电子技术中单片机的应用和开发技术探讨

邓 宇

（秦皇岛技师学院，河北 秦皇岛 066000）

1.引言

当今社会，电子经济发展质量显著提高，对单片机的应用及开发提出了更高要求，使得传统模式下的单片机开发技术方法面临着严峻的挑战与考验。当前形势下，必须精准把握电子技术中单片机的核心优势，宏观审视单片机开发技术的关键步骤，综合施策，全面提升单片机技术的实际应用效果。

2.单片机概述

在当前高新技术产业进入高速发展时代的背景下，电子技术开始呈现出显著的智能化、自动化、数字化发展趋势，无论是从市场需求方面，还是在技术控制水平方面，均实现了跨越式发展，嵌入式应用技术同样取得新的技术突破[1]。单片机是一种嵌入式的控制器，是在极大程度上提升与优化计算机技术发展成效的直接影响因素。单片机属于集成芯片的概念范畴，在电子技术融合发展的支持下，可实现数据收集、数据整理、数据存储、数据调阅与读取等特定功能。正是凭借着诸多时代价值与应用优势，单片机才在当今微型电子设备中发挥出更加重要的作用[2]。

在现实应用中，单片机体积相对较小，无需占据过多空间，且能耗较低，适用性、控制性等条件良好，具有理想的技术功能价值。通常情况下，单片机往往是通过对程序进行植入，通过发挥运算器和控制器的协调配合作用，在相应操控指令下，与对应的功能需求交互接轨，完成对系统的有序控制与调整。单片机的主要构成要素包括运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备等部分构成，不同的构成部分在单片机系统中分别承担各自不同的职能。其中，运算器以二进制算法为主要运算模式，在暂存器等元器件的作用下实现对数据的高效有序运算，并将相应的运算结果储存于储存器中；控制器则可谓是单片机的核心，所有指令信息均需通过控制器进行交互，将数字信号转换为计算机可识别的控制信号，对控制信息的运行节奏进行控制；存储器则在相应存储单元的作用下，形成存在映射关系的存储地址，承担数据存储职能；输入设备与输出设备则完成数据的输入与输出。当前，电子技术中单片机的应用创新空间变大，达到提高了电子技术的可靠性与稳定性，延长了相关产品的使用寿命。

3.单片机在电子技术中的应用分析

3.1 在电子通信系统中的应用

在当前技术条件下，单片机技术在电子通信系统中具有广泛应用，可适用于智能通信设备，具有语音通信功能。在单片机技术的支持下，智能移动通信终端可精准识别手机语音信息，通过语音识别技术将通信语音转化为文字，具有较高准确率。

3.1.1 硬件设施

在电子通信系统中，单片机的主要硬件设施包括声音信号搜集元件、带通滤波器、微控制器等，其中微控制器处于核心地位，负责信号的加工与数据的处理，在预处理的基础上，将相应的处理结果通过指令信息进行传递。通常情况下，单片机的相对容量极为有限，因此需要将存储语音信号进行外置化处理，利用外部存储器的空间进行分类存储。受语音输入环境等方面要素的影响，智能移动通信终端所收集到的声音信号往往存在一定强度的杂音，影响信号识别的精确度，而通过带通滤波器的作用，则可将多余的杂音信号进行有效滤除，确保了识别有效性[3]。此外，键盘控制模块与信息显示模块则分别承担信号识别控制、信息显示等相应功能。

随着现代通信事业的快速发展，移动终端的智能化需求愈发突出，相应的语音功能需求也愈发强烈，因此必须深化单片机技术及语音识别技术的应用，采用嵌入式的应用方式，对语音信号进行高效采集，并通过一系列算法，将其存储在特定位置，构建形成标准语音库。

3.1.2 软件设计

图1 软件设计示意图

基于单片机技术的智能语音识别系统同样需要充分发挥软件模块的重要作用，只有全面优化软件设计效果，才能为智能语音识别提供良好控制环境。一般而言，当语音识别系统进入主程序后，需要通过相应模块对其进行深加工处理，形成识别语音模板，并根据用户需求，由软件系统执行语音识别程序，完成特定算法操作（如图1所示）。

