单片机技术在智能电子产品中的应用探讨

霍海波

摘 要：随着高新技术的不断发展，智能电子产品开始进入人们的生活，并且改变了人们的生活和娱乐方式，而单片机技术是智能电子产品的主要核心技术，对于电子产品功能的发挥起到了至关重要的作用。对于单片机技术在智能电子产品中应用情况的探究，将有助于我们对智能电子产品功能的充分开发。为此，本文以单片机技术在智能电子产品中的应用为研究对象，通过对单片机技术概念、含义的探究，对单片机技术在智能电子产品中的运用情况进行了深入的探究，并就单片机技术在智能电子设备中的未来应用方向做出了科学的构想。从而更好地推动单片机技术的不断发展，为单片机技术在智能电子产品中的良好应用奠定坚实的技术基础。

关键词：单片机技术;单片机;智能电子产品;电子产品

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.20.115

1 单片机技术的概念及含义

随着人们对于智能電子设备需求的不断增加，也进一步推动了单片机技术的发展，单片机技术的概念及含义如下：

虽然单片机技术在上世纪90年代刚刚兴起，但是以简单、能耗低、体积小等特点，快速占领了智能电子设备的市场，并得到了广泛的应用。单片机技术的特点主要包括以下几个方面：第一，满足基本的功能，单片机可以理解为是一个简单的中央处理器，可以实现一些简单业务逻辑，满足用户对智能电子设备的基本功能需求。例如：在小米手环中使用的就是单片机技术，能够实现对人体心跳、睡眠时间、跑步距离、走路步数等健康指标的收集和检测;第二，可以实现对数据的快速收集和处理，由于单片机技术实现较为简单，可以对数据进行快速的处理，具有较高的灵敏度，并且可以实现对数据的简单分析和运算等等;第三，单片机技术的可靠性较高，部分智能电子设备的使用寿命在五年以上，可以应对较为复杂的周围环境，在遇到一些意外情况时，能够通过强大的逻辑进行自我修复;第四，耗电地，体积小，便于安装和携带，这是单片机技术的优势之一，在这一优势的带动下，相关的智能电子产品也具有同类的优势，可以方便地进行随身携带。

2 单片机技术在智能电子产品中的运用

单片机技术经过了几十年的发展，已经在智能电子产品中得到了较为广泛的应用，经过本文的分析和论述可知，这些应用方向主要包括以下几点：

2.1 单片机技术在节能控制中的应用

由于智能电子设备可能会被经常携带外出，因此对这些设备的能耗要求是非常高的，所以经常会设计一些节能控制模块，从而提高智能电子设备的待机时长。单片机技术在节能控制中的应用主要分为以下几个方面：第一，智能电子设备在外出状态下，大部分是处于轻负载的模式，这时候就需要通过节能控制，确保其基础功能的前提下，进一步降低电量的消耗。单片机通过对智能电子设备中数据的收集，可以大致推断当前设备处于较低的负载，这时可以降低电压及电流的输出，达到节能的目的;第二，单片机可以控制能耗的节奏，例如：在小米手环中，收集人体的心率、睡眠和运动步数等数字，这些数字收集后会在本地进行存储，然后以分钟级的频率进行上报;信息未上报时，设备处于低能耗的状态，信息上报时，会出现一些网络传输方面的消耗，单片机可以控制能耗的节奏，将手环的大部分时间控制在低能耗的状态下，可以使得待机时间长达七十二小时以上。

2.2 单片机在智能语音设备中的应用

为了更好地提高智能电子设备的智能性，可以允许人类通过简单的语言进行控制，实现语音人机交互的目的。目前，语音处理芯片已经开发完成，并开始运用到智能电子设备中。单片机在智能语音设备中的应用，主要分为以下两个部分：第一，软件设置方面，由于单片机可以通过编程的方式，处理一些业务逻辑，因此就能够对智能语音处理过程进行操作。例如：在导航智能电子设备中，可以将其中的一些道路名称、距离等进行提取，然后进行播报;同时，还可以选择不同的名人口吻进行播报，真正实现智能化的定制操作，更好地满足用户的需求;第二，硬件设计方面，由于智能语音设备对资源的消耗比较大，因此为了更好地延长产品的待机时间，会使用单片机技术动态控制产品的功率，进一步降低对电量的消耗。同时，还可以通过单片机技术，提高硬件的响应时间，进一步提高用户的体验。

2.3 单片机在报警控制中的应用

对于部分电子设备来讲，会拥有自动报警的设置，报警控制也是单片机技术经常使用的领域，主要体现在以下几个方面：第一，对于一些自动报警装置来讲，例如：家里经常使用的火灾报警器，就是在外界环境达到一定条件下开启智能报警的设备，如果室内的烟雾浓度到达某种水平，或者是收集外界的数据达到某种状态时，就会自动触发报警设置，从而实现智能报警的功能;第二，对于一些智能电子设备来讲，如果外在环境超过设备的工作环境范围时，或者是设备存在一些异常情况时，就会触发自身的报警机制，让用户能够及时了解设备的运作详情，并且根据报警信息提供解决方案。例如：在一些工厂中，经常会安装一些设备，对工厂的生产环境进行监控，当出现某些异常数据时，就会发生报警，为确保设备的正常运作，设备维护人员需要及时进行处理，避免产生较大的故障。

