淺談單片機系統(tǒng)的作用

李帥鋒+牛春立

摘 要：遼寧大連某高中在學習單片機系統(tǒng)過程中，憑借“創(chuàng)客”教育平臺，某學生大膽實踐集單片機、傳感器、電動馬達等為一體的智能機器人，通過編程、測試、比賽并取得優(yōu)異獎項，做到知行合一，學有所用。基于這種“創(chuàng)客”模式，該學生采用“模擬設計法”對數(shù)字調節(jié)器進行離散化設計，并為其增加外圍電路，促使其數(shù)字觸發(fā)、數(shù)字測速功能的發(fā)揮，以完成全過程的邏輯五環(huán)流調速。所以，文中做出幾點研究。

關鍵詞：單片機 系統(tǒng) 作用

中圖分類號：TP-9 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2017）12-0-01

一、系統(tǒng)硬件的組成和工作原理

對于系統(tǒng)的硬件組成部分經(jīng)，過到工業(yè)企業(yè)中的學習，可以了解到，大量的使用的電動機都會作為原動機，來拖動各個生產(chǎn)機械。這些機械在不同情況下，都會以不同的速度來實現(xiàn)，所以，需要在學習中，研究出一定方法，來改變機械生產(chǎn)過程中的速度。根據(jù)一定的生產(chǎn)要求，可以引入電動機轉速的調節(jié)工作來實現(xiàn)。如：改變直流電動機的電壓和交流電動機的定子電壓，保證在一定范圍內，能對其轉速進行改變。在20世紀60年代，利用成套的晶閘管整流裝置，能對變流技術進行優(yōu)化，并實現(xiàn)晶閘管發(fā)展時代。目前，晶閘管元件直流電力拖動系統(tǒng)中得以使用，實現(xiàn)了電動機供電工作。這種方式的使用，不僅能在經(jīng)濟、可靠性上進行提升，充分發(fā)揮技術性能，也能在直流發(fā)電機使用的同時，促使其功率放大裝置的實現(xiàn)，以達到快速性，也能保證系統(tǒng)的動態(tài)性能得以提升。晶閘管在電動機調速系統(tǒng)中，是對晶閘管的控制角進行調整，維護電動機的供電電壓，保證在調速過程中，達到良好的控制目的。

對于系統(tǒng)的工作原理，在設計學習中，使用了兩種晶閘管，將其并聯(lián)連接線，對電動機中的頻繁反轉運行和回饋制動中的電能進行解決。但是，會影響到系統(tǒng)的安全性，并在期間產(chǎn)生環(huán)流問題。其中的環(huán)流主要是在兩組晶閘管之間，沒有流過電動機或者其他的負載，會在兩組晶閘管之間產(chǎn)生短路電流，當其產(chǎn)生的環(huán)流更大的時候，會使晶閘管損壞，無法對其進行有效控制。在對轉速、電流的反饋信號進行檢測過程中，學習設計中，是利用磁補償式霍爾電流傳感器，對電流反饋信號進行檢測。該方法不僅是一個適合隔離式強電流檢測裝置，也是一種靜態(tài)、動態(tài)參數(shù)的主要測量裝置，在使用過程中，不僅具備寬動作頻率，實現(xiàn)電隔離，也能方便系統(tǒng)的運行。

二、數(shù)字調節(jié)的設計

8031單片機是控制系統(tǒng)中的核心因素，能在期間發(fā)揮數(shù)字自動調節(jié)功能，與典型的雙閉環(huán)模擬系統(tǒng)進行比較，能實現(xiàn)速度調節(jié)以及電流調節(jié)的作用。基于一定算法，實現(xiàn)自動調節(jié)工作，保證采樣系統(tǒng)能符合采樣定理的時候，使采樣系統(tǒng)的具體特點能與連續(xù)變化的模擬系統(tǒng)相似。主要是在完成采樣工作后，其產(chǎn)生的離散信號不能原連續(xù)信號的變化真實反應出來。因此，在學習設計中，應用了“模擬系統(tǒng)設計法”，利用離散化，對電流調節(jié)器、速度調節(jié)器以及外環(huán)方法進行設計。期間，需要重點對電流調節(jié)器進行研究，然后再設計轉速調節(jié)器。

