计算机与家用电器

🏠 首页 《无线电》杂志 1994年 🔗 第8期 🔗 第31页 分类:无线电技术自学经验交流 🔗 刘信圣 🔗

随着大规模集成电路技术和微处理机技术的迅猛发展。世界各国越来越重视将微型计算机及微处理机(以下简称微电脑)应用于家用电器产品上。家电产品应用微电脑以后,其功能控制便发展为程序化、自动化、进而智能化,不仅增加了家电的功能,提高了性能,而且提高了产品的可靠性和精确性。同时也进一步简化了操作。

下面介绍一些微电脑控制家电产品的特点:

(1)存储和运算功能。微电脑最基本的功能就是存储和运算。如组合音响中的调谐器,可随意预选16个或24个电台,并可储存于微电脑中;又如录像机中的定时录像即是通过定时器预置时间与走时之差的运算。

(2)计时功能。家电中的自动控制功能大多是通过微电脑计时功能来实现的。如全自动电脑程控洗衣机的程序控制就是按照时间顺序动作的。此外,计时功能同指示器相结合,还可用作家电上的显示时钟。如录音机、录像机等。

(3)集中控制功能。如录像机、摄像机均采用微电脑作为机器的控制中心,具体控制各个单元电路和机械装置。它把录像机各种工作方式之间的顺序关系存储于微电脑之中,然后由程序集中控制。接受操作开关所发出的指令,执行操作开关所发出的指令,并接受故障检测器的停机保护指令,实现自我保护的功能。

(4)遥控功能。家电一般采用红外遥控,由4位微电脑作中央处理单元,通常红外遥控电路包括CPL(例如CX522)、存储器(CX-7959)、数模转换器及发射器、接收器等集成单元电路。

(5)接收外部传感信息,按照预定的程序进行自动调整。如空调器、制冷机能接收温度、湿度等传感信息,再由机内微电脑处理,发出不同工作方式指令,使机器自动调节工作状态。

(6)可使各种家电产品的操作实现轻触化。如组合音响、大屏幕彩电、高级录像机功能控制键均由微电脑的指令键取代,并制成轻触式开关,使操作简便、手感柔和,动作准确无误。

(7)大大很高设备性能。如电脑自动搜索选台,自动调谐、自动功能参数调整,可以使家电设备经常处于最佳工作状态,提高性能,延长寿命。

(8)简化操作,增加功能。如应用于收录机、激光唱机上的电脑自动选曲装置,可以根据使用者的需要,自动快速地找出磁带(或唱盘)上的节目,并增加了“重复放音”、“索引选曲”、“音响扫描”、“自动暂停”、“自动插入”、“定时放音”等多个功能。又如家用摄像机上的“自动调白平衡”、“自动调黑平衡”、“自动调色温、“自动聚焦”等功能均高不开微电脑,当按下全自动控制开关时,摄像机就可以按预编程序逐项进行调整,在调整过程中附有字幕显示,它告诉操作者这一瞬时摄像机正在调整的内容。整个过程只需几秒钟的时间。当摄像机电源断开后,机内有6V电池可储存有关调整数据。

(9)声控功能。目前高档彩电及组合音响已附加有声控功能,当家电的主人口头发布命令后,如“开机”等,家电声控接收系统听到命令后,送机内CPL处理。机器能自动按主人的命令执行,甚至能用语言作出回答。该系统由声音录入、特征取样、声音识别、回答及微处理机等部分组成,在国外已经投放市场。

(10)“智能化”。微处理机逐步成熟和软件技术的发展,特别是家用电器“数字化”的步伐加快,使家用电器的“智能化”已经成为现实,家用电器向智能化的方向发展已成为专家们的共识,也是家电行业的重点研究课题。

微电脑控制家用电器通常称为过程控制系统。大致有以下几部分组成:

(1)微电脑。通常1位、2位和4位用于要求不高、精度有限的地方,如电视机、录像机、电冰箱、洗衣机、电话机、空调机、电烤箱等。8位机则用于高档家用电器(如摄像机、高级照相机等)的自动控制。当然,若干年以后,16位机、32位机也将进入家电领域。

(2)数据录入设备。用于把程序和有关数据(如原始参量、基准参量)送入微电脑。

(3)数据输出设备。在控制过程中,常常希望看到反映电器某些特征的信息和执行的情况,故输出设备一般是数字显示、信息显示,报警装置和指示仪表。

(4)传感器。对家电控制,必须首先把反映家电状态的某些物理参数(如温度、湿度、压力、转角、电压、电流、位移量等模拟量)采集起来,对于非电量参数要先变成电信号,这些任务由传感器来完成。

(5)过程输入通道。它包括模数转换器(A/D)和控制采集的逻辑电路。控制方式由微电脑程序控制。A/D转换器将采集并转换为电量参数的信号转换为数字量。

(6)过程输出通道。微电脑对采集数据进行计算、比较、判断和处理后,可以决定需要进行何种功能控制。发出相应的二进制控制信号,经数模转换器(D/A)、选择分配逻辑电路,最后到执行机构中的相应输出控制器,对过程参数进行调节或功能切换。

(7)输出控制器。它是输出执行机构,如步进电机、电磁阀、电磁铁、放大电路、开关电路、干簧继电器等。

在过程控制系统中,要求微电脑的处理速度应跟得上控制对象参数变化的速度,及时处理各种请求,及时调整各种控制数据,这就是家电对微电脑的实时性要求。此外,家电对微电脑的另一个要求是控制精度,也称为分辨能力。这个要求取决于微电脑的字长及传感器,输出控制器等机构的机械、电器精度。现代的高级的家电已采用两个、三个甚至更多个微处理机以实现系统控制功能,微处理机之间进行通信,以完成更多的更复杂的功能。(刘信圣)