單片機在智能家電領域的應用分析

覃楨

（海南軟件職業技術學院，海南 瓊海 571400）

在科技不斷創新以及迭代的大背景下，大眾對生活品質形成了更好追求，還是注重精神需求的滿足，因此傳統單一功能的家電已經無法滿足消費者的使用需求和場景，所以智能家電開始成為大眾家電消費的新領域、新類型。智能家電的出現拓展了大眾對傳統家電的認知，相對于傳統家電而言，智能家電在高科技配備以及人機互聯方面具有明顯優勢，部分智能家電還還內置了擬人智能功能，利用微處理器和傳感器能夠對消費者行為進行捕捉和分析，實現更加精準的用戶行為匹配以及控制，此外，智能家居還能實現基于家居環境為消費者提供個性化的服務，進一步提升智能家居的整體使用體驗。實現上述個性化體驗的基礎在于單片機的有效應用，充分利用了單片機功能集成性高的特征，通過功能接口讓智能家電能夠最大程度的滿足消費者的使用需求，由此可見，單片機在智能家電產品中的應用極為廣泛。

1 單片機的基本結構、類型與功能

1.1 單片機的基本結構

（1）運算器。運算器的主要功能在于分析采集到的相關信息以及數據，一般而言，運算器由多個重要元件構成，例如寄存器、累加器和算數邏輯單元，上述基本原件都具有相應的功能和作用，以算數邏輯單元原件為例，其主要作用在于計算相關數據和信息，而對于累計器以及寄存器而言，其主要功能在于輸送數據并累積數據。

（2）控制器?？刂破饕彩菃纹瑱C中的重要組成單元，作為主體構件，控制器的核心功能在于傳遞命令。就控制器的應用常見而言，其作用主要體現在以下三個方面：首先，從內存里指出特定指令，并指向下一條指令的具體為主；其次，對上述指令實施譯碼，并對結果進行驗證與測試，隨后釋放出相應的操作新號；再次，基于上述步驟以及流程，通過對中央處理器的控制，讓輸入以及輸入設備實現無縫連接，使信息流動更加順暢。

（3）主要寄存器。對于實際工作場景而言，可將寄存器劃分為三大類型：第一類為累加器，累加器的主要應用場景為微處理器，受到累加器的影響，微處理器能夠將全部運算進行保存，無論在運算前還是運算后都會進行保存。第二類，數據寄存器，受到數據寄存器的影響，讀寫數據能夠逐漸被傳遞至存儲器以及輸入輸出設備，因此其存儲功能較為顯著，數據寄存器的特征在于能夠對正處于譯碼過程的指令或者字節進行實時保存。第三類為指令寄存器和指令譯碼器。指令寄存器的突出功能在于實時保存正處于執行狀態的指令，在這一環節，一旦指令被執行，需要從內存轉移至數據寄存器當中，進而實現指令存儲。后者的重要功能在于讓每一項指令都能得到無障礙傳達。第四類為程序計數器，當程序處于執行狀態，一旦之前的指令被準確執行，在這種情況下，受到程序計數器的影響，下一條指令地址會被正式確認，因此程序將會指令要求持續執行，由此可見，程序計數器又被稱為地址計數器，在具體場景而言，在下一指令執行前，之前的指令將會被記錄，并且其信息會被傳遞至程序計數器之中。

1.2 單片機的主要類型

一般而言，單片機分類往往受到諸多因素影響，由此會產生不同形式的類型，就整體而言，單片機主要有三大不同類型，例如通用性以及專用型，此類分類標準主要是基于單片機的應用廣度來劃分的；總線型以及非總線型，此類分類主要是按照能夠提供并線總線來劃分的，因此總線型則會配置或者提供相應的并行地址總線，并且利用串口與單片機聯通，實現了外部設備的功能延伸，另外根據應用場景的不同，單片機還可分為工控型以及家電型。

