電子電工中單片機技術的應用研究

王芳

（江蘇省豐縣中等專業學校，江蘇徐州，221700）

1 單片機在電氣傳動控制系統應用

1.1 電氣傳動控制系統實現

單片機技術優勢若想充分發揮，在電氣傳動控制中應用速度鏈控制方法，對特殊點配置負荷分配系統，根據企業生產要求，對生產部件接觸交互時間進行控制，合理分配控制負荷。在電氣傳動控制系統中，為達到基本的生產要求，保持傳動點張力穩定，兩點速度比相同，系統運行中，受到電氣、機械等因素影響，速度鏈系統運行中易發生數據精確度問題，應當對單片機生產過程進行完善。先設置基礎點，每級速度上微調，構成鏈式結構，最終形成速度鏈。在單片機的功能下，利用數字化速度鏈，先對傳動點編號，編號與變頻器內部地質保持一致，將電氣傳動控制系統作為基本節點，速度鏈配置主節點，對工作機的運行速度進行調整，隨后對其他功能點進行調整，保證整個系統的生產功能。

1.2 在算法優化中的應用

經生產實踐顯示，單片機技術在電氣傳動系統應用具有強大的功能。通過浮點運算模式完成系統控制，但運算過程中也可能發生異常，比如，電氣傳動控制系統轉速調節器運行數據為整數，對設備進行跟蹤，進度與編碼器相關，明確周期后，對比寄存器及控制器參數，會認識到關鍵性數據均是整數，為有效控制轉速調節器，工作人員應當對參數進行調整。在單片機技術應用中，能直接將其中的代碼計算過程省略，根據數據結果進行精確性計算。單片機算法在優化過程中，為保證電氣傳動控制系統穩定性，應當對各種輸入量進行計算，根據生產要求實現控制目標。在輸入數據處理中，根據單片機采樣周期，將1ms-100ms作為采樣周期，利用復合濾波方法進行計算，若采樣次數為N，在計算中，先排列采樣次數N，將最大值及最小值去掉，對剩余數值進行計算，最終獲得平均值。顯示工程量過程中，先對濾波進行處理，采樣值范圍在0-FFH，以十六進制數計算。針對電氣傳動控制系統的要求，應當對元件工程量進行監督，使其處于穩定范圍，計算機測量下限，觀察標度變化，關系如下：

該公式中，NX代表采樣數字的數字量；Nm則是A/D變換量中的限度值。Am是傳感器上限值；A0是下限值；Ax代表實際測量數值。單片機算法優化后，通過Ax將特定數值傳輸，與設定值進行對比，獲得其中的差值，進一步提升數據計算精度。單片機在特定的時間限度內，選擇對應的時間間隔，根據時間控制方法對采樣周期進行計算，有利于提升數據運算精度，滿足電氣傳動系統的控制要求。

2 單片機在智能窗簾系統的應用

2.1 系統設計

智能家居系統包括傳感器及處理器，每個項目具有對應的功能，在相互協作中完成系統設計。傳感器應當滿足智能家居系統控制范圍，具有安全性及可靠性。使用STM32單片機，對處理器數據進行讀取，使單片機與智能窗簾建立聯系，功率消耗較低。處理器對數據進行讀取后，利用模塊傳輸數據，在顯示器上呈現，觀察智能控制結果。在通訊模塊上，使用無線網絡技術，節省繁瑣的布線外，也能節省人力及物力，系統運行的安全性更高，選擇ZigBee無線網絡技術，將數據傳輸到終端后，通過協調器啟動，使用路由器拓撲，在單片機上顯示窗簾。

2.2 傳感器

傳感器選擇進口高集成增強型單總線數字傳感器，具有較強的抗干擾能力及精度，經過老化篩查后，使用金屬密封套管進行保護，定標后投入使用。傳感器連接單片機，外部硬件電路數量減少，操作系統更為便捷，整體價格較為低廉。高集成度傳感器作為單總線窗簾控制器，與處理器連接后，可實現雙向通信，且只需要一個接口。傳感器抗干擾能力加強，使用較為便捷，在特殊環境下對窗簾進行測量，成本較為低廉，性價比較高。

