單片機(jī)在智能化電子產(chǎn)品中的應(yīng)用論文
摘要：自上世紀(jì)90年代末至今，單片機(jī)在我國各種電子產(chǎn)品開發(fā)中被廣泛應(yīng)用，技術(shù)方面取得了顯著進(jìn)步，本文通過例舉單片機(jī)在實施控制、自動測試、智能儀表、家電、通訊等多方面應(yīng)用，其特點控制準(zhǔn)確、對電網(wǎng)無污染、無射頻幅射干擾，光電隔離等措施，使控制器的抗干擾能力大大增強(qiáng)。本文試討論單片機(jī)在各個領(lǐng)域的應(yīng)用及前景，為以后的實踐提供思路多樣性。
關(guān)鍵詞：單片機(jī)；電子產(chǎn)品；節(jié)能；應(yīng)用
1、單片機(jī)在電動機(jī)節(jié)能控制中的應(yīng)用
在電動機(jī)運行過程中，大部分時間機(jī)器處于輕載或變動負(fù)載下，負(fù)載一般低于60%的額定負(fù)載。電動機(jī)節(jié)能控制技術(shù)成為提高效率的必然要求，整個行業(yè)轉(zhuǎn)向節(jié)能裝置的研發(fā)。最新電動機(jī)節(jié)能控制器應(yīng)運而生，這種節(jié)能裝置是附加于不同應(yīng)用場合的電動機(jī)上獲得節(jié)能效果的。采用單片機(jī)技術(shù)，由三端雙向可控硅組成三相調(diào)壓電路，是電動機(jī)節(jié)能裝置中一種新的節(jié)能控制器。
單片機(jī)節(jié)能控制器的節(jié)電原理。通常情況下，定子銅損，轉(zhuǎn)子銅損、鐵損，機(jī)械損耗是電動機(jī)運行時三種基本損耗。其中定子銅損，轉(zhuǎn)子銅損、鐵損耗與電動機(jī)運行時的電壓與電流的平方成正比。通過降低電機(jī)繞組端電壓可以在電動機(jī)空載、輕載運行時，起到節(jié)約電能之目的。根據(jù)對不同元件的調(diào)壓設(shè)計的節(jié)能裝置目前都分為三大類：電抗器調(diào)壓，電機(jī)定子繞組星三角轉(zhuǎn)換調(diào)壓，雙向晶閘管調(diào)壓，這幾種由調(diào)壓原理指導(dǎo)設(shè)計的節(jié)能裝置從穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)效益出發(fā)，雙向晶閘管調(diào)壓的技術(shù)被得到的更廣泛的應(yīng)用。
2、單片機(jī)在人際語言互動方面的開發(fā)利用
�。�1）設(shè)計初衷。語言是人類特有的通信方式，在漫長的人類社會發(fā)展過程中發(fā)揮著無可比擬的作用。讓機(jī)器“說話”一直是電子技術(shù)不斷努力的方向，語言合成是人機(jī)語聲通信的'一個重要組成部分。近年來，隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，多種外圍電路簡單性價比高專用語音處理芯片相繼問世，如uM6101、8P101等。但這些芯片多缺乏“智能”組合合成的能力，有的甚至只能實現(xiàn)簡單的語音錄放功能，因此，應(yīng)用范圍受到一定的限制。最近一些研發(fā)人員利用單片機(jī)改造電子鬧鐘的語音自動報時功能在單片機(jī)的智能化應(yīng)用方面邁出了建設(shè)性的步伐。
�。�2）軟件設(shè)計原理。波形編碼技術(shù)在眾多語音合成編碼方案脫穎而出，讓單片機(jī)工作在定時計數(shù)方式，當(dāng)單片機(jī)接收到需報時（或整點自動報時，或定鬧時間到）的請求時，壓縮固化在EPROM中的語音數(shù)據(jù)編碼，單片機(jī)就能根據(jù)不同應(yīng)用場合的實際情況，自動組合，調(diào)用不同的編碼語音數(shù)據(jù)，實現(xiàn)語音的“智能”組合合成。電路的工作原理是：根據(jù)當(dāng)前計時值，取出事前經(jīng)編碼壓縮固化在EPROM中的相應(yīng)語音數(shù)字信號，經(jīng)解碼組合，送至單片機(jī)Pl口作D/A變換，然后經(jīng)平滑濾波和功放，還原成報時語音。鑒于語音報時電子鬧鐘的詞匯量不大，要求注重語音的合成質(zhì)量。本系統(tǒng)EPROM中所存貯的語音數(shù)據(jù)和常用數(shù)字聲等音節(jié)。獲得相應(yīng)的語音報時信號，分時調(diào)用對應(yīng)的語音數(shù)據(jù)。當(dāng)接收到外部請求脈沖時，單片機(jī)按“點”+“分”的組合方式，經(jīng)解碼送往單片機(jī)P，口作D/A變換。
