基于stm32單片機的機電控制系統研究

羅彩玉

(新疆阿克蘇職業技術學院 新疆阿克蘇 843000)

最近幾年，隨著我國機械制造行業的不斷發展，機電控制系統應運而生，并在生活、農業、軍事等領域中取得了良好的應用效果，不僅有利于更好地節省能源，提高能源利用率，還能最大限度地提高產品的生產質量和效率，同時，為提高企業的生產力和市場核心競爭力發揮出重要作用。因此，在stm32單片機的應用背景下，加強對機電控制系統的設計和應用顯得尤為重要。

一、機電控制系統整體結構設計

機電控制系統結構主要由以下七個部分組成，分別是并聯補償元件、放大元件、執行元件、串聯補償元件、控制對象和測量元件。其中，并聯補償元件和串聯補償元件是該系統核心元件，并聯補償元件主要用于對牽引網無功功率的補償，以達到改善電壓質量的目的；而串聯補償元件主要用于對牽引網電抗的補償，以達到穩定電網電壓的目的。機電控制系統整體結構架構圖如圖1所示。

圖1 機電控制系統整體結構架構圖

機電控制系統硬件設計主要劃分為兩大模塊：一種是功率電路模塊設計，另一種是控制電路模塊設計。其中功率電路模塊設計在整個機電控制系統的硬件設計中占據著舉足輕重的地位，其設計水平的高低直接影響了該系統能量供應效果[1]。因此，在對功率電路模塊進行設計時，相關軟件開發人員要在充分考慮整流電路、功率電路、電磁感應燈因素的基礎上，以保證機電控制系統功能的完善性和強大性。

二、機電控制系統軟件設計

（一）系統鍵盤接口的設計

機電控制系統鍵盤原理框圖如圖1所示，從圖中可以看出，通過采用專用插座的方式，可以將PC鍵盤與系統鍵盤接口模塊進行有效連接，確保數據KB_DAT和時鐘KB_CLK均能與P3.0的引腳進行準確無誤地連接，當PC鍵盤被成功按下時，會形成時鐘KB_CLK信號，導致AT89C55WD與P3.0的引腳之間的連接發生中斷[2]，此時，需要采用外中斷的方式使定時器能正常工作，確保PC鍵盤發出的信號傳輸到相應的緩沖區內。接著，利用相關主程序，采用掃碼解碼的方式，確保上位單片機能夠正常接收相應的鍵值，同時，利用并行方式或者串行方式將編碼數據發送給上位單片機，以保證指示系統始終處于正常、穩定的工作狀態。

圖2 機電控制系統的鍵盤原理框圖

（二）系統液晶標牌打印的設計

對于機電控制系統而言，在進行初始化的過程中，需要事先對以下幾個功能進行設計和開發，如初始化輸入接口、液晶顯示器運行狀態、液晶顯示器顯示內容、打牌機的初始化處理、液晶標牌打印的設計等。系統液晶標牌打印的設計是整個機電控制系統中的重要工作[3]，系統液晶標牌打印的設計需要完成的主要任務為：首先，對RESET信號進行控制和復位，并對液晶顯示器相關參數進行設置，確保字符層與5圖形層能夠有效銜接起來，此外，還要對光標位置、字符地址、顯示器相關參數等信息進行設置和管理。

（三）系統硬件電路布局的設計

對于機電控制系統而言，為了確保電路板的設計水平，相關軟件開發人員要嚴格按照布局的相關細則和要求，采用自動布線的方式，對布線進行合理設計。1.在對系統硬件電路進行布局時，需要將具有關聯的元件放置在一起。而對于那些易燃易爆、易產生噪音污染的元件，要盡可能遠離機電控制系統的相關電路[4]，以提高機電控制系統的抗干擾能力，從而保證該系統能夠正常、穩定、可靠、安全地運行。2.嚴格按照元器件使用標準和要求，對電路信號排序流程進行不斷修正、優化和完善，從而最大限度地提高系統硬件電路布局設計的科學性和合理性。3.在對接地點進行選擇的過程中，相關軟件開發人員要將電路板的相關信號頻率控制在2MHZ以內，盡可能減小布線與元件之間得到電磁感應強度，同時，為了盡可能避免接地電路內部形成的電流對電磁感應產生比較大的干擾，相關軟件開發人員需要采用接地的方式，使電路無法形成回路電流。

（四）機電控制系統的具體應用

機電控制系統功能強大，具有很強的通用性，被廣泛地應用于生活、農業、軍事等各個生產領域中。例如：變頻空調被應用于人們的日常生活中，為人們的生活帶來了方便和舒適，極大地提高了人們的生活質量，該空調很好地彌補了傳統空調僅能在額定電壓220V、50HZ工作的局限性，可以對工作的電壓和供電頻率進行隨意改變[5]，以達到靈活控制壓縮機轉速的目的。變頻空調的工作原理為通過科學調節壓縮機轉速實現對居民室內溫度的科學控制。又如，微光機電系統主要應用于軍事和航天領域中，該系統作為一種新型、先進的技術系統，主要由以下三個部分組成，分別是微光學、微電子、微機械，該系統的工作原理為通過利用微光學元件，從匯聚光束、衍射光束和反射光束等方面入手，實現對光束的控制，對促進軍事和航天的快速發展有非常重要的應用價值。

三、結束語

綜上所述，在stm32單片機的應用背景下，機電控制系統在開發和應用方面取得了很大的突破和創新，該系統不僅功能強大，通用性強，具有良好的用戶體驗，還在生活、農業、軍事等各個生產領域中取得了顯著的應用效果。因此，深受廣大用戶的青睞和喜愛。為了方便后期系統的維護和升級，需要相關軟件開發人員再接再厲，用更加優雅的代碼擴充更多適用的功能，從而為促進機電控制系統健康、可持續發展，提高其應用價值和應用前景提供有力的保障。