三、單片機系統(tǒng)的設計

在本次學習過程中，選擇了8031單片機，其內部沒有ROM，也不能實現(xiàn)完整的計算機系統(tǒng)，需要對其外接EPROM，并將其作為程序儲存器。還需要外接2764，并擴展為8k程序儲存器8031系統(tǒng)。該系統(tǒng)在使用過程中，不僅價格較低，使用起來更為靈活，也能促進維護工作的執(zhí)行，實現(xiàn)程序儲存器的優(yōu)化性。在擴展期間，還需要保留一些，并基于技術與經(jīng)濟兩個方面，發(fā)現(xiàn)外接2764擴展8031單片機是必要的。經(jīng)過一些研究，利用一片2764EPROM存儲器，將其擴展為8K儲存器的8031系統(tǒng)。其中的2764EPROM具備8k字節(jié)的紫外光可擦式、可編程的只讀存儲器，能對單一的+5V電源進行供電，也能維持100mA和50mA的電流，是一種高速、大容量的存儲器電路[1]。

四、軟件設計

經(jīng)過學習，發(fā)現(xiàn)軟件的主要程度為三個部分。對于其中的置初態(tài)程序，主要是在功能程序執(zhí)行之前，對其存在的數(shù)據(jù)單元、計數(shù)單元等進行置位、清零以及送數(shù)等工作。對于事故保護程序，主要是對系統(tǒng)進行自檢，保證能分析故障的主要性質，并對其進行有效處理。對于啟動準備程序，能獲得起動信號，也能對起動工作進行準備。

五、系統(tǒng)的工作過程

系統(tǒng)的整個起動過程主要分為三個發(fā)展階段，其中，主要包括電流上升段、恒流升速階段、轉速調節(jié)階段。其中，在電動機中的直流可逆調速系統(tǒng)主要存在正反兩個狀態(tài)。其存在的晶閘管也存在兩個狀態(tài)，分別為整流和逆變。在整體上，正轉、反轉起動以及調速、制動的原理都是相同的。

六、技術經(jīng)濟分析

對于器件的選擇，在設計工作中，需要根據(jù)經(jīng)濟性、實用性發(fā)展原則，選擇出適合的型號。在學習設計中，作為學生，由于受自身經(jīng)驗和能力的限制，所以，在對器件進行選擇的時候，也會面對較大困難。所以，通過在學習中的查閱資料，做出合理的器件選擇。如表一所示。選擇期間也會產(chǎn)生一些漏洞，所以，為了保證質量，可以根據(jù)實際情況，選擇出性價比更高的器件[2]。

對于社會經(jīng)濟效益的分析。因為直流電動機具備一定的起、制動性能，在大范圍內，能夠平滑調速，當與交流調速系統(tǒng)進行比較期間，具備的控制電路更為簡單。所以，經(jīng)過一系列研究，發(fā)現(xiàn)在各個行業(yè)中使用的造紙機、高層樓梯、礦井提升機等，都會應用到高性能的的可控電力拖動。

總結

基于本文的研究可以發(fā)現(xiàn)，單片機對電動機調速的方法很多。基于雙閉環(huán)調速方法進行調速。如：在文章中使用的8031單片機，小功率器件，構成雙閉環(huán)調速系統(tǒng)，都能達到良好的調速指標，也能維護系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，將其應用到工業(yè)傳動系統(tǒng)中十分必要。

參考文獻

[1]陳華珍，夏國清.基于單片機系統(tǒng)開發(fā)的C程序設計教學方法探討[J].考試周刊，2011（39）：143-144.

[2]孫樂益.單片機系統(tǒng)的抗干擾問題及開發(fā)[J].科技資訊，2014（34）：61-61.endprint