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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(guó)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(shí)施控制、自動(dòng)測(cè)試、智能儀表、家電、通訊等多方面應(yīng)用，其特點(diǎn)控制準(zhǔn)確、對(duì)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(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用及前景，為以后的實(shí)踐提供思路多樣性。
關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；電子產(chǎn)品；節(jié)能；應(yīng)用
1、單片機(jī)在電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制中的應(yīng)用
在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中，大部分時(shí)間機(jī)器處于輕載或變動(dòng)負(fù)載下，負(fù)載一般低于60%的額定負(fù)載。電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制技術(shù)成為提高效率的必然要求，整個(gè)行業(yè)轉(zhuǎn)向節(jié)能裝置的研發(fā)。最新電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制器應(yīng)運(yùn)而生，這種節(jié)能裝置是附加于不同應(yīng)用場(chǎng)合的電動(dòng)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(dòng)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(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)三種基本損耗。其中定子銅損，轉(zhuǎn)子銅損、鐵損耗與電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)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(dòng)機(jī)空載、輕載運(yùn)行時(shí)，起到節(jié)約電能之目的。根據(jù)對(duì)不同元件的調(diào)壓設(shè)計(jì)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(jì)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(dòng)方面的開發(fā)利用
�。�1）設(shè)計(jì)初衷。語言是人類特有的通信方式，在漫長(zhǎng)的人類社會(huì)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(gè)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(jiǎn)單性價(jià)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(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)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(dòng)報(bào)時(shí)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(jì)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(shí)計(jì)數(shù)方式，當(dāng)單片機(jī)接收到需報(bào)時(shí)（或整點(diǎn)自動(dòng)報(bào)時(shí)，或定鬧時(shí)間到）的請(qǐng)求時(shí)，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(chǎng)合的實(shí)際情況，自動(dòng)組合，調(diào)用不同的編碼語音數(shù)據(jù)，實(shí)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(jì)時(shí)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(hào)，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(bào)時(shí)語音。鑒于語音報(bào)時(shí)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(bào)時(shí)信號(hào)，分時(shí)調(diào)用對(duì)應(yīng)的語音數(shù)據(jù)。當(dāng)接收到外部請(qǐng)求脈沖時(shí)，單片機(jī)按“點(diǎn)”+“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(jì)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(jì)原則，根本出發(fā)點(diǎn)是盡量縮短CPU的運(yùn)行時(shí)間，延長(zhǎng)待機(jī)時(shí)間。具體設(shè)計(jì)時(shí)鑒于袖珍型便攜需用干電池供電的特點(diǎn)盡可能多使用80C31和27C256等低功耗CMOS芯片，只在需要報(bào)時(shí)時(shí)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(hào)電池，也能滿足將近一個(gè)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(shí)現(xiàn)一芯多用。在此時(shí)是將單片機(jī)設(shè)置成空閑節(jié)電運(yùn)行方式，同時(shí)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(yùn)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(shí)間。
4、充分利用CPU內(nèi)部的定時(shí)/計(jì)數(shù)器，少用軟件定時(shí)、計(jì)數(shù)。
3、單片機(jī)開發(fā)在自動(dòng)報(bào)警控制器的應(yīng)用
�。�1）自動(dòng)報(bào)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(cái)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(bào)警產(chǎn)品。20世紀(jì)八九十年代以來，隨著微型計(jì)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(bào)警控制器，它的廣泛安裝與使用，理想的防火報(bào)警裝置，使人們對(duì)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(jì)原理。在開發(fā)利用單片機(jī)時(shí)，應(yīng)對(duì)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(dòng)報(bào)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(bào)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(cè)器的報(bào)警信號(hào)，經(jīng)過確認(rèn)后，發(fā)出聲光報(bào)警，顯示報(bào)警位置，并能發(fā)出控制信號(hào)啟動(dòng)消防設(shè)備，迅速滅火。另外兼有現(xiàn)場(chǎng)編程、事故廣播、打印、自檢等功能�？偩�制報(bào)警控制器工作時(shí)，主要采用火警與故障自動(dòng)交替巡回檢測(cè)技術(shù)，控制器不斷地對(duì)所有探測(cè)器、建筑布線和報(bào)警控制器進(jìn)行故障巡檢，能及時(shí)報(bào)警，同時(shí)，火警信號(hào)優(yōu)于故障信號(hào)。
可見，從信號(hào)的接收到處理，從時(shí)，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(tái)式或柜式，操作簡(jiǎn)單直觀，總線制報(bào)警控制器是利用單片機(jī)的串行口進(jìn)行信號(hào)的輸入、輸出。輸入和輸出全部采用二總線，即兩根線，每?jī)筛鶠橐宦�，每一路可�?27個(gè)報(bào)警信號(hào)，每一報(bào)警信號(hào)有一地址號(hào)，出現(xiàn)故障和火警時(shí)，由總線將信號(hào)輸入，顯示報(bào)警點(diǎn)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(gè)報(bào)警信號(hào)，如果再對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)展，8路就可帶1096個(gè)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(jì)系統(tǒng)硬件、軟件時(shí)，要考慮并行口硬件復(fù)雜、軟件簡(jiǎn)單、而串行口正好相反的特點(diǎn)，針對(duì)不同的控制對(duì)象，具體分析，靈活對(duì)待。
2）要充分認(rèn)識(shí)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(hào)的輸入、輸出口。
3）開發(fā)利用單片機(jī)時(shí)要從整體出發(fā)，決不能因某一部分的優(yōu)化而影響整個(gè)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(jià)比高、為科技工作者提供方便，極具市場(chǎng)開發(fā)價(jià)值。采用單片機(jī)實(shí)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(dòng)報(bào)站），商品自動(dòng)報(bào)價(jià)，防盜報(bào)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(shí)際運(yùn)用，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)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(shí)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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