探究电气传动控制系统中单片机技术的应用

探究电气传动控制系统中单片机技术的应用

张意舒

（合肥水泥研究设计院安徽合肥230051）

摘要：于单片机具有短小、轻薄及用途广等优点，因此单片机技术在世界范围内获得了快速发展，尤其是广泛应用于电气传动控制系统中。使自动化控制的水平达到一个新的高度。本文主要针对电气传动控制系统中单片机技术的应用进行了简要探究，以供参考。

关键词：电气传动控制系统；单片机技术；应用

面对飞速发展的国家经济与人民生活水平，各项工业技术的需求与发展迫在眉睫。单片机技术的应用比例越来越高。单片机技术的本身诸多特点对于电气传动控制系统的发展提升起着促进作用，并不断在各个行业之间得到青睐。但是，当前我国部分的单片机技术系列仍然面临着发展的阻碍。

1单片机技术的简述

1.1单片机技术

单片机属于集成电路芯片之一，其通过选用较大规模的集成电路技术，借助现有的技术把有关的处理器、计时器、计算机设备及内存等模块加以集成，这就使得一块硅片组成的小型计算机控制系统得以集成，集成出现的单片机往往具备有关小型计算机的组建单元、有关计算机的一些功能，以此来获得诸多控制方面所需的特征及功能。同时单片机还具备微型计算机的功能特性，具体构成部分有：运算设备、控制设备、寄存设备等，运算模块的具体作用是完成有控制器发出的控制信号的执行任务；计算模块的主要作用是能够进行多种相应的算术运算与相应的逻辑运算，且达到一定逻辑测试的目的，运算模块的具体作用为：完成控制器所发出控制信号的实施任务；寄存模块的具体作用是对相应的数据信息进行储存；单片机通过这些模块单元设备，可有效地控制设备仪器。

1.2单片机的技术发展

在1971年，单片机被研发出来，其发展阶段有：第一阶段为SCM，第二阶段为MCU，第三阶段为SoC。在先前的单片机均为8位或者4位，在今后的发展中Intel8051单片机上产生了MCS51系列MCU系统。一直到现在该系统的单片机仍就得到广泛应用。现如今，工控领域发展具备更高的要求，逐渐产生了16位单片机，在1990年以后电子产品得以进一步发展，促使单片机技术迅速提升，进而出现了Inteli960系列，16位单片机已被32位单片机所替代，在主流高端市场得以普及。以往的8位单片机的性能得到极大程度的提升，相较于80年代的单片机，该单片机的处理能力更高，高出上百倍。当前，单片机系统不仅仅在裸机环境下可以进行开发和应用，在全系列的单片机上诸多专用嵌入式操作系统得以普及。部分高端单片机已能够在专用的Windows、Linux操作系统加以直接使用。

1.3单片机使用注意事项

由于单片机在整个运行过程中主要发挥着控制作用，因此相关的工作人员需要及时进行监督和反馈。单片机选型，主要应从单片机应用系统的技术性，实用性和要开发性三方面来考虑。首先技术性：要从单片机的技术指标角度，对单片机芯片进行选择，以保证单片机应用系统在一定的技术指标下可靠运行；其次实用性：要从单片机的供货渠道、信誉程序等角度，对单片机的生产厂家进行选择以保证单片机应用系统在能长期、可靠运行；最后可开发性：选用的单片机要有可靠的可开发手段，如程序开发工具、仿真调试手段等。

2电气传动控制系统分析

电气传动是指利用电动机将电能转化为机械能，带动各种生产机械及生活需要的物品，旨在以机械能代替劳动力，由于电动机的电机效率高，运转经济，且电能的传输和分配比较方便，容易控制，电气传动的发展迅速，现已成为绝大多数机器的传动方式，成为工业化的重要基础。在信息化浪潮中，信息化技术带动先进生产力的发展，目前，许多先进工业国家都在进行由工业化向信息化时代迈进，其信息产业具有雄厚的基础，电气传动是工业化的重要基础，信息化浪潮下，数字控制和数据通信成为电气传动控制的主要手段，可控交流电气传动逐步取代直流传动，电气传动技术必须在信息技术的推动下向前发展，才能真正成为以信息化带动工业化的关键环节。

