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談?wù)搯纹瑱C在“智能化”電子產(chǎn)品中的應用
摘 要:自上世紀90年代末至今,單片機在我國各種電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中被廣泛應用,技術(shù)方面取得了顯著(zhù)進(jìn)步,本文通過(guò)例舉單片機在實(shí)施控制、自動(dòng)測試、智能儀表、家電、通訊等多方面應用,其特點(diǎn)控制準確、對電網(wǎng)無(wú)污染、無(wú)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。本文試討論單片機在各個(gè)領(lǐng)域的應用及前景,為以后的實(shí)踐提供思路多樣性。
關(guān)鍵詞:單片機 電子產(chǎn)品 節能 應用
1、單片機在電動(dòng)機節能控制中的應用
在電動(dòng)機運行過(guò)程中,大部分時(shí)間機器處于輕載或變動(dòng)負載下,負載一般低于60%的額定負載。電動(dòng)機節能控制技術(shù)成為提高效率的必然要求,整個(gè)行業(yè)轉向節能裝置的研發(fā)。最新電動(dòng)機節能控制器應運而生,這種節能裝置是附加于不同應用場(chǎng)合的電動(dòng)機上獲得節能效果的。采用單片機技術(shù),由三端雙向可控硅組成三相調壓電路,是電動(dòng)機節能裝置中一種新的節能控制器。
單片機節能控制器的節電原理。通常情況下,定子銅損,轉子銅損、鐵損,機械損耗是電動(dòng)機運行時(shí)三種基本損耗。其中定子銅損,轉子銅損、鐵損耗與電動(dòng)機運行時(shí)的電壓與電流的平方成正比。通過(guò)降低電機繞組端電壓可以在電動(dòng)機空載、輕載運行時(shí),起到節約電能之目的。根據對不同元件的調壓設計的節能裝置目前都分為三大類(lèi):電抗器調壓,電機定子繞組星三角轉換調壓,雙向晶閘管調壓,這幾種由調壓原理指導設計的節能裝置從穩定性和經(jīng)濟效益出發(fā),雙向晶閘管調壓的技術(shù)被得到的更廣泛的應用。
2、單片機在人際語(yǔ)言互動(dòng)方面的開(kāi)發(fā)利用
(1)設計初衷。語(yǔ)言是人類(lèi)特有的通信方式,在漫長(cháng)的人類(lèi)社會(huì )發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮著(zhù)無(wú)可比擬的作用。讓機器“說(shuō)話(huà)”一直是電子技術(shù)不斷努力的方向,語(yǔ)言合成是人機語(yǔ)聲通信的一個(gè)重要組成部分。近年來(lái),隨著(zhù)大規模集成電路的發(fā)展,多種外圍電路簡(jiǎn)單性?xún)r(jià)比高專(zhuān)用語(yǔ)音處理芯片相繼問(wèn)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)現簡(jiǎn)單的語(yǔ)音錄放功能,因此,應用范圍受到一定的限制。最近一些研發(fā)人員利用單片機改造電子鬧鐘的語(yǔ)音自動(dòng)報時(shí)功能在單片機的智能化應用方面邁出了建設性的步伐。
(2)軟件設計原理。波形編碼技術(shù)在眾多語(yǔ)音合成編碼方案脫穎而出,讓單片機工作在定時(shí)計數方式,當單片機接收到需報時(shí)(或整點(diǎn)自動(dòng)報時(shí),或定鬧時(shí)間到)的請求時(shí),壓縮固化在EPROM中的語(yǔ)音數據編碼,單片機就能根據不同應用場(chǎng)合的實(shí)際情況,自動(dòng)組合,調用不同的編碼語(yǔ)音數據,實(shí)現語(yǔ)音的“智能”組合合成。電路的工作原理是:根據當前計時(shí)值,取出事前經(jīng)編碼壓縮固化在EPROM中的相應語(yǔ)音數字信號,經(jīng)解碼組合,送至單片機Pl口作D/A變換,然后經(jīng)平滑濾波和功放,還原成報時(shí)語(yǔ)音。鑒于語(yǔ)音報時(shí)電子鬧鐘的詞匯量不大,要求注重語(yǔ)音的合成質(zhì)量。本系統EPROM中所存貯的語(yǔ)音數據和常用數字聲等音節。獲得相應的語(yǔ)音報時(shí)信號,分時(shí)調用對應的語(yǔ)音數據。當接收到外部請求脈沖時(shí),單片機按“點(diǎn)”+“分”的組合方式,經(jīng)解碼送往單片機P,口作D/A變換。