2.4 单片机在医疗设备中的运用

随着医疗设备技术的不断提升，单片机开始在医疗设备中进行广泛的应用，主要体现在：第一，对病人的身体特征数据进行智能监控，可以将一些医疗设备安装在病人身上，并对其身体的数据进行收集，然后与后台的控制系统进行交互，如果发现病人的身体特征异常时，会及时产生报警。例如：部分医疗设备可以针对病人的心跳、脉搏、血压等进行监控，如果发现异常会及时呼叫医生进行处理;第二，在手术过程中，也会使用一些智能电子设备，例如：部分手术需要进入病人的体内进行，在避免开刀的情况下，可以通过控制智能设备完成手术的过程，进一步降低病人的痛苦，提高病人身体恢复的速度;第三，智能体检数据分析设备，可以将用户的体检数据录入进去，然后输入到分析设备后，通过与正常数据的对比，及时对用户的身体疾病进行预测和诊断。随着我国医疗技术水平的不断提高，单片机技术的应用变得越来越广泛，提高了医疗技术水平，更好地维护病人的健康。

3 单片机技术在智能电子设备中的未来应用方向

3.1 单片机的可编程功能不断提高

单片机中可以集合特定的编程功能，能够完成智能电子设备中的简单逻辑处理，随着单片机技术的不断发展，可编程功能也会进行不断地提高，主要体现在以下几个方面：第一，可以实现较为复杂的逻辑，单片机的优势集中在逻辑简单、能耗低、体积小等多个方面，随着硬件技术的不断提高，单片机的体积会变得更小，但是其存储容量会变得更大，所以为可编程功能的提高奠定了基础;第二，在过去，单片机的硬件成本比较高，而且实现一些基础的业务逻辑不需要较大的存储空间;但是，随着人们对智能电子设备个性化需求的不断变化，就需要设备实现更多的选择，满足不同用户的不同需求。因此其可编程的功能会不断提高，同时编程逻辑和复杂度都在不断提高，对单片机的功耗也会产生一定的影响。

3.2 在更多的智能电子设备中获得应用

目前，智能电子设备的种类较少，随着个人用户需求的不断增加，会获得更加广阔的发展空间，单片机技术就会在更多的智能电子设备中得到应用。首先，智能电子设备的种类会不断增加，像现在的智能音响，以及正在发展中的智能家居等等，都是单片机技术未来的应用方向，随着人们对生活质量要求的不断提高，智能电子设备在满足用户需求的同时，也能够进一步解放人类的劳动，更好地实现对生活环境的控制;其次，同一种智能电子设备的种类也会不断增加，为了满足不同年龄段、不同性别的用户需求，同一种智能电子设备也会产生多种不同的种类，满足不同用户的需求，使得产品向着更加垂直化的方向发展，在外观、功能等多个方面体现不同用户的特征;最后，单片机技术会在不同领域的智能电子设备中得到更加广泛的使用，目前单片机主要是在工业生产、医疗、智能家居等多个方面获得了应用，但是在未来随着单片机技术的不断成熟，会在更多的领域进行发展，例如：可以在自动化驾驶领域、人工智能领域等多个领域获得更加广泛的应用。

3.3 硬件标准和软件标准会逐渐生成

随着单片机技术的不断发展，在软件方面和硬件方面都需要制定一系列标准，从而使得不同产品之间可以更好地交互。单片机技术标准的未来发展方向主要体现在：第一，软件标准的生成，主要是在可编程方面变得更加容易，例如：标准开发库的逐渐形成及发展，其中包含了单片机编程中经常使用的函数、算法、模板等等，开发人员使用引入标准库后，可以直接使用库函数进行编程，在降低编程难度的同时，也可以提高软件的易读性和易维护的特点，方便后续对智能电子设备进行升级换代;第二，硬件标准的形成，可以使得智能电子设备在生产过程中，拆分为不同的硬件，硬件之间遵循标准的接口协议，更好地实现兼容性;硬件拆分后，可以使得智能电子设备的各个零件实现并行化生产，进一步缩短产品的生产周期，使其能够快速投入市场;第三，在软件和硬件标准不断完善的基础上，单片机技术可以得到更加广泛的应用，甚至可以出现跨领域应用的情况，为智能电子设备未来的发展提供无限可能，更好地联通不同的设备。例如：智能家居设备可以通过智能音响进行统一控制，而智能手机可以对智能家居设备进行远程控制等等，使得他们可以形成统一的整体，实现智能家居整个生态系统的升级换代。

3.4 更好地体现用户的个性化需求

单片机应用在智能电子设备中，主要是为了满足用户的个性化需求。在过去，智能电子设备主要应用在工业领域，需要满足生产的需求;在医疗领域，需要以医疗技术发展的需求为导向。但是，随着智能电子设备的不断发展，个人用户群体的数量在不断增加，个性化需求会变得非常重要，所以单片机在智能电子设备中的应用，可以更好的实现用户的个性化需求，主要体现在：第一，会以用户需求为导向，改变智能电子设备的发展方向，不同的用户对于设备的需求是不同的，所以生产厂家可以注意收集用户的个性化需求，并生产出多种不同功能的产品，为用户提供更多的选择;第二，单片机技术可以与人工智能技术进行结合，更好地根据用户的行为数据进行分析及上报，从而实现一些智能分析功能。例如：可以根据用户的身体数据，为用户推荐健身项目，并实时反馈用户的身体数据;根据用户的购物浏览历史，可以为用户推荐性价比较高的产品，并收集用户最终的购买行为，从而使得智能分析形成一个有效的闭环系统。

4 小结

总之，通过上述研究，我们对于单片机技术的概念、含义等都有了一个相对全面的了解。也看到了目前单片机技术在智能电子产品中的运用情况。在今后的工作中，我们要本着科技创新发展的心态，继续加强对单片机技术的研究力度，结合智能电子产品的开发需求，对单片机相应的功能进行充分开发，以此来确保智能电子产品可以在单片机技术的作用下实现功能的创新，满足用户多元化的需求。

参考文献：

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作者简介：霍海波（1977-），男，河南陕县人，硕士，讲师，研究方向：电子电气、控制理論及应用。