單片機電氣傳動及控制系統的設計研究

向洮 張建雷

摘要：伴隨計算機先進技術的高速發展，社會各領域中單片機技術已得到廣泛應用，特別是在電氣傳動控制系統中有著更重要的作用。這種技術能夠通過簡化轉動控制系統內部的設備操作，借此提升電氣計算機系統工作的效率，并可從整體上改善整個系統的運行質量。為此，本文從單片機技術的概述出發，對其在電氣傳動控制系統中的作用與應用，據此進行了初步設計，并展開了詳細的論述與研究。

關鍵詞：單片機；電氣傳動；控制系統；設計研究

1 緒論

隨著新型電子計算機技術的快速發展，使得傳統強電電器、功能簡單的電氣設備逐步開始向更先進的方式轉變，強弱電結合且具有數字化功能的微型電氣控制系統得到了應用。在許多場合，更多的單片機產品替代了電氣控制產品，這種新出現的產品主要隸屬于存儲程序控制的單片機。其功能能夠通過人的指令來實現，而設施設備可以較好地折疊、轉變與替換。因此在電氣控制系統下的單片機可以隨時應用，而不必重新進行優化、線路設計，能夠極大地提升產品的訂單與工作效率。目前，傳統電氣設備的各種控制信號，需要轉換到匹配的數字信號，用戶設備需要輸入到設備的各類信號，如操作、開關、行程等具體的操作。這種操作，可以更實際、方便控制系統的應用。

在具體的設計過程中，單片機輸出端口受制于驅動能力的局限，一般需要專用的接口芯片。這種輸出因為電氣控制系統的不同而有各自差異，但基本可以滿足電流、開關、電壓的要求，更能夠適應隔離抗干擾的能力。目前在討論單片機輸出端到功率端口的實現方法中，還有待于更好的升級。通過上位機軟件的設置，對各房間的情況進行實時監控和調節，進而實現電氣控制系統的更多功能。通過上位機軟件的設置對整個系統的控制，實現節能環保的目標，而且合理的控制空調的溫度和房間環境對人的健康十分重要，可以有效的減少“空調病”的產生，經濟效益十分良好。

2 單片機技術與電氣控制技術概述

所謂的單片機技術，主要借助高集成的電路將CPU、ROM、RAM與輸出電路共同組合放到芯片上面。雖然僅僅比較簡單的一個芯片，但卻有著巨大的功能，與當前的計算機、移動端都能相媲美，可以滿足多元化的實際需要。從存儲結構、數據存儲技術等方面來觀察單片機，其結構可分為兩種，即Princeton與Harvard。一種是作為數據存儲功能來使用，能夠充分利用芯片的效能；另一種則是將存儲與運存分開，能夠讓人們充分體驗更快捷的服務。換言之，自單片機問世以來，其巨大的使用功能吸引了更多的人們關注。尤其是涉及通信、交通、辦公自動化等行業，都存在著單片機的身影。目前來看，電氣傳統控制技術應用范圍也比較廣泛，主要原理是利用電動機傳動裝置的控制功能，從而在實際的生產過程中能夠簡化人工手續，提升工作效率。作為當前工業生產自動化技術中最基本的技術，電氣控制系統主要借助以CPU為核心的網絡化系統，深度融合了微電子技術、網絡技術，以及自動化技術，并利用大數據技術實現更全面的功能。

3 電氣傳動控制系統中單片機技術的設計

3.1 單片機技術的引用與設計

單片機在生產實踐中的應用逐步推廣開來，并促進了電動傳動控制系統的更好的發展。如此，使得其功能趨向多元化，并且它的性能也更加多元，促進了整個系統設備結構的復雜。而在這種環境引入單片機，能夠有效提高生產率與勞動強度，降低了生產成本、進而減少能源的消耗。但同時，如果電氣傳動系統出現故障，就需要更強勁的手段來監控，以此減少傷亡事故。為此，本文設計了單片機的應用。具體構造如下：在控制電路方面，是由單片機系統電路、顯示器與鍵盤三部分構成；而在接口電路方面，采用技術負責控制電路上信號的傳遞。在主電路方面，是由濾波器、整流器與模塊構成H橋，以及IPM Intelligent Power Module幾部分構成。同時，顯示器與鍵盤構成了該系統的上位機，可自主控制顯示部分，且兩者間相關數據的傳遞則是借助串行總線來完成。此外，多選用的是16位系統總線，以切實提升系統的總吞吐能力，操作更為便捷。

3.2 實驗結果分析

目前，在所引用的電氣傳動控制系統環境下，多數依靠人的經驗來判斷設備或是裝置，所采用的儀器來測量電壓、電流，據此判斷是否能夠正常運行。在一些復雜的環境下，多數借助數學模型并采用線辨識方式進行辨別故障。而在當前這個時代，通過引用單片機技術，能夠在電氣控制系統中得到有效應用，使得系統內部的每一個小部件都能通過計算機了解，從而為檢修帶來更便利的優勢。如果需要構建數學模型，就要依據電氣傳動控制系統結構。但當設備出現問題的時候，對系統也會造成一定影響。為此，單片機如能在電動傳動控制系統中得到較好的應用，不斷提升工作效率的時候，能夠進一步提升對監控的相應要求。此外，只有凸顯了小型計算機的功能，使之可以實現對數據的科學處理，增加監控的有效性。

4 結語

綜合來說，在電氣傳動控制系統中，單片機的應用在逐步擴大。鑒于部分巨型機器無法在某些環境中使用，單片機被逐步引入。由于該機器具有操作簡單、抗干擾能力強的優勢，在應用領域逐步增加。并通過對程序的合理優化，能夠獲得更多功能。通過本文對單片機電氣傳動與控制系統中的設計來說，未來單片機的技術必將更加豐富且精密。隨著單片機功能的日益豐富，電氣系統會更加完善。

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作者簡介：向洮（1981），男，山東濟南人，本科/碩士，山東電子職業技術學院，研究方向：工控、嵌入式開發。