�。�3）硬件設(shè)計原則。降低功耗和降低制作成本節(jié)約有限空間、有效布局是總體設(shè)計原則，根本出發(fā)點是盡量縮短CPU的運行時間，延長待機(jī)時間。具體設(shè)計時鑒于袖珍型便攜需用干電池供電的特點盡可能多使用80C31和27C256等低功耗CMOS芯片，只在需要報時時才接通功放和DZA等支路的電源，從而使整機(jī)靜態(tài)工作電源下降到0.6mA，即使兩節(jié)普通5號電池，也能滿足將近一個月的供電要求，達(dá)到降低功耗的目的。其次是，減少芯片數(shù)量，如采用數(shù)據(jù)和程序存貯器多合為一，實現(xiàn)一芯多用。在此時是將單片機(jī)設(shè)置成空閑節(jié)電運行方式，同時在硬件上采用電子開關(guān)。具體措施是：
1、將單片機(jī)設(shè)置成空閑節(jié)電運行方式。
2、多用中斷方式，少用軟件查詢。
3、采用并聯(lián)結(jié)構(gòu)的程序散轉(zhuǎn)方法，減少程序的執(zhí)行時間。
4、充分利用CPU內(nèi)部的定時/計數(shù)器，少用軟件定時、計數(shù)。
3、單片機(jī)開發(fā)在自動報警控制器的應(yīng)用
�。�1）自動報警控制器重要性�；馂�(zāi)危害自古有之，城市化進(jìn)程的加快，使火災(zāi)預(yù)防工作已成為保障人民財產(chǎn)安全的重中之重。伴隨電子技術(shù)的發(fā)展，形成以電子集成電路為代表的防火報警產(chǎn)品。20世紀(jì)八九十年代以來，隨著微型計算機(jī)的開發(fā)利用，出現(xiàn)了以微機(jī)為核心的火災(zāi)報警控制器，它的廣泛安裝與使用，理想的防火報警裝置，使人們對火災(zāi)的控制能力大大增強(qiáng)，大大降低危害損失。
�。�2）單片機(jī)在設(shè)計原理。在開發(fā)利用單片機(jī)時，應(yīng)對它的串行通訊口的性能充分加以利用。以微機(jī)為核心的火災(zāi)自動報警控制器最初是晶體管繼電器為分立元件的產(chǎn)品就是很好的例子。通用火災(zāi)報警控制器的主要心臟部件是MCS51系列單片機(jī)，通過它來接收火災(zāi)探測器的報警信號，經(jīng)過確認(rèn)后，發(fā)出聲光報警，顯示報警位置，并能發(fā)出控制信號啟動消防設(shè)備，迅速滅火。另外兼有現(xiàn)場編程、事故廣播、打印、自檢等功能�？偩�制報警控制器工作時，主要采用火警與故障自動交替巡回檢測技術(shù)，控制器不斷地對所有探測器、建筑布線和報警控制器進(jìn)行故障巡檢，能及時報警，同時，火警信號優(yōu)于故障信號。
可見，從信號的接收到處理，從時，產(chǎn)品不但功能多，體積小，而且形式多樣，既可掛在墻上，又可做成臺式或柜式，操作簡單直觀，總線制報警控制器是利用單片機(jī)的串行口進(jìn)行信號的輸入、輸出。輸入和輸出全部采用二總線，即兩根線，每兩根為一路，每一路可帶127個報警信號，每一報警信號有一地址號，出現(xiàn)故障和火警時，由總線將信號輸入，顯示報警點的地址。這樣只利用單片機(jī)本身的串行口，就可帶一百多個報警信號，如果再對其進(jìn)行擴(kuò)展，8路就可帶1096個探頭，而從控制器引出的也只有十幾根線。單片機(jī)串行口的利用問題：
1）設(shè)計系統(tǒng)硬件、軟件時，要考慮并行口硬件復(fù)雜、軟件簡單、而串行口正好相反的特點，針對不同的控制對象，具體分析，靈活對待。
2）要充分認(rèn)識單片機(jī)串行口在控制方面的作用，它不僅僅是與主機(jī)通訊的接口，還可以作為信號的輸入、輸出口。
3）開發(fā)利用單片機(jī)時要從整體出發(fā)，決不能因某一部分的優(yōu)化而影響整個控制系統(tǒng)的性能。
4、結(jié)語
綜上所屬，單片機(jī)的廣泛應(yīng)用提高了“智能化”電子產(chǎn)品功能功能、性價比高、為科技工作者提供方便，極具市場開發(fā)價值。采用單片機(jī)實現(xiàn)智能組合合成語音的原理和方法，極易移植應(yīng)用到通訊、工業(yè)交通（汽車、火車的自動報站），商品自動報價，防盜報警，家用電器辦公設(shè)施等領(lǐng)域。單片機(jī)與其他功能元件的合成技術(shù)，曾被實際運用，現(xiàn)場運行情況表明，控制器工作穩(wěn)定可靠，有較好的節(jié)能效果，這種控制方式、實現(xiàn)方法及節(jié)能的顯著效果，必將給節(jié)能控制等多領(lǐng)域的發(fā)展帶來廣闊的前景。
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