(3)硬件設計原則。降低功耗和降低制作成本節約有限空間、有效布局是總體設計原則,根本出發(fā)點(diǎn)是盡量縮短CPU的運行時(shí)間,延長(cháng)待機時(shí)間。具體設計時(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,只在需要報時(shí)時(shí)才接通功放和DZA等支路的電源,從而使整機靜態(tài)工作電源下降到0.6mA,即使兩節普通5號電池,也能滿(mǎn)足將近一個(gè)月的供電要求,達到降低功耗的目的。其次是,減少芯片數量,如采用數據和程序存貯器多合為一,實(shí)現一芯多用。在此時(shí)是將單片機設置成空閑節電運行方式,同時(shí)在硬件上采用電子開(kāi)關(guān)。具體措施是:1.將單片機設置成空閑節電運行方式。2.多用中斷方式,少用軟件查詢(xún)。3.采用并聯(lián)結構的程序散轉方法,減少程序的執行時(shí)間。4.充分利用CPU內部的定時(shí)/計數器,少用軟件定時(shí)、計數。
3、單片機開(kāi)發(fā)在自動(dòng)報警控制器的應用
(1)自動(dòng)報警控制器重要性�；馂奈：ψ怨庞兄�,城市化進(jìn)程的加快,使火災預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世紀八九十年代以來(lái),隨著(zhù)微型計算機的開(kāi)發(fā)利用,出現了以微機為核心的火災報警控制器,它的廣泛安裝與使用,理想的防火報警裝置,使人們對火災的控制能力大大增強,大大降低危害損失。
(2)單片機在設計原理。在開(kāi)發(fā)利用單片機時(shí),應對它的串行通訊口的性能充分加以利用。以微機為核心的火災自動(dòng)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。通用火災報警控制器的主要心臟部件是MCS51系列單片機,通過(guò)它來(lái)接收火災探測器的報警信號,經(jīng)過(guò)確認后,發(fā)出聲光報警,顯示報警位置,并能發(fā)出控制信號啟動(dòng)消防設備,迅速滅火。另外兼有現場(chǎng)編程、事故廣播、打印、自檢等功能�？偩�(xiàn)制報警控制器工作時(shí),主要采用火警與故障自動(dòng)交替巡回檢測技術(shù),控制器不斷地對所有探測器、建筑布線(xiàn)和報警控制器進(jìn)行故障巡檢,能及時(shí)報警,同時(shí),火警信號優(yōu)于故障信號�？梢�(jiàn),從信號的接收到處理,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,又可做成臺式或柜式,操作簡(jiǎn)單直觀(guān),總線(xiàn)制報警控制器是利用單片機的串行口進(jìn)行信號的輸入、輸出。輸入和輸出全部采用二總線(xiàn),即兩根線(xiàn),每?jì)筛鶠橐宦?每一路可帶127個(gè)報警信號,每一報警信號有一地址號,出現故障和火警時(shí),由總線(xiàn)將信號輸入,顯示報警點(diǎn)的地址。這樣只利用單片機本身的串行口,就可帶一百多個(gè)報警信號,如果再對其進(jìn)行擴展,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(xiàn)。單片機串行口的利用問(wèn)題:l)設計系統硬件、軟件時(shí),要考慮并行口硬件復雜、軟件簡(jiǎn)單、而串行口正好相反的特點(diǎn),針對不同的控制對象,具體分析,靈活對待;2)要充分認識單片機串行口在控制方面的作用,它不僅僅是與主機通訊的接口,還可以作為信號的輸入、輸出口;3)開(kāi)發(fā)利用單片機時(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)控制系統的性能。
結語(yǔ)
綜上所屬,單片機的廣泛應用提高了“智能化”電子產(chǎn)品功能功能、性?xún)r(jià)比高、為科技工作者提供方便,極具市場(chǎng)開(kāi)發(fā)價(jià)值。采用單片機實(shí)現智能組合合成語(yǔ)音的原理和方法,極易移植應用到通訊、工業(yè)交通(汽車(chē)、火車(chē)的自動(dòng)報站),商品自動(dòng)報價(jià),防盜報警,家用電器辦公設施等領(lǐng)域。單片機與其他功能元件的合成技術(shù),曾被實(shí)際運用,現場(chǎng)運行情況表明,控制器工作穩定可靠,有較好的節能效果,這種控制方式、實(shí)現方法及節能的顯著(zhù)效果,必將給節能控制等多領(lǐng)域的發(fā)展帶來(lái)廣闊的前景。
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