衡陽技師學(xué)院 譚 勇 寧海榕

單片機(jī)技術(shù)在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值

衡陽技師學(xué)院 譚 勇 寧海榕

單片機(jī)技術(shù)聽起來像是離我們的生活很遠(yuǎn)，但是，實(shí)際上單片機(jī)技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生活的各個(gè)領(lǐng)域都被廣泛的使用，在通訊、交通、辦公等領(lǐng)域等能夠看得到單片機(jī)的存在。單片機(jī)技術(shù)在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中發(fā)揮著非常重要的作用，它靈活輕便，發(fā)展前景十分可觀。本文針對(duì)單片機(jī)技術(shù)在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行了研究。

單片機(jī)技術(shù)；電氣傳動(dòng)系統(tǒng)；應(yīng)用

1 前言

隨著我國人民水平的不斷提高、經(jīng)濟(jì)水平的高速發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,單片機(jī)技術(shù)已經(jīng)漸漸成為了電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部分。單片機(jī)于二十世紀(jì)八十年代被發(fā)明,單片機(jī)技術(shù)在我國電子技術(shù)的發(fā)展過程中歷經(jīng)了多次的改革和創(chuàng)新,它的功能強(qiáng)大并且靈活輕便、方便可靠,被應(yīng)用于通訊、交通以及辦公等日常生活的方方面面。

2 單片機(jī)技術(shù)概論

2.1 單片機(jī)的概念

所謂的單片機(jī)實(shí)際上就是一個(gè)微型控制器,單片機(jī)是由intel公司開發(fā)研究出來的一種芯片,它體積小巧、性能穩(wěn)定、功能強(qiáng)大,并且還具有明顯的價(jià)格優(yōu)勢,一經(jīng)推出就占領(lǐng)了市場,在日常生活的各個(gè)方面都得到了廣泛的應(yīng)用,尤其在電氣傳動(dòng)領(lǐng)域的應(yīng)用更是具有非常重要的意義。單片機(jī)技術(shù)其實(shí)就是將中央處理器、內(nèi)存、電路等計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主要部件集中在一個(gè)小小的芯片上,它具備了微型計(jì)算機(jī)的主要組成結(jié)構(gòu)和功能,可以滿足多個(gè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用需求。單片機(jī)的出現(xiàn)改變了電氣傳動(dòng)領(lǐng)域,它在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用使電氣傳動(dòng)系統(tǒng)放入線路控制能夠達(dá)到理想程度。

2.2 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)

單片機(jī)的結(jié)構(gòu)形式可以以單片機(jī)的組成和功能為依據(jù)大致分為兩種。一種是Princeton結(jié)構(gòu),也叫做馮·諾依曼結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和程序存儲(chǔ)共用一個(gè)儲(chǔ)存空間。另一種是Harvard結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)與上一種結(jié)構(gòu)恰恰相反,它的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和程序存儲(chǔ)在空間上是分開的。但是,因?yàn)閱纹瑱C(jī)的主要特點(diǎn)是靈活輕便,主要功能是以控制為主,所以,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和程序存儲(chǔ)在空間上是分開的設(shè)計(jì)比較好,也正因?yàn)槿绱?現(xiàn)代我國的單片機(jī)一般采用Harvard結(jié)構(gòu)。

2.3 單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域

單片機(jī)的體積小巧、性能穩(wěn)定、功能強(qiáng)大,并且還具有明顯的價(jià)格優(yōu)勢,一經(jīng)推出就占領(lǐng)了市場,在日常生活的各個(gè)方面都得到了廣泛的應(yīng)用,尤其在電氣傳動(dòng)領(lǐng)域的應(yīng)用更是具有非常重要的意義。另外,單片機(jī)相較于其他普通的集成電路來說在抗干擾能力和對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力方面具有更強(qiáng)大的優(yōu)勢。因此,單片機(jī)能夠在普通集成電路無法工作的工業(yè)條件下繼續(xù)工作。因?yàn)閱纹瑱C(jī)的這一特性,單片機(jī)被廣泛運(yùn)用在工業(yè)條件的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)中。

3 電氣控制技術(shù)的概論

電氣控制技術(shù)是實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自由化的重要技術(shù)之一,它是以電動(dòng)機(jī)對(duì)動(dòng)力的傳動(dòng)裝置或者系統(tǒng),是自動(dòng)控制系統(tǒng)、微電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以及智能檢測技術(shù)的結(jié)合,它的出現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)中的控制技術(shù)的自動(dòng)化?？茖W(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展促進(jìn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)的創(chuàng)新,也促使了電氣控制技術(shù)的不斷革新。電氣控制技術(shù)具有很多優(yōu)點(diǎn),它的指令簡單、使用操作簡便易學(xué),可在短時(shí)間內(nèi)學(xué)會(huì),而且,它的體積較小、維修檢驗(yàn)工作量小、安裝方便。另外,它能夠適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境。所以,它可以廣泛應(yīng)用于冶金、采礦、石油等行業(yè)的傳動(dòng)控制中。

4 我國單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢

4.1 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的發(fā)展

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,我國的單片機(jī)技術(shù)也得到了創(chuàng)新與發(fā)展。單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜,內(nèi)部可以集成的部件也開越多,甚至有的單片機(jī)還在原有的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上添加了局部網(wǎng)絡(luò)控制模塊,將原本單純的單片機(jī)的升級(jí)成了控制網(wǎng)絡(luò)。還有人在單片機(jī)的內(nèi)部添加了脈寬調(diào)制控制電路,使單片機(jī)具備了變頻控制的功能,提高了單片機(jī)的經(jīng)濟(jì)性能,是單片機(jī)的使用功能更加方便快捷。

