單片機技術在電氣傳動系統的應用價值

衡陽技師學院 譚 勇 寧海榕

單片機技術在電氣傳動系統的應用價值

衡陽技師學院 譚 勇 寧海榕

單片機技術聽起來像是離我們的生活很遠，但是，實際上單片機技術在現實生活的各個領域都被廣泛的使用，在通訊、交通、辦公等領域等能夠看得到單片機的存在。單片機技術在電氣傳動系統中發揮著非常重要的作用，它靈活輕便，發展前景十分可觀。本文針對單片機技術在電氣傳動系統中的應用價值進行了研究。

單片機技術；電氣傳動系統；應用

1 前言

隨著我國人民水平的不斷提高、經濟水平的高速發展以及科學技術的不斷進步,單片機技術已經漸漸成為了電氣傳動系統的重要組成部分。單片機于二十世紀八十年代被發明,單片機技術在我國電子技術的發展過程中歷經了多次的改革和創新,它的功能強大并且靈活輕便、方便可靠,被應用于通訊、交通以及辦公等日常生活的方方面面。

2 單片機技術概論

2.1 單片機的概念

所謂的單片機實際上就是一個微型控制器,單片機是由intel公司開發研究出來的一種芯片,它體積小巧、性能穩定、功能強大,并且還具有明顯的價格優勢,一經推出就占領了市場,在日常生活的各個方面都得到了廣泛的應用,尤其在電氣傳動領域的應用更是具有非常重要的意義。單片機技術其實就是將中央處理器、內存、電路等計算機系統的主要部件集中在一個小小的芯片上,它具備了微型計算機的主要組成結構和功能,可以滿足多個控制領域的應用需求。單片機的出現改變了電氣傳動領域,它在電氣傳動系統中的應用使電氣傳動系統放入線路控制能夠達到理想程度。

2.2 單片機的結構

單片機的結構形式可以以單片機的組成和功能為依據大致分為兩種。一種是Princeton結構,也叫做馮·諾依曼結構。這種結構的數據存儲和程序存儲共用一個儲存空間。另一種是Harvard結構。這種結構與上一種結構恰恰相反,它的數據存儲和程序存儲在空間上是分開的。但是,因為單片機的主要特點是靈活輕便,主要功能是以控制為主,所以,數據存儲和程序存儲在空間上是分開的設計比較好,也正因為如此,現代我國的單片機一般采用Harvard結構。

2.3 單片機的應用領域

單片機的體積小巧、性能穩定、功能強大,并且還具有明顯的價格優勢,一經推出就占領了市場,在日常生活的各個方面都得到了廣泛的應用,尤其在電氣傳動領域的應用更是具有非常重要的意義。另外,單片機相較于其他普通的集成電路來說在抗干擾能力和對環境的適應能力方面具有更強大的優勢。因此,單片機能夠在普通集成電路無法工作的工業條件下繼續工作。因為單片機的這一特性,單片機被廣泛運用在工業條件的實時監控系統中。

3 電氣控制技術的概論

電氣控制技術是實現工業生產自由化的重要技術之一,它是以電動機對動力的傳動裝置或者系統,是自動控制系統、微電子技術、網絡通信技術以及智能檢測技術的結合,它的出現實現了生產中的控制技術的自動化。科學技術的不斷發展促進了計算機技術的創新,也促使了電氣控制技術的不斷革新。電氣控制技術具有很多優點,它的指令簡單、使用操作簡便易學,可在短時間內學會,而且,它的體積較小、維修檢驗工作量小、安裝方便。另外,它能夠適應惡劣的工作環境。所以,它可以廣泛應用于冶金、采礦、石油等行業的傳動控制中。

4 我國單片機技術的發展趨勢

4.1 單片機內部結構的發展

隨著科學技術的不斷發展,我國的單片機技術也得到了創新與發展。單片機的內部結構越來越復雜,內部可以集成的部件也開越多,甚至有的單片機還在原有的結構基礎上添加了局部網絡控制模塊,將原本單純的單片機的升級成了控制網絡。還有人在單片機的內部添加了脈寬調制控制電路,使單片機具備了變頻控制的功能,提高了單片機的經濟性能,是單片機的使用功能更加方便快捷。

4.2 單片機EFT技術的發展

單片機EFT技術是指單片機的抗干擾技術,這一技術的功能隨著科學技術的發展越來越明顯。正規電路的正弦信號受到外界干擾的時候會在波形上疊加各種毛刺信號,對原本的正弦信號產生干擾。單片機 EFT 技術會將這些毛刺信號消除,提高單片機的抗干擾功能,保障系統的正常工作。

4.3 單片機低噪音布線技術的發展

通常情況下,單片機技術在電氣傳動系統的傳統應用中都是 將電源和地線對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所有的內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。影響單片機的使用。針對這種情況,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,大大降低了系統的噪聲。

5.單片機在電氣傳動控制系統中的應用

5.1 控制系統中的應用

一般來說,單片機的控制系統是由控制電路、主電路和接口電路三部分組成的。控制電路包括鍵盤、顯示器以及單片機系統電路。主電路是指由整流電路、濾波電路以及IPM模塊構建而成的H橋。接口電路主要負責控制單片機電路中的信號傳遞。單片機同行串線總線進行鍵盤和顯示器之間的數據交換,以此來實行對現實部分的獨立控制。單片機的系統采樣數據計算量比較大、周期比較短,所以數據總線采用了16位地址來提高系統的吞吐能力。

5.2 軟件系統中的應用

因為數據處理是匯編語言中的重點,而匯編語言中的數據處理需要以單精度的浮點運算作為支持,所以,隨著社會的進步和科技的發展,單片機的程序開發越來越復雜,對算法的精度要求也越來越高。現在,在算法上,人們已經開發出了很多C程序,可以任意選擇。所以,在實時響應的場合中,開發人員會將重點放在執行速度上,用匯編程序實現模塊功能。因此,在實際操作中,匯編模塊和C模塊之間經常會相互調用,如果兩者之間沒有出現溢出或者沖突的情況,則說明程序可以正確發揮作用,如果兩者之間出現沖突,則需要重新編寫代碼并進行調試。

5.3 系統頭文件中的應用

系統頭文件是指與各個端口、各功能寄存器相對應的物理地址,系統頭文件在系統開發中占據著非常重要的位置,開發人員只有精確定制所有單片機的系統頭文件的方法才能夠準確發揮單片機的功能。單片機也有很多不同的型號,不同型號的單片機之間的差別非常大,所以要根據單片機的不同型號制定不同的系統頭文件,分別包含不同的定義和功能,這樣一來,及時單片機的型號改變,也可以通過系統頭文件的轉換完成程序的移植,以達到加快開發速度和方便移植的目的。

6 結語

由上面的分析和研究,我們可以知道單片機在電氣傳動系統中的應用是非常必要而且重要的。單片機技術可以使控制電路更加精確可靠,而且,單片機可以通過運行程序的改變實現不同的電路控制的要求和豐富多樣功能。隨著科技的發展,單片機會變得越來越復雜精密,還會具備越來越強大的功能,推動我國的電氣傳動系統不斷向前發展。

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