饭锅中的应用，单片机能够精确地控制食物的加热温度和加热时间；在电视机中的应用，单片机不仅能让选择频道的方式更加的方便，还能让用户不出门便实现对大型智能游戏的控制；在洗衣机中的应用，单片机技术能够依据衣物的材质、柔韧度、脏度等，选择最佳的洗涤的时间、洗涤用量和洗涤方式。如图1所示。

2.3 单片机在工业控制设备中的应用

随着电子自动控制技术的持续发展，单片机技术在工业控制领域中的应用也很普遍，受到人们的欢迎。尤其是在电力、核工业等特殊而危险的工业环境中，由于人们在工作过程中容易受到不可逆转的伤害，应该尽可能地使用自动化操作。单片机能够对数据进行采集和控制，从而实现自动喷漆、自动报警及流水线作业，实现工业领域中的智能控制管理，从而减少对人们生理上的伤害。因此，单片机在现代工业领域中得到广泛的应用。

2.4 单片机在医疗器械设备中的应用

随着现代医学技术的不断发展，人们对生活品质的要求越来越高，也越发地重视身体健康。单片机自身具有的极大优点，单片机技术的应用，能够实现医疗设备结构的自动化和智能化发展。将单片机应用到医疗器械中，如在超声波检测中应用，人们能够对多种疾病进行准确地判断与分析，从而能够有效地提高设备诊断疾病的准确度，提高治疗的可靠性，从而降低漏诊、误诊等不良事件的发生概率。

2.5 单片机在仪器仪表中的应用

单片机具有体积小、高度的集成度、可靠性高的优点，在仪器仪表的应用中很有发展前景。单片机在仪器仪表中的普遍应用，这不仅能够促使仪器仪表往数字化、信息化、智能化等方向进行发展，而且还能极大地提升仪器仪表在数据显示、测试、处理和控制等方面的性能。比如，在航空中应用单片机技术，能够有效提高仪器的准确性、集成性和智能化，从而增强航空电子系统的可靠性，进而降低航空事故的发生概率。

2.6 单片机在信息和通信产品中的应用

随着计算机、信息技术的高速发展，计算机系统应用于电子技术之中,为其生产提供了技术支持。而单片机作为嵌入式系统的重要代表,从八十年代4位、8位的单片机,发展到今天的300M高速单片机，单片机在电子技术发展过程中发挥出了重要的作用。单片机的参与使得信息和通信产品的自动化和智能化程度得到极大地提高，其中应用最广泛和最具代表性的产品就是移动通信设备，比如手机的控制芯片就是属于专门的单片机。此外，计算机的外部设备如打印机、键盘等，也离不开单片机的参与。新型的单片机一般会具备通信接口，从而与计算机进行数据传输，为计算机网络的使用创造了条件。

3 结语

随着电气自动化及计算机技术的快速发展，微机测量与控制技术被广泛应用于各领域，其中具备较低成本、结构简单等优点的单片机则随着研究的不断深入，而作为核心部件被用于实时监测和自动控制领域。现代社会，单片机技术不断地完善与趋向成熟，这是未来社会发展的必然趋势。通过对单片机在现代化智能电子设备中的应用研究，并且对单片机的应用和开发进行深入的分析，加快单片机的研发速度，从而有效地提高单片机技术的应用效率，从而实现电子设备智能化、自动化、数字化的有效控制，实现经济社会的发展需求，不断地提升人类的生活品质。