3电气传动控制系统中单片机技术的应用

3.1控制系统

单片机的控制系统构成部分包括：主电路、接口电路及控制电路，其中单片机系统电路是控制单路的关键组成，滤波电路、H桥及整流电流等均属于主电路的构成部分；其中接口电路可有效控制电路中的信号传递，可借助串行总线来达到显示器和键盘间数据交换的目的，从而对显示部分加以控制。80C196为单独控制部分的内容，由于伺服系统中的电流控制调节器具备的计算量比较大、周期比较短。所以系统应选用十六位地址数据总线，以此来将系统的吞吐能力进行增强，让两个存储器一起使用一个地址。

3.2软件系统

在电气传动控制系统中运用单片机技术时，单片机软件系统可让电气设备更好的对数据和信息进行处理、存储。对于汇编语言处理数据信息，可选用的方式为单精度浮点的运算，但单片机的升级更高的要求着算法的精准度。现如今，对于在处理信息与数据时，大多应用计算机的C语言，通过选择汇编代码达到单片技术的目的，进而更好的与C语言模块彼此调度，未涵盖到参数传递时，这两方面能够彼此转换，若涵盖到参数数据数据传递时，应在已设定的汇编程序中增加源代码，并链接全部的程序编译，核对有关文件。

3.3算法的改进

在电气传动控制系统中运用单片机技术时，对于电流环与转速的计算，应对转速调节器的具体状况进行考量，由于转速编码器的精度直接影响着转速的跟踪精度。在相应时间内，时间间隔为时间T，将T时间段得到的PL当作计算的数值，将时间T当作速度控制回路采样的周期，在具体调试环节，应用浮点数来明确I与P的参数值，通过C96来进行变量与变形，从而在极大程度上提高系统处理、运算信息与数据的速度，确保运算代码的精确度，并对未校检的质量流量计或电脑主板进行定期更换，相关部门需在相应的核心部件出增加机械铅封，对于需要更换的质量流量计、电脑主板，应向向质检主管单位上报与备案，有利于今后发生问题有相关依据可以查看。对于必须更换的质量流量计、电脑主板，在更换新设备以后，应由法律规定的剂量检定单位进行再次检定，确认符合相关标准后方可使用。

3.4系统头文件

在工业生产中电气传动系统已得到普及，该系统让企业生产运行实现了自动化，该系统是一种中央处理的网络化电气控制系统，其将检测技术与自动化控制进行了结合，使得企业生产效率大大提升，节约了生产成本，解放了工作人员的双手，为工作人员提供了更加安全的工作环境，有效提升了工作效率。在电气传动控制系统中运用单片机技术时，通过恰当运用系统头文件可在极大程度上提升电气设备的性能，每个系统端口与功能寄存器的物理地址中存在系统头文件，相关人员为能够最大化发挥单片机的功能，在系统头文件中对单片机进行精准设置，在96系列的单片机中存在诸多信号，每一个型号均对应着相应的功能及96芯片，且单片机存在不同的型号，各个型号之间的功能存在较大的区别，为此开发要实现相应的目的，需涵盖着对应的型号头文件。以便今后技术人员转移程序，可对系统变换头文件加以直接变换，从而实现相应的目的，在极大程度上提升开发的效率及速度。

结语

在电气传动控制系统中应用单片机技术，能够避免一些条件下难以应用大规模装置的困难，优点是抗干扰性强、操作便捷、构造简单等，在合理更改程序的基础上可以实现尤为丰富的功能。作为技术工作者，务必及时检测运行过程中的单片机，实时处理存在的问题，保障电气传动控制系统顺利应用单片机技术。一方面，应注重检测和管理装置；另一方面，应不断研发电气传动控制技术和单片机技术的统一发展问题，进而实现电气传动控制系统中应用单片机技术效率的持续提高。

参考文献：

[1]王志东，郭晨伟.有关单片机电气传动及控制系统的设计探讨[J].科技风，2014，（06）：123.

[2]李鹏.MSP430单片机在多路数据采集系统设计中的应用[J].无线互联科技，2016，（07）：139-140.