3.2 在工业控制领域中的应用

3.2.1 硬件设计

工业控制领域同样是单片机技术的重点应用领域。在单片机运行原理约束条件下，单片机可通过特定结构接口对设备软件进行直接控制，使控制软件和硬件设施同时运行。以当前应用较为广泛的门禁系统为例，其控制程序通常由开启程序、闭合程序以及延时程序等组成，该控制程序的整体构造相对简单，通过信号输入与输出信道及人机交互信道便可完成相应控制操作任务，前者负责对控制信号的辨识、控制与输出输入，而后者则侧重于人机对话，实现不同类型指令信息与信号的一致化。同时，基于单片机在工业控制领域中的硬件设计还应突出标准语音库的重要作用，在相应指令信号与标准语音库进行充分比对分析的基础上，才能确保顺序控制、逻辑运算及定向操控等功能可以得以顺利实现。

3.2.2 软件设计

为有效优化工业控制领域单片机技术的应用成效，必须对软件系统进行科学构造，对相关控制指令进行调控，对硬件系统的表现速度进行控制。在此过程中，需要为软件设计提供必要的系统感应特性，根据工业控制的实际需求，调整相应的控制节奏与强度。在此过程中，可将软件系统设计细化分为过个不同的子程序，通过采用软件计时、传感器检测等方法，对相应控制程序进行管控，以有效满足特定控制功能[4]。

3.2.3 应用案例

单片机技术常常应用于智能电气设备之中。以人们接触最多的家用电器洗衣机为例，它可为人们提供差异化的应用服务，可根据实际需求设定洗衣机的冲洗时间、冲洗强度等，并自动完成洗衣机的自身洁净处理。再如智能冰箱，也可通过单片机作用的发挥，对冰箱温度进行动态化调整，使其根据所需保鲜食物类型的不同保持不同内部温度，达到最为理想的保鲜效果，此外还可接收语音指令信息，按照特定连接结构，实现智能冰箱的语音化控制，满足人们个性化需求。

4.单片机电子技术的未来发展和技术开发

4.1 抗干扰技术开发

现代科学技术的快速发展，为单片机电子技术抗干扰技术的开发与实现提供了更为丰富的技术手段，使技术开发人员在开发工具与载体方面具备了更为灵活的选择余地，使得传统开发环境下难以完成的抗干扰开发任务具备了更大的可行性。因此，可通过发挥单片机控制系统的作用，搭建基于计算机技术与软件技术的抗干扰技术开发平台，结合其高灵敏度等客观特性，在电路设计、屏蔽构造、装置配置等方面进行抗干扰开发。在此过程中，可根据干扰信号类型、信号强弱、信号来源、信号脉冲频率等技术参数的不同，确定对抗干扰波段的筛查和滤除。对于辨识错误的抗干扰信号，则可作出纠偏纠错处理，防止单片机系统运行偏差。

4.2 单片机程序开发

在当前电子技术领域，嵌入式操作系统的应用更加广泛，推动着单片机技术智能化、自动化发展脚步的加快，突破了传统约束环境条件的局限与阻碍。在单片机程序开发中，应摒弃传统保守陈旧的程序开发思维模式，突破僵化固化程序开发方法的桎梏，在数据存储和自由传输环境下，优化单片机程序开发技术的应用适用性表现，全面确保嵌入式操作系统数据采集与数据处理的最终效果。另一方面，在单片机程序开发及信息处理中，还应以提高响应速度为目标，对开发语言系统进行技术改进，延伸和拓展单片机开发和技术应用覆盖面，保持充足开发活力。

4.3 基于计算机和存储器的开发

当前技术条件下，计算机均配置有完善的通信设备和通信端口，旨在随时随地实现计算机系统的数据传输与信息交互，获取更加精准有效的数据信息资料，这也同时使得单片机控制和应用功能得以改进。因此，在单片机技术开发中，应始终注重计算机系统的基础性支撑作用，特别是通过对单片机通信数据的开发提高单片机的信息传输和接收的效率，增加单片机运转的准确性。同时，在基于计算机和存储器的开发中，还应注重CPU的强化，解决以往单片机在运行的过程中存在的死机、卡顿、运作缓慢等诸多问题，改善中央处理器的结构，在宏观层面提高单片机使用性能，延长单片机寿命。

5.结语

受技术方法、开发过程、实现路径等方面要素的影响，当前电子技术中单片机的应用及开发实践中依旧存在诸多不容忽视的薄弱环节，阻碍着单片机技术实际应用价值的凸显。因此，有关人员应该从当前电子技术的客观实际需求及发展环境出发，充分遵循单片机技术应用及开发的基本原理与规律，创新单片机开发技术方法，优化单片机开发过程控制，为促进其在电子技术中的应用成效奠定基础，为促进单片机技术实现跨越发展保驾护航。