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摘 要 随着社会的不断发展,人民的生活質量也有了显著的提高,人民对于生活的追求也越来越多。人们在生活中更加追求的是舒适化和快捷化,而电子产品的普及在极大程度上实现了人们的追求,单片机在汽车电子中的应用非常广泛,例如汽车中的发动机控制器,gps导航系统,abs防抱死系统,制动系统等,此外,在工商,金融,科研,教育,国防等领域都有广泛用途。
关键词 单片机;生活;智能化;前景
引言:
随着信息化程度的不断发展,以及以单片机为基础的一大批电子技术的大力推广和创新,使得人们的生活变得越来越舒适快捷,特别是单片机智能化的应用让人们可以轻轻松松就可以得到享受,因此大力推广和发展单片机的技术,对于提高人民的幸福度是十分重要的。
1 单片机的原理和结构
1.1 单片机的基本原理
单片机,全称单片微型计算机,又称微控制器,是把中央处理器、存储器、定时/计数器、各种输入输出接口等都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。单片机的使用领域已十分广泛,如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。单片机是一种集成电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统。
1.2 单片机的结构
8051内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元,它们是统一编址的,专用寄存器只能用于存放控制指令数据,用户只能访问,而不能用于存放用户数据,所以,用户能使用的的RAM只有128个,可存放读写的数据,运算的中间结果或用户定义的字型表。单片机是由运算器、存储器和控制器组成的。中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件,是8位数据宽度的处理器,能处理8位二进制数据或代码,CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作,完成运算和控制输入输出功能等操作。了解中央处理器cpu对于弄懂单片机原理非常的重要。单片机原理有两种,一种是程序存储器和数据存储器分开的形式,即哈佛(Harvard)结构,另一种是采用通用计算机广泛使用的程序存储器与数据存储器合二为一的结构,即普林斯顿(Princeton)结构。INTEL的MCS-51系列单片机采用的是哈佛结构的形式,而后续产品16位的MCS-96系列单片机则采用普林斯顿结构。
2 单片机的智能化应用
2.1 单片机在工程上的应用
某些专用单片机用于实现特定功能,从而在各种电路中进行模块化应用,不要求使用人员了解其内部结构。如音乐集成单片机。单片机在医用设备中的应用相当广泛,例如医用呼吸机,各种分析仪,监护仪,超声波诊断设备以及病床呼叫系统。众所周知在工程中有许多的环节对于人类都是非常危险的,而如何避免这些危险也就成为工程实施中的一项大的难题。但是随着单片机智能化的出现,智能机器人,智能机械手臂等等许多机械电子技术的出现,完美解决了这些问题。如人们以往对于太空的探索就可以体现出来,因为太空之中的环境和地球上环境有很大的不同,人类在太空之中无法生存,虽然现代各个国家都在进行登月计划,但是效果仍然不佳,因为特殊的环境因素导致人们很难深入的了解,而单片机智能化的出现,使得这个问题变得简单,因为有单片机等一系列集成芯片为核心智能机器人和智能小车等对于生存的环境要求极为简单,可以适应许多残酷的环境,人类对于月球的前期探索完全可以由智能机器人来进行代替。
2.2 单片机在农业上的应用
当前的农业经济发展形式来看,推行农业机械自动化生产已经成为发展农村经济的重要手段。但是在实际推行的过程中可以发现,要想实现全面机械化生产,还需要加大对技术方面的投入力度,使农业机械的适用性越来越广,能够适用于大多数的农业生产活动中。除此之外,在进行农机管理的过程中也需要全面推行信息化管理手段,有效推进我国农业经济的现代化发展水平。现代农业与原始农业不一样的就是随着智能机械的出现,使得人们从原本繁重的劳动中得到了解放,而且单片机智能化的出现极大的发展了农业技术,使得原本枯燥的农业劳作变得极为简单。如在农业大棚种植中单片机就起到了极为重要的作用。大棚种植对于阳光、水分和大棚中的温度都有很高的要求,以往的人工种植大棚大都靠的是自己的经验,但是经验有时也会有不靠谱的时候,往往如果发生这种事情农民的利益就会亏损。
2.3 单片机在仪器仪表中的应用