2.3 處理器

STM32單片機作為處理器，具有低功耗、端口電流小、較強的功能，STM32與傳感器連接較為暢通。微控制器STM32具有較低的電壓及功耗。具有較高的精度，其中具有12位ADC，與傳感器連接后，無需使用其他轉換器。具有大量的儲存空間，有利于滿足大量程序及數據的控制要求，具備6kb Rom及2kB RAM儲存區，具有雙向通道通信口，可完成計算機同步通信。程序調試中下載仿真器，通過軟件對單片機程序進行控制，從而觀察程序的運行狀態。

2.4 電池電壓測量程序

在智能窗簾設計中，往往需要人工進行檢查，設置電池、電壓供電測試裝置，一旦發生異常，人們可以進行檢修及處理，見圖1。

圖1 控制流程

設置變換器后，電壓發生變動數據隨之更改，若無法滿足實時性要求，數值會發生異動，對供電系統進行穩定控制。供電系統檢測中，應當積極設置固定值，參考值比電源電壓值高，保證供電穩定性。在流程設置后，獲得電壓數據，在對比及參考中獲得異常值。供電系統具有經濟性能，保證數據處理效率的同時，也能改變設計中的功耗部分，達到最大功率控制目標，在單片機工作狀態中，窗簾較為穩定，變化也較為遲緩，送電器適當啟停，從而減少不必要的功耗。

3 單片機在智能火災報警系統的應用

3.1 系統架構

在智能火災報警系統設計中，設置火災報警控制器及多種探測器等，見圖2。

圖2 系統架構

在系統架構中，室內火災產生氣體及溫度、煙霧顆粒后，信號通過傳感器傳播，傳感器檢測各項數據，經過數據轉換后變為電信號，傳輸到火災報警控制器中，完成數據集中處理，完成火災報警?；馂奶綔y中的核心是STC15L2K32單片機，將探測到的數據信息自單片機中接收，數據融合后利用智能算法進行計算，可自動發出報警信號及預警信號，將報警信號傳遞給用戶手機，火警方位信息同步顯示，獲得準確的火災報警信息的人員及時進行滅火處理。

3.2 單片機應用

使用STC15L2K32單片機，該單片機作為A/D轉換單片機，有利于檢測火災模塊，具有低成本及高可靠性的特點，處理數據的速度快，具有較強的抗干擾能力。單片機包括重裝載定時器及程序及數據儲存器、8高速A/D轉換器、中央處理器及看門狗等，使用R/C振蕩時鐘作為基本的重裝載定時器，其中含有喚醒定時器，I/O口中包括2組高速異步串行口及1組同步串行通信端口。單片機包括外部數據總線及數據指針、8通道及8級復位門檻電壓，含有空閑、低速、掉電三種功耗模式，其中的定時器具有PWM功能及串口功能、時鐘輸出功能，滿足火災報警系統需求后，定時器根據單片機完成定時工作目標。

3.3 系統實現

在智能火災報警系統實現中，應當自單片機技術入手，通過模塊化設計對系統核心部件處理，火災報警控制器與火災探測模塊相互連通，將接收到的模塊發送信息后進行處理，完成火災檢測與識別，見圖3。

圖3 火災報警器控制圖

火災報警器具有人機交互功能及報警控制功能，有利于高質量完成火災報警控制，在智能火災報警系統電源電壓設置中，包括12V、5V及3.3V，電源系統負責各個部分穩定運行。為達到火災報警控制要求，系統多項任務依托較短響應時間，系統程序文件及代碼儲存由儲存器管理。在液晶顯示電路上，系統控制模塊完成人機交互，傳感器采集數據、探測模塊發送數據，及時完成狀態報警。用戶設置高效信息，對系統參數進行查看，布置報警信息及用戶信息，報警模塊包括短信及語音兩種，其中含有GSM模塊及語音警報模塊，一旦發生火災及時提醒用戶。