計算機控制技術在電子電路中的應用研究

劉岸松

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電子電路在其發展初期，電路主功率開關管多使用晶閘管、半控型或者不可控型器件，主要通過模擬電路實現控制，工作效率低下，控制準確性較低。現如今計算機控制技術發展迅速，將計算機控制技術用于電子電路中，能夠有效解決上述問題，實現對參數的有效調整以及避免溫度漂移，提高了電子電路的穩定性和安全性。

1 計算機控制技術概述

1.1 計算機控制技術

電子電路中的計算機控制技術表現為全控制型電子器件。當前我們正處于信息化時代，計算機技術發展迅猛，傳統模式下的不可控器件已無法滿足人們的要求，因此基于計算機技術的完全控制型電子器件得到了廣泛應用。

1.2 計算機控制技術的特點

同傳統控制技術相比，計算機控制技術具備下述優勢：第一，計算機控制技術可以有效解決傳統模擬調節器存在的問題，例如溫度漂移，還能夠實現對部分參數的單獨控制，例如微分系數、積分及比例等[1]；第二，計算機控制技術應用于電子電路中具有靈活性，符合特殊控制規律，通過對部分程序代碼進行修改便能夠合理調節規律，并不需要安裝一些硬件設備，有效減少投入成本；第三，將計算機控制技術應用于電子電路有助于排除故障，能夠實現對部分運行數據的自動化儲存，如果設備出現故障能夠及時有效地對運行數據進行分析，消除故障；第四，將計算機控制技術應用于電子電路能夠實現和上級系統的通信，可實現無人監管和集中監控；第五，系統控制從硬件控制更新為軟件控制，有助于調節、檢測反饋信號、進行故障診斷，大大簡化了流程，提高了系統的穩定性和安全性。

總之，基于計算機技術的全控型電子器件可以通過代碼修改方式改變規律，不需要增加設備便能夠增強控制能力；計算機控制技術能夠解決模擬調節器中的溫度漂移問題，對于解決故障同樣作用明顯；大大減少了投入成本，提高了系統的穩定性，符合集中監控的要求；計算機控制技術通過在軟件方面的改進，使得電子器件的硬件方面產生了進步，增強了設備的控制能力，提高了故障解決效率，減少了故障問題，從而使得投入的設備成本降低，既提高了系統的穩定性，又降低了成本，增加了利潤空間。

2 電子電路概述

電子電路的主要組成部分包括控制電路和主電路，是一種全面整合電力、電子、控制等多項技術，對電能頻率、幅值以及相位等參量實施變化的電路。控制電路的主要功能為觸發信號，對主功率開關管的導通和管斷進行控制；主電路能夠形成電能能量傳輸通道，對電路輸出進行有效調節。

3 計算機控制技術在電子電路中的應用分析

3.1 通過單片機進行調控

單片機也稱為單片微控制器，近些年來在電子電路中得到了廣泛應用。從其表面展開分析，其只是一種邏輯功能芯片，但是計算機也是由多種微型芯片集合而成的，其諸多功能也需要依靠芯片實現。微型芯片形態小、質量輕，有助于了解計算機運行原理，實現軟件的開發和應用。在使用電子電路的過程中，單片機的主要功能為調節電壓電流和電路運算，和電路系統的運行關系密切。在應用計算機控制技術的過程中，能夠實現雙調控制高頻PWM控制技術。從特定層面展開分析，通過單片機能夠有效解決PMW中精度和高頻之間的問題。除此之外，在智能儀器儀表以及工業測試等結構中，單片機的應用也非常廣泛。對于傳統模擬電路的革新關鍵便在于單片機的使用，通過計算機控制技術大大提高了工作效率。但是單片機控制也存在一些問題，主要體現在頻率和精度方面，如果處理的數據量較大，單片機極易發生失誤。因此，在通過單片機控制時，應該控制所需處理的數據量，在保證頻率和精度的前提下，選擇適量數據進行處理。

3.2 通過DSP進行調控

DSP是以波特率發生器、FIFO緩沖器為基礎所發展的新型可編程處理器，同時也是一種數字信號處理器。DSP的主要功能更包括采樣、保持、PMW信號輸出等。同單片機進行對比，其主要優勢表現在CPU存儲量、處理速度及集成性能方面。DSP可以在一個周期內完成數個指令，并且DSP使用了通過改良的哈佛結構，程序和數據空間具有獨立性，能夠實現對數據和程序的同時存儲。除此之外，強大的運算能力也是DSP的主要優勢之一。單片機的主要結構為諾依曼結構，指令系統十分復雜，在相同空間中存儲數據和程序，無法對指令和數據進行同時訪問，在運算方面，因為受到ALU功能影響，無法做乘法，不能共同進行多個指令，運行速率不佳。DSP則使用單指令執行運算方法，執行速率更快。將其應用于電子電路中，其主要作用為對主電路進行全面監控和保護，發揮系統通信的功能。除此之外，DSP還具有檢測、控制顯示等功能。雖然其優勢明顯，但是也存在一定的不足，例如采樣超時、運算時間及準確度等，對電路的控制性能有一定的影響。因此，DSP雖然執行速率快且具備監控保護等功能，但應用過程中應合理適度使用，否則將對電路控制產生影響，從而可能會引起電路的故障。

3.3 FPGA應用實踐

FPGA屬于一種可編程的門列陣，能夠滿足人們對集成電路的要求，解決傳統可編程器件門電路存在的問題。同時，FPGA也是一種能夠重構的器件，通過內部邏輯結合用戶的要求進行設定，得到了眾多用戶的認可，在電子電路中得到了廣泛應用。通常情況下，可以將FPGA劃分為可編程I/O模塊、可編程內部連線以及邏輯塊三部分。FPGA中的等效門數量繁多，通過對FPGA的合理使用有助于處理復雜的邏輯系統，進而形成分立元件組成電路。除此之外，如果存在軟件復雜、取樣效率低、任務單一的情況，使用FPGA效果明顯。

4 結束語

綜上所述，在電子電路系統中使用計算機控制技術，同傳統模擬控制電路相比優勢明顯，隨著計算機技術的不斷發展，計算機控制技術在實際應用過程中仍存在一些問題，不管是單片機、還是DSP抑或是FPGA，均各有利弊。因此在使用過程中應該根據實際情況進行合理分析，選擇控制芯片混合產品，充分發揮計算機控制技術的功能及優勢。