现代的单片机普遍具备通信接口,可以方便地与计算机进行数据通信,为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件,现在的通信设备基本上实现了单片机智能控制,从手机,电话机,小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话,集群移动通信,无线对讲机等。智能化和高端化的方向发展,不仅能大大提高仪表仪器处理的精度,而且提高仪表仪器的智能化水平。比如医院中检查病人身体仪器智能化,不仅可以提高仪器的精确性和可靠性,还可以根据病人的身体情况,血压心跳的一系列数据来实现智能化的调整,使得病人得到更舒适,更科学的照顾,帮助病人早日得到康复。
3 单片机智能化的发展趋势
用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工程流水线的智能化管理,电梯智能化控制,与计算机构成二级控制系统等。不管是在早期还是在现在,单片机人工智能化一直是一个大热门,但是人工智能发展到了今天,都还是只能针对特定领域通过大数据分析,结合深度的学习,来解決特定规则下的特定问题。它和人类这种有意识的智能和潜意识的智能来说都是不能比,因此对于以单片机和计算机为核心的人工智能化的未来是要让人工智能具有真正意识上的智能,具有自主判断和自主学习的能力才是单片机智能化未来发展的趋势。
当然想要实现这种智能,单片机也必须有所发展,单片机的发展不仅仅需要加强CPU功能,更需要存储器的发展和单片机开发环境的优化。唯有单片机先进步,人工智能才能得以发展[3]。
4 结束语
就以目前的情况看基本上所见到的家电产品都能看到单片机的身影,比如电视机、洗衣机、电冰箱、微波炉、智能抽烟机、热水器、电饭煲、手机等等,这些电子产品主板里面都嵌有单片机,当然根据家用电子产品的性能其嵌入的单片机性能也各异。社会在不断进步,对于高科技的要求也在不断提高,加快发展单片机技术,研发出更加适合社会进步和市场需求的单片机是单片机发展的重要指标。唯有单片机得到创新,以单片机为核心的技术才会得到真正的腾飞。
参考文献
[1] 陈杰,陈杰.单片机在农业工程中的应用[J].农机化研究,2012,34 (2):250-252.
[2] 孙光.试论单片机在“智能化”电子产品中的应用[J].数字技术与应用,2011,(1):6.
[3] 蒋建方.智能化电子产品中单片机技术的应用[J].现代信息科技,2018,2(8):53-54,57.
山西朔州 中北大学朔州校区 036000
关键词 单片机;生活;智能化;前景
引言:
随着信息化程度的不断发展,以及以单片机为基础的一大批电子技术的大力推广和创新,使得人们的生活变得越来越舒适快捷,特别是单片机智能化的应用让人们可以轻轻松松就可以得到享受,因此大力推广和发展单片机的技术,对于提高人民的幸福度是十分重要的。
1 单片机的原理和结构
1.1 单片机的基本原理
单片机,全称单片微型计算机,又称微控制器,是把中央处理器、存储器、定时/计数器、各种输入输出接口等都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。单片机的使用领域已十分广泛,如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。单片机是一种集成电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统。
1.2 单片机的结构
8051内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元,它们是统一编址的,专用寄存器只能用于存放控制指令数据,用户只能访问,而不能用于存放用户数据,所以,用户能使用的的RAM只有128个,可存放读写的数据,运算的中间结果或用户定义的字型表。单片机是由运算器、存储器和控制器组成的。中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件,是8位数据宽度的处理器,能处理8位二进制数据或代码,CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作,完成运算和控制输入输出功能等操作。了解中央处理器cpu对于弄懂单片机原理非常的重要。单片机原理有两种,一种是程序存储器和数据存储器分开的形式,即哈佛(Harvard)结构,另一种是采用通用计算机广泛使用的程序存储器与数据存储器合二为一的结构,即普林斯顿(Princeton)结构。INTEL的MCS-51系列单片机采用的是哈佛结构的形式,而后续产品16位的MCS-96系列单片机则采用普林斯顿结构。