4.2 單片機(jī)EFT技術(shù)的發(fā)展

單片機(jī)EFT技術(shù)是指單片機(jī)的抗干擾技術(shù),這一技術(shù)的功能隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展越來越明顯。正規(guī)電路的正弦信號(hào)受到外界干擾的時(shí)候會(huì)在波形上疊加各種毛刺信號(hào),對(duì)原本的正弦信號(hào)產(chǎn)生干擾。單片機(jī) EFT 技術(shù)會(huì)將這些毛刺信號(hào)消除,提高單片機(jī)的抗干擾功能,保障系統(tǒng)的正常工作。

4.3 單片機(jī)低噪音布線技術(shù)的發(fā)展

通常情況下,單片機(jī)技術(shù)在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的傳統(tǒng)應(yīng)用中都是 將電源和地線對(duì)稱布置在集成電路的外殼引腳上的,通常都是使用”左上+右下”和”左下+右上”兩種布置形式。這兩種布置形式都將單片機(jī)所有的內(nèi)部電路暴露在電源噪聲的干擾范圍之中,電源噪音可以很容易的穿過整塊芯片。影響單片機(jī)的使用。針對(duì)這種情況,我們將電源和地線引腳放在兩條相鄰的引腳上,降低了通過整個(gè)芯片的電流,使在印制電路板上布置去耦電容變得比較容易,大大降低了系統(tǒng)的噪聲。

5.單片機(jī)在電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

5.1 控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

一般來說,單片機(jī)的控制系統(tǒng)是由控制電路、主電路和接口電路三部分組成的?？刂齐娐钒ㄦI盤、顯示器以及單片機(jī)系統(tǒng)電路。主電路是指由整流電路、濾波電路以及IPM模塊構(gòu)建而成的H橋。接口電路主要負(fù)責(zé)控制單片機(jī)電路中的信號(hào)傳遞。單片機(jī)同行串線總線進(jìn)行鍵盤和顯示器之間的數(shù)據(jù)交換,以此來實(shí)行對(duì)現(xiàn)實(shí)部分的獨(dú)立控制。單片機(jī)的系統(tǒng)采樣數(shù)據(jù)計(jì)算量比較大、周期比較短,所以數(shù)據(jù)總線采用了16位地址來提高系統(tǒng)的吞吐能力。

5.2 軟件系統(tǒng)中的應(yīng)用

因?yàn)閿?shù)據(jù)處理是匯編語言中的重點(diǎn),而匯編語言中的數(shù)據(jù)處理需要以單精度的浮點(diǎn)運(yùn)算作為支持,所以,隨著社會(huì)的進(jìn)步和科技的發(fā)展,單片機(jī)的程序開發(fā)越來越復(fù)雜,對(duì)算法的精度要求也越來越高。現(xiàn)在,在算法上,人們已經(jīng)開發(fā)出了很多C程序,可以任意選擇。所以,在實(shí)時(shí)響應(yīng)的場合中,開發(fā)人員會(huì)將重點(diǎn)放在執(zhí)行速度上,用匯編程序?qū)崿F(xiàn)模塊功能。因此,在實(shí)際操作中,匯編模塊和C模塊之間經(jīng)常會(huì)相互調(diào)用,如果兩者之間沒有出現(xiàn)溢出或者沖突的情況,則說明程序可以正確發(fā)揮作用,如果兩者之間出現(xiàn)沖突,則需要重新編寫代碼并進(jìn)行調(diào)試。

5.3 系統(tǒng)頭文件中的應(yīng)用

系統(tǒng)頭文件是指與各個(gè)端口、各功能寄存器相對(duì)應(yīng)的物理地址,系統(tǒng)頭文件在系統(tǒng)開發(fā)中占據(jù)著非常重要的位置,開發(fā)人員只有精確定制所有單片機(jī)的系統(tǒng)頭文件的方法才能夠準(zhǔn)確發(fā)揮單片機(jī)的功能。單片機(jī)也有很多不同的型號(hào),不同型號(hào)的單片機(jī)之間的差別非常大,所以要根據(jù)單片機(jī)的不同型號(hào)制定不同的系統(tǒng)頭文件,分別包含不同的定義和功能,這樣一來,及時(shí)單片機(jī)的型號(hào)改變,也可以通過系統(tǒng)頭文件的轉(zhuǎn)換完成程序的移植,以達(dá)到加快開發(fā)速度和方便移植的目的。

6 結(jié)語

由上面的分析和研究,我們可以知道單片機(jī)在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用是非常必要而且重要的。單片機(jī)技術(shù)可以使控制電路更加精確可靠,而且,單片機(jī)可以通過運(yùn)行程序的改變實(shí)現(xiàn)不同的電路控制的要求和豐富多樣功能。隨著科技的發(fā)展,單片機(jī)會(huì)變得越來越復(fù)雜精密,還會(huì)具備越來越強(qiáng)大的功能,推動(dòng)我國的電氣傳動(dòng)系統(tǒng)不斷向前發(fā)展。

［1］賴遠(yuǎn)能.淺談單片機(jī)技術(shù)在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用［J］.中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2012,(20):141-141.

［2］顧晟昀.單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展及其在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.科技風(fēng),2011,(17):57-57.

［3］王文軍.單片機(jī)技術(shù)在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用［J］.數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2013,(12):6-6.