单片机在现代电器上的应用

谢 会

（西华师范大学 电子信息工程学院，四川 南充 637009）

0 引 言

当前，人们对电器产品的需求量与日俱增。其中，传统电器具备的功能特性已难以满足人们当前对电器的实际要求。全面实行电器创新与升级改造已成为现代电器的发展方向。单片机技术的出现与广泛使用为现代电器的创新与升级改造提供了现实条件。单片机技术在19世纪80年代流入我国，经过多年的发展与实践，国内单片机技术已取得较大突破与成就，并逐渐渗入电器制造行业，取得较为显著的效果。

1 单片机的分类与结构形式

1.1 分类

单片机属于计算机技术的发展产物。当前，国内主要如下几种分类方法。

（1）根据单片机应用原理的不同，可分为通用型与专用型，即指可在电器中实现通用或专门使用的单片机设备。结合实践经验，通用型单片机应用更加广泛，专用型单片机的针对性更强[1]。

（2）根据单片总线是否存在并行功能，可分为总线型与非总线型。部分单片机在串口连接方面较为复杂，需要操作人员优化外围的部件结构，确保单片机的运行效果，此种单片机便被称为总线型单片机[2]。至于某些单片机为提高操作效果，往往需要通过集成处理促使重要线路形成完整体系，此种单片机便被称为非总线型单片机。

（3）根据设备的运行特性与界定范围，可分为控制与家电型。控制型单片机的运算能力极强，但使用成本较高。家电型单片机则体积小巧，集成度较高，便于操作与使用[2]。

1.2 结构形式

单片机的结构与计算机相近，主要由运算器、控制器以及主要寄存器组成。

（1）运算器属于单片机的核心部分，可利用累加器与数据寄存器获取相关数据，进而通过各类运算处理，如常规运算、逻辑性运算处理等，发出指令动作[3]。

（2）控制器主要作用于单片机发布命令阶段，属于中央部件。通过接收运算器数据对运行系统进行合理调整，并作出指令，确保单片机平稳运行。同时，单片机可根据控制器的管控功能作出运行调整。

（3）主要寄存器属于单片机的重要组成部分，包括寄存数据与操作命令的所有寄存部件。无论运用哪一个部件，都需要主要寄存器的协调配合方能发挥正常功能，具有重要的应用意义[4]。

2 单片机在现代电器中的实践应用

虽然我国单片机技术的发展水平明显落后于其他发达国家，但国内单片机技术的发展空间较大且发展速度较快，具有较好的发展前景。当前，单片机技术已经广泛地应用于国内现代电器领域，并取得较为明显的应用成果。

2.1 仪器仪表类的实践应用

单片机在仪器仪表类电器中取得的应用效果较为明显，主要原因在于在仪器仪表中应用单片机可以降低仪表仪器原有体积，使其适用于多种环境之中，为仪器仪表的安全运行提供保障。最重要的是，应用单片机后的仪器仪表不仅可以显示待测数据，还可以智能化调整待测数据，并根据实际数据进行合理分析，确保最终的应用效果[5]。

2.2 工业控制系统类的实践应用

在工业生产过程中，为确保生产设备的精密性与安全性，可应用单片机控制生产设备质量。单片机凭借自身体积小、功能多以及运算能力强的优势可满足对生产设备实时精准控制的要求。同时，工厂的流水生产线可结合单片机功能实现自动化生产。当出现生产失误情况时，单片机设备会第一时间启动智能报警功能，立即停止运行，不仅可有效降低生产成本，实现企业经济效益最大化，还可以提升流水线生产质量，确保产品生产质量不受损。

2.3 家用电器类的实践应用

家用电器是居民比较熟知的现代电器，属于经常使用的电器设备。当前，家用电器单片机的使用主要体现在智能控温与自动化操作方面，如智能控温电饭锅和全自动洗衣机。通过应用单片机技术，可以有效解决以往人为操作工作效率较低的问题，同时可减轻使用者的家务量。在家用电器中使用单片机不仅是时代的必然趋势，也是人类实际需求推动的产物。

2.4 网络与通信类的实践应用

随着我国科技水平的不断提升，以互联网技术为代表的科技成果已被用户广泛使用，如手机、智能电视、电脑以及平板等终端设备成为万千用户的生活必需品，同时也是大多数用户的必备通讯手段。单片机技术的全面应用进一步提升了信息化技术、智能化技术以及互联网技术的应用力度，有效解决以往终端设备自动化控制力度薄弱的问题，便于人们进行交流与互动，应用意义较强。

2.5 汽车电子类的实践应用

汽车是现阶段人们日常出行的主要工具，内部结构的相关功能会对汽车整体的运行情况产生直接影响。以往汽车内部功能缺乏，智能控制水平不高。为有效解决此情况，可将单片机设备用于汽车控制系统之中，实现智能化控制。例如，GPS系统、自动检测系统等都是单片机技术的具体应用。汽车的平稳运行离不开多种单片机的协调工作，单片机技术的应用既必要，又可创造可观的价值。

3 单片机应用设计的具体实例

以空调机控制设计为例，阐明单片机的具体应用。当前，自动化控温空调机多以单片机控制为主，依赖单片机具体的应用特性，达到控制室内温度的要求。此外，单片机也可作用于室外温度，发挥具体的控制功能。

室内温度单片机需要使用者预先设定好温度，且温度必须合理，此时空调内部的传感器设备会感应到单片机系统发送的温度控制指令，将温度数据传递到室内控制系统，如微电脑系统。微电脑中的单片机会比较接收的数据与使用者预先设置好的温度，经科学运算后，下达制冷或制热的指令，并将温度显示到显示器，进而将室内的温度调控至设置温度。室外的温控系统应用原理与室内温控系统基本相同，单片机控制系统依旧充当实行整体控制的主体设备。

4 结 论

随着人们生活水平的不断提升，家用电器的需求量日益增大，对家电功能方面的要求也逐渐提高，智能型控制系统已成为家电的发展趋势。而通过使用单片机可以进一步使电器实现智能化控制要求，并强化电器的功能特性，具有重要的应用意义。当前，单片机技术的应用潜力仍待发掘，国内单片机技术尚未发展成熟，功能与使用方面依然存在不足。为进一步提高我国单片机技术的发展水平，需要积极借鉴先进国家的技术手段，不断进行创新与改善，促进我国单片机技术的进一步完善。