单片机在智能家电领域的应用分析

覃桢

（海南软件职业技术学院，海南 琼海 571400）

在科技不断创新以及迭代的大背景下，大众对生活品质形成了更好追求，还是注重精神需求的满足，因此传统单一功能的家电已经无法满足消费者的使用需求和场景，所以智能家电开始成为大众家电消费的新领域、新类型。智能家电的出现拓展了大众对传统家电的认知，相对于传统家电而言，智能家电在高科技配备以及人机互联方面具有明显优势，部分智能家电还还内置了拟人智能功能，利用微处理器和传感器能够对消费者行为进行捕捉和分析，实现更加精准的用户行为匹配以及控制，此外，智能家居还能实现基于家居环境为消费者提供个性化的服务，进一步提升智能家居的整体使用体验。实现上述个性化体验的基础在于单片机的有效应用，充分利用了单片机功能集成性高的特征，通过功能接口让智能家电能够最大程度的满足消费者的使用需求，由此可见，单片机在智能家电产品中的应用极为广泛。

1 单片机的基本结构、类型与功能

1.1 单片机的基本结构

（1）运算器。运算器的主要功能在于分析采集到的相关信息以及数据，一般而言，运算器由多个重要元件构成，例如寄存器、累加器和算数逻辑单元，上述基本原件都具有相应的功能和作用，以算数逻辑单元原件为例，其主要作用在于计算相关数据和信息，而对于累计器以及寄存器而言，其主要功能在于输送数据并累积数据。

（2）控制器。控制器也是单片机中的重要组成单元，作为主体构件，控制器的核心功能在于传递命令。就控制器的应用常见而言，其作用主要体现在以下三个方面：首先，从内存里指出特定指令，并指向下一条指令的具体为主；其次，对上述指令实施译码，并对结果进行验证与测试，随后释放出相应的操作新号；再次，基于上述步骤以及流程，通过对中央处理器的控制，让输入以及输入设备实现无缝连接，使信息流动更加顺畅。

（3）主要寄存器。对于实际工作场景而言，可将寄存器划分为三大类型：第一类为累加器，累加器的主要应用场景为微处理器，受到累加器的影响，微处理器能够将全部运算进行保存，无论在运算前还是运算后都会进行保存。第二类，数据寄存器，受到数据寄存器的影响，读写数据能够逐渐被传递至存储器以及输入输出设备，因此其存储功能较为显著，数据寄存器的特征在于能够对正处于译码过程的指令或者字节进行实时保存。第三类为指令寄存器和指令译码器。指令寄存器的突出功能在于实时保存正处于执行状态的指令，在这一环节，一旦指令被执行，需要从内存转移至数据寄存器当中，进而实现指令存储。后者的重要功能在于让每一项指令都能得到无障碍传达。第四类为程序计数器，当程序处于执行状态，一旦之前的指令被准确执行，在这种情况下，受到程序计数器的影响，下一条指令地址会被正式确认，因此程序将会指令要求持续执行，由此可见，程序计数器又被称为地址计数器，在具体场景而言，在下一指令执行前，之前的指令将会被记录，并且其信息会被传递至程序计数器之中。

1.2 单片机的主要类型

一般而言，单片机分类往往受到诸多因素影响，由此会产生不同形式的类型，就整体而言，单片机主要有三大不同类型，例如通用性以及专用型，此类分类标准主要是基于单片机的应用广度来划分的；总线型以及非总线型，此类分类主要是按照能够提供并线总线来划分的，因此总线型则会配置或者提供相应的并行地址总线，并且利用串口与单片机联通，实现了外部设备的功能延伸，另外根据应用场景的不同，单片机还可分为工控型以及家电型。