2 单片机的智能化应用
2.1 单片机在工程上的应用
某些专用单片机用于实现特定功能,从而在各种电路中进行模块化应用,不要求使用人员了解其内部结构。如音乐集成单片机。单片机在医用设备中的应用相当广泛,例如医用呼吸机,各种分析仪,监护仪,超声波诊断设备以及病床呼叫系统。众所周知在工程中有许多的环节对于人类都是非常危险的,而如何避免这些危险也就成为工程实施中的一项大的难题。但是随着单片机智能化的出现,智能机器人,智能机械手臂等等许多机械电子技术的出现,完美解决了这些问题。如人们以往对于太空的探索就可以体现出来,因为太空之中的环境和地球上环境有很大的不同,人类在太空之中无法生存,虽然现代各个国家都在进行登月计划,但是效果仍然不佳,因为特殊的环境因素导致人们很难深入的了解,而单片机智能化的出现,使得这个问题变得简单,因为有单片机等一系列集成芯片为核心智能机器人和智能小车等对于生存的环境要求极为简单,可以适应许多残酷的环境,人类对于月球的前期探索完全可以由智能机器人来进行代替。
2.2 单片机在农业上的应用
当前的农业经济发展形式来看,推行农业机械自动化生产已经成为发展农村经济的重要手段。但是在实际推行的过程中可以发现,要想实现全面机械化生产,还需要加大对技术方面的投入力度,使农业机械的适用性越来越广,能够适用于大多数的农业生产活动中。除此之外,在进行农机管理的过程中也需要全面推行信息化管理手段,有效推进我国农业经济的现代化发展水平。现代农业与原始农业不一样的就是随着智能机械的出现,使得人们从原本繁重的劳动中得到了解放,而且单片机智能化的出现极大的发展了农业技术,使得原本枯燥的农业劳作变得极为简单。如在农业大棚种植中单片机就起到了极为重要的作用。大棚种植对于阳光、水分和大棚中的温度都有很高的要求,以往的人工种植大棚大都靠的是自己的经验,但是经验有时也会有不靠谱的时候,往往如果发生这种事情农民的利益就会亏损。
2.3 单片机在仪器仪表中的应用
现代的单片机普遍具备通信接口,可以方便地与计算机进行数据通信,为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件,现在的通信设备基本上实现了单片机智能控制,从手机,电话机,小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话,集群移动通信,无线对讲机等。智能化和高端化的方向发展,不仅能大大提高仪表仪器处理的精度,而且提高仪表仪器的智能化水平。比如医院中检查病人身体仪器智能化,不仅可以提高仪器的精确性和可靠性,还可以根据病人的身体情况,血压心跳的一系列数据来实现智能化的调整,使得病人得到更舒适,更科学的照顾,帮助病人早日得到康复。
3 单片机智能化的发展趋势
用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工程流水线的智能化管理,电梯智能化控制,与计算机构成二级控制系统等。不管是在早期还是在现在,单片机人工智能化一直是一个大热门,但是人工智能发展到了今天,都还是只能针对特定领域通过大数据分析,结合深度的学习,来解決特定规则下的特定问题。它和人类这种有意识的智能和潜意识的智能来说都是不能比,因此对于以单片机和计算机为核心的人工智能化的未来是要让人工智能具有真正意识上的智能,具有自主判断和自主学习的能力才是单片机智能化未来发展的趋势。
当然想要实现这种智能,单片机也必须有所发展,单片机的发展不仅仅需要加强CPU功能,更需要存储器的发展和单片机开发环境的优化。唯有单片机先进步,人工智能才能得以发展[3]。
4 结束语
就以目前的情况看基本上所见到的家电产品都能看到单片机的身影,比如电视机、洗衣机、电冰箱、微波炉、智能抽烟机、热水器、电饭煲、手机等等,这些电子产品主板里面都嵌有单片机,当然根据家用电子产品的性能其嵌入的单片机性能也各异。社会在不断进步,对于高科技的要求也在不断提高,加快发展单片机技术,研发出更加适合社会进步和市场需求的单片机是单片机发展的重要指标。唯有单片机得到创新,以单片机为核心的技术才会得到真正的腾飞。
参考文献
[1] 陈杰,陈杰.单片机在农业工程中的应用[J].农机化研究,2012,34 (2):250-252.
[2] 孙光.试论单片机在“智能化”电子产品中的应用[J].数字技术与应用,2011,(1):6.
[3] 蒋建方.智能化电子产品中单片机技术的应用[J].现代信息科技,2018,2(8):53-54,57.
山西朔州 中北大学朔州校区 036000