2 單片機在智能家電領域的應用

智能家電發展至今，無論是其科技含量還是使用體驗都得到了明顯提升，諸多智能功能的實現都必須依賴于單片機的應用，實現了對智能設備以及功能模塊的控制以及調節。單片機自身具有諸多優勢，例如集中度高以及適應性能好，因此能夠與智能家電功能模塊實現有效結合。對于智能家電設備而言，單片機逐漸影響甚至取代以往家用電渠機械部件，這是因為單片機借助傳感器能夠有效并準確地搜集并整理用戶信息，還能退傳統家電進行改造，在其功能模塊中融入智能化設備，逐漸增強家用電器的數字化以及智能化程度。以單片機在智能臺燈中的應用為例，智能臺燈內置了光線感應模塊，可以通過對光線的感知以及對人體距離的探測進而達到調節光線亮度的目的；另外，在智能電視機的應用中，單片機能夠對用戶偏好等核心數據分析，實現對電視節目的記憶播放，另外在智能洗衣機的應用中，單片機也能通過檢測器分析衣服的類型以及材質，提高衣服洗滌的效率。由此可見，對于全自動家電設備而言，其各個功能的實現都是基于單片機與家電控制系統相互結合而實現的，這是智能家電與傳統家電相比的突出優勢。下文將圍繞較為常見的智能家居展開分析，闡述單片機在智能家電中的應用。

2.1 智能臺燈中應用單片機

臺燈在家用照明設備中出現并且使用頻次最高，已經成為大眾生活和工作的必需品，相對于智能臺燈而言，傳統臺燈在節能以及量度調節方面存在明顯劣勢，無法根據環境變化以及使用習慣進行智能調節，往往需要人為介入才能調節量度，在一定程度上影響臺燈的使用體驗。智能臺燈的應用改變了大眾對臺燈的認知，智能臺燈內部內置了多個傳感器電路和單片機控制電路，這是區別與傳統臺燈的重要特征，利用紅外傳感器和光電傳感器能夠有效的探測居住環境中的光線強度變化以及人員走動情況，隨即將采集到的信息傳遞至單片機當中，由單片機進行分析和判斷，進而實現臺燈的開關以及光線調節。一旦光電傳感器探測到居住環境光線強度不理想或者很暗以及檢測到周圍有人時，單片機能夠根據內置的程序調節光線量度，并且一旦檢測到周圍無人時，則會對臺燈進行關閉。由此可見，利用單片機能夠進一步增強智能臺燈的使用體驗。

2.2 智能電視中應用單片機

當前，電視機的智能化程度較高，電視機已經能夠實現借助網絡回看電視節目，或者利用計算機硬盤存儲存儲或者下載相應的節目，借助數字編碼技術，可以將正處于播放狀態的電視節目以數字的形式存儲至硬盤的媒介之中，這是實現智能回看的基本邏輯。當用戶喜歡的兩個節目同時在播放時，需要借助電視機內部的單片機進行預設程序，此時電視頻道就會自行將電視節目進行壓縮并保存至相應的默認硬盤中，利用這種方式能夠最大限度滿足消費者的觀看需求。

2.3 智能洗衣機中應用單片機

洗衣機作為一個重要的家用電器已經被廣大消費者認可，隨著科學技術的發展，洗衣機的科技含量進一步提升，同時還會加入更多新科技，因此高等智能洗衣機已經成為洗衣機的重要發展方向。高端智能洗衣機內置了諸多傳感器、單片機和通訊模塊，為人機交互以及建立用戶行為偏好創造了機會，對于用戶而言，可以借助遠程控制對洗衣機的各項功能以及進度進行分析和調節。需要注意的是，智能洗衣機還能實現宣城開啟不同洗衣模式的功能，單片機能夠對相關歷史數據進行分析采取相應的洗衣模式，真正實現洗衣過程的“人機分離”，為用戶節省了大量時間。此外，對于高端智能洗衣機而言，其還具有程序編寫功能，當用戶輸出指令“開啟智能脫水模式”，此時客戶手機等終端將會受到洗衣機的脫水信息，此類智能化技術已經廣泛應用于諸多智能家電之中，為真正的人機交互創造了有利條件。

3 結語

綜上所述，在智能家電成為流行趨勢的大背景下，將智能家電與單片機相結合，是提升智能機電整體使用體驗的重要途徑，相對于家電領域而言，單片機在防火以及監控領域的應用也較為普遍。這充分說明在在現代科技快速發展的背景下，大眾對生活品質有了更好的追求，這就直接導致單片機的應用前景更加廣闊。近年來，將單片機應用于無線通訊領域已經成為“大眾創業，萬眾創新”的重要切入點，也是提升網絡信息通訊質量以及安全性的有力保障。無線通訊技術實現了家電與用戶之家的實時交互，使家電的工作和運行狀態更加匹配用戶需求，逐漸使智能家電真正成為大眾生活的一員。