2 单片机在智能家电领域的应用

智能家电发展至今，无论是其科技含量还是使用体验都得到了明显提升，诸多智能功能的实现都必须依赖于单片机的应用，实现了对智能设备以及功能模块的控制以及调节。单片机自身具有诸多优势，例如集中度高以及适应性能好，因此能够与智能家电功能模块实现有效结合。对于智能家电设备而言，单片机逐渐影响甚至取代以往家用电渠机械部件，这是因为单片机借助传感器能够有效并准确地搜集并整理用户信息，还能退传统家电进行改造，在其功能模块中融入智能化设备，逐渐增强家用电器的数字化以及智能化程度。以单片机在智能台灯中的应用为例，智能台灯内置了光线感应模块，可以通过对光线的感知以及对人体距离的探测进而达到调节光线亮度的目的；另外，在智能电视机的应用中，单片机能够对用户偏好等核心数据分析，实现对电视节目的记忆播放，另外在智能洗衣机的应用中，单片机也能通过检测器分析衣服的类型以及材质，提高衣服洗涤的效率。由此可见，对于全自动家电设备而言，其各个功能的实现都是基于单片机与家电控制系统相互结合而实现的，这是智能家电与传统家电相比的突出优势。下文将围绕较为常见的智能家居展开分析，阐述单片机在智能家电中的应用。

2.1 智能台灯中应用单片机

台灯在家用照明设备中出现并且使用频次最高，已经成为大众生活和工作的必需品，相对于智能台灯而言，传统台灯在节能以及量度调节方面存在明显劣势，无法根据环境变化以及使用习惯进行智能调节，往往需要人为介入才能调节量度，在一定程度上影响台灯的使用体验。智能台灯的应用改变了大众对台灯的认知，智能台灯内部内置了多个传感器电路和单片机控制电路，这是区别与传统台灯的重要特征，利用红外传感器和光电传感器能够有效的探测居住环境中的光线强度变化以及人员走动情况，随即将采集到的信息传递至单片机当中，由单片机进行分析和判断，进而实现台灯的开关以及光线调节。一旦光电传感器探测到居住环境光线强度不理想或者很暗以及检测到周围有人时，单片机能够根据内置的程序调节光线量度，并且一旦检测到周围无人时，则会对台灯进行关闭。由此可见，利用单片机能够进一步增强智能台灯的使用体验。

2.2 智能电视中应用单片机

当前，电视机的智能化程度较高，电视机已经能够实现借助网络回看电视节目，或者利用计算机硬盘存储存储或者下载相应的节目，借助数字编码技术，可以将正处于播放状态的电视节目以数字的形式存储至硬盘的媒介之中，这是实现智能回看的基本逻辑。当用户喜欢的两个节目同时在播放时，需要借助电视机内部的单片机进行预设程序，此时电视频道就会自行将电视节目进行压缩并保存至相应的默认硬盘中，利用这种方式能够最大限度满足消费者的观看需求。

2.3 智能洗衣机中应用单片机

洗衣机作为一个重要的家用电器已经被广大消费者认可，随着科学技术的发展，洗衣机的科技含量进一步提升，同时还会加入更多新科技，因此高等智能洗衣机已经成为洗衣机的重要发展方向。高端智能洗衣机内置了诸多传感器、单片机和通讯模块，为人机交互以及建立用户行为偏好创造了机会，对于用户而言，可以借助远程控制对洗衣机的各项功能以及进度进行分析和调节。需要注意的是，智能洗衣机还能实现宣城开启不同洗衣模式的功能，单片机能够对相关历史数据进行分析采取相应的洗衣模式，真正实现洗衣过程的“人机分离”，为用户节省了大量时间。此外，对于高端智能洗衣机而言，其还具有程序编写功能，当用户输出指令“开启智能脱水模式”，此时客户手机等终端将会受到洗衣机的脱水信息，此类智能化技术已经广泛应用于诸多智能家电之中，为真正的人机交互创造了有利条件。

3 结语

综上所述，在智能家电成为流行趋势的大背景下，将智能家电与单片机相结合，是提升智能机电整体使用体验的重要途径，相对于家电领域而言，单片机在防火以及监控领域的应用也较为普遍。这充分说明在在现代科技快速发展的背景下，大众对生活品质有了更好的追求，这就直接导致单片机的应用前景更加广阔。近年来，将单片机应用于无线通讯领域已经成为“大众创业，万众创新”的重要切入点，也是提升网络信息通讯质量以及安全性的有力保障。无线通讯技术实现了家电与用户之家的实时交互，使家电的工作和运行状态更加匹配用户需求，逐渐使智能家电真正成为大众生活的一员。