單片機在現代電器上的應用

謝 會

（西華師范大學 電子信息工程學院，四川 南充 637009）

0 引 言

當前，人們對電器產品的需求量與日俱增。其中，傳統電器具備的功能特性已難以滿足人們當前對電器的實際要求。全面實行電器創新與升級改造已成為現代電器的發展方向。單片機技術的出現與廣泛使用為現代電器的創新與升級改造提供了現實條件。單片機技術在19世紀80年代流入我國，經過多年的發展與實踐，國內單片機技術已取得較大突破與成就，并逐漸滲入電器制造行業，取得較為顯著的效果。

1 單片機的分類與結構形式

1.1 分類

單片機屬于計算機技術的發展產物。當前，國內主要如下幾種分類方法。

（1）根據單片機應用原理的不同，可分為通用型與專用型，即指可在電器中實現通用或專門使用的單片機設備。結合實踐經驗，通用型單片機應用更加廣泛，專用型單片機的針對性更強[1]。

（2）根據單片總線是否存在并行功能，可分為總線型與非總線型。部分單片機在串口連接方面較為復雜，需要操作人員優化外圍的部件結構，確保單片機的運行效果，此種單片機便被稱為總線型單片機[2]。至于某些單片機為提高操作效果，往往需要通過集成處理促使重要線路形成完整體系，此種單片機便被稱為非總線型單片機。

（3）根據設備的運行特性與界定范圍，可分為控制與家電型。控制型單片機的運算能力極強，但使用成本較高。家電型單片機則體積小巧，集成度較高，便于操作與使用[2]。

1.2 結構形式

單片機的結構與計算機相近，主要由運算器、控制器以及主要寄存器組成。

（1）運算器屬于單片機的核心部分，可利用累加器與數據寄存器獲取相關數據，進而通過各類運算處理，如常規運算、邏輯性運算處理等，發出指令動作[3]。

（2）控制器主要作用于單片機發布命令階段，屬于中央部件。通過接收運算器數據對運行系統進行合理調整，并作出指令，確保單片機平穩運行。同時，單片機可根據控制器的管控功能作出運行調整。

（3）主要寄存器屬于單片機的重要組成部分，包括寄存數據與操作命令的所有寄存部件。無論運用哪一個部件，都需要主要寄存器的協調配合方能發揮正常功能，具有重要的應用意義[4]。

2 單片機在現代電器中的實踐應用

雖然我國單片機技術的發展水平明顯落后于其他發達國家，但國內單片機技術的發展空間較大且發展速度較快，具有較好的發展前景。當前，單片機技術已經廣泛地應用于國內現代電器領域，并取得較為明顯的應用成果。

2.1 儀器儀表類的實踐應用

單片機在儀器儀表類電器中取得的應用效果較為明顯，主要原因在于在儀器儀表中應用單片機可以降低儀表儀器原有體積，使其適用于多種環境之中，為儀器儀表的安全運行提供保障。最重要的是，應用單片機后的儀器儀表不僅可以顯示待測數據，還可以智能化調整待測數據，并根據實際數據進行合理分析，確保最終的應用效果[5]。

2.2 工業控制系統類的實踐應用

在工業生產過程中，為確保生產設備的精密性與安全性，可應用單片機控制生產設備質量。單片機憑借自身體積小、功能多以及運算能力強的優勢可滿足對生產設備實時精準控制的要求。同時，工廠的流水生產線可結合單片機功能實現自動化生產。當出現生產失誤情況時，單片機設備會第一時間啟動智能報警功能，立即停止運行，不僅可有效降低生產成本，實現企業經濟效益最大化，還可以提升流水線生產質量，確保產品生產質量不受損。

2.3 家用電器類的實踐應用

家用電器是居民比較熟知的現代電器，屬于經常使用的電器設備。當前，家用電器單片機的使用主要體現在智能控溫與自動化操作方面，如智能控溫電飯鍋和全自動洗衣機。通過應用單片機技術，可以有效解決以往人為操作工作效率較低的問題，同時可減輕使用者的家務量。在家用電器中使用單片機不僅是時代的必然趨勢，也是人類實際需求推動的產物。

2.4 網絡與通信類的實踐應用

隨著我國科技水平的不斷提升，以互聯網技術為代表的科技成果已被用戶廣泛使用，如手機、智能電視、電腦以及平板等終端設備成為萬千用戶的生活必需品，同時也是大多數用戶的必備通訊手段。單片機技術的全面應用進一步提升了信息化技術、智能化技術以及互聯網技術的應用力度，有效解決以往終端設備自動化控制力度薄弱的問題，便于人們進行交流與互動，應用意義較強。

2.5 汽車電子類的實踐應用

汽車是現階段人們日常出行的主要工具，內部結構的相關功能會對汽車整體的運行情況產生直接影響。以往汽車內部功能缺乏，智能控制水平不高。為有效解決此情況，可將單片機設備用于汽車控制系統之中，實現智能化控制。例如，GPS系統、自動檢測系統等都是單片機技術的具體應用。汽車的平穩運行離不開多種單片機的協調工作，單片機技術的應用既必要，又可創造可觀的價值。

3 單片機應用設計的具體實例

以空調機控制設計為例，闡明單片機的具體應用。當前，自動化控溫空調機多以單片機控制為主，依賴單片機具體的應用特性，達到控制室內溫度的要求。此外，單片機也可作用于室外溫度，發揮具體的控制功能。

室內溫度單片機需要使用者預先設定好溫度，且溫度必須合理，此時空調內部的傳感器設備會感應到單片機系統發送的溫度控制指令，將溫度數據傳遞到室內控制系統，如微電腦系統。微電腦中的單片機會比較接收的數據與使用者預先設置好的溫度，經科學運算后，下達制冷或制熱的指令，并將溫度顯示到顯示器，進而將室內的溫度調控至設置溫度。室外的溫控系統應用原理與室內溫控系統基本相同，單片機控制系統依舊充當實行整體控制的主體設備。

4 結 論

隨著人們生活水平的不斷提升，家用電器的需求量日益增大，對家電功能方面的要求也逐漸提高，智能型控制系統已成為家電的發展趨勢。而通過使用單片機可以進一步使電器實現智能化控制要求，并強化電器的功能特性，具有重要的應用意義。當前，單片機技術的應用潛力仍待發掘，國內單片機技術尚未發展成熟，功能與使用方面依然存在不足。為進一步提高我國單片機技術的發展水平，需要積極借鑒先進國家的技術手段，不斷進行創新與改善，促進我國單片機技術的進一步完善。