李 洋（長春汽車工業(yè)高等?？茖W(xué)校 電氣工程學(xué)院，長春 130013）

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單機(jī)片的發(fā)展趨勢及其在設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)改造中的應(yīng)用

李 洋
（長春汽車工業(yè)高等?？茖W(xué)校 電氣工程學(xué)院，長春 130013）

摘 要：單片機(jī)是計(jì)算機(jī)中重要的組成部分，如果計(jì)算機(jī)中缺少單片機(jī)，計(jì)算機(jī)所有系統(tǒng)功能都無法正常使用。主要是因?yàn)?，單片機(jī)中包含中央處理器、儲(chǔ)存器等各種部件，它通過將這些部件的功能集中在一起，進(jìn)而維持計(jì)算機(jī)正常的運(yùn)行?？梢哉f，計(jì)算機(jī)構(gòu)成無法離開單片機(jī)。另外，由于單片機(jī)的種類較多，所以，制作公司要展現(xiàn)單片機(jī)獨(dú)特的性能，為單片機(jī)提供一個(gè)廣闊的發(fā)展天地。

關(guān)鍵詞：單機(jī)片；發(fā)展趨勢；自動(dòng)化系統(tǒng)改造

0　前言

從單片機(jī)的性質(zhì)分析，單片機(jī)的重量輕，體積小，易于使用，價(jià)格較適宜。并且具有較好抗干擾性，因而，十分適用于工業(yè)中。此外，單片機(jī)適應(yīng)能力較強(qiáng)，同時(shí)具有CPU的功能，這樣可以為計(jì)算機(jī)提供安全的保障性能。而在存儲(chǔ)方面，雖然單片機(jī)儲(chǔ)存量較小，但卻可以進(jìn)行外部擴(kuò)展容量，使容量變得更大，所以，單片機(jī)完全不會(huì)影響計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度。而更重要的是單片機(jī)十分符合工業(yè)的需求。

1　單片機(jī)的發(fā)展趨勢

1.1微型單片化

普通的單片機(jī)是由中央處理器（CPU）、隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)（RAM）、只讀程序存儲(chǔ)器（ROM）、并行和串行通信接口，中斷系統(tǒng)、定時(shí)電路、時(shí)鐘電路構(gòu)成的一種芯片， 而增強(qiáng)型的單片機(jī)則是加入了A/D 轉(zhuǎn)換器、PMW（脈寬調(diào)制電路）、WDT（看門狗）這些功能，而且部分單片機(jī)還與 LCD（液晶）驅(qū)動(dòng)電路結(jié)合在一起，這樣，單機(jī)片的形式和功能就越來越多。

1.2主流與多品種共存

當(dāng)前，單機(jī)片的種類繁多，但最為常用則是以 80C51 為核心的單機(jī)片，這種類型的單機(jī)片兼容其結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)的有 PHILIPS 公司的產(chǎn)品，ATMEL公司的產(chǎn)品和中國臺(tái)灣的Winbond系列單片機(jī)。因此，這種類型的單機(jī)片被中國廣泛使用。但其他品牌的單機(jī)片也得到相應(yīng)的應(yīng)用。主流的單機(jī)片與其它品牌的單機(jī)片共同存在與一個(gè)市場中，它們互相促進(jìn)，相輔相成，從而共同發(fā)展。

1.3大容量、高性能

傳統(tǒng)的單片機(jī)內(nèi)的ROM為 1KB～4KB，RAM 為 64～128B。但如果遇到復(fù)雜的場合，傳統(tǒng)的電機(jī)片時(shí)無法發(fā)揮作用的，只有讓單機(jī)片不斷的對外擴(kuò)大容量，才能滿足復(fù)雜場合的需求在需要復(fù)雜控制的場合，這也就是說明，單片機(jī)在改造的過程中，必須要加大儲(chǔ)存功能，進(jìn)而確保單機(jī)片具有容量、高性能的特征。另外，在改變單機(jī)片的過程中，要合理的轉(zhuǎn)變CPU 的性能，提升指令運(yùn)算的速度，讓系統(tǒng)控制具有良好的可靠性。

1.4串行擴(kuò)展技術(shù)

以往，由于人們并沒有對單片機(jī)進(jìn)行改造，普通的單片機(jī)經(jīng)過三總線結(jié)構(gòu)擴(kuò)展外圍器件成為單片機(jī)應(yīng)用的主流結(jié)構(gòu)。而由于低價(jià)位OTP的發(fā)展，不同類型的特殊存儲(chǔ)器也在不斷的擴(kuò)展，再加上圍接口融入都單機(jī)片中，進(jìn)而促進(jìn)了單機(jī)片結(jié)構(gòu)的發(fā)展。尤其是 I2C、SPI加入單機(jī)片后，單機(jī)片的技術(shù)得到擴(kuò)展。

2　單機(jī)片在設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)改造中的應(yīng)用

2.180C51 單片機(jī)

（1）80C51 單片機(jī)的特點(diǎn) 。80C51單機(jī)片從外形上觀察，具有體積較小，結(jié)構(gòu)簡單，重量較輕的特點(diǎn)，而且價(jià)格和價(jià)值分析，80C51單機(jī)片的價(jià)位合理，耗電量少，電源單一、具有較強(qiáng)的抗干擾能力和可靠性。其次，雖然80C51單機(jī)片儲(chǔ)存容量較小，但卻靈活性較好，可以擴(kuò)展內(nèi)存。

（2）80C51 單片機(jī)組成部分。80C51 單片機(jī)屬于普通類型的單機(jī)片，其結(jié)構(gòu)體系較為簡單。80C51單機(jī)片的組成部分通常是由CPU系統(tǒng)、CPU外圍單元、基本功能單元等集合在一起，每個(gè)組成部分都是由一條線連接而成的。作為80C51 單片機(jī)重要的組成部分，同時(shí)，也是80C51單機(jī)片的核心，CPU系統(tǒng)起著關(guān)鍵性的作用，另外，CPU外圍單元是影響CPU系統(tǒng)運(yùn)行的因素，但它卻是單機(jī)片中最小的組成部分，在CPU系統(tǒng)中，基礎(chǔ)的運(yùn)行功能都是為了滿足單機(jī)片運(yùn)行的需要，而構(gòu)成的外圍電路，只有不斷的完善這些功能，電機(jī)片才能發(fā)揮它強(qiáng)大的效果。

2.2單片機(jī)控制要求

在生產(chǎn)和運(yùn)用電機(jī)片的過程中，生產(chǎn)廠家要合理的控制單機(jī)片的運(yùn)行系統(tǒng)，確保單機(jī)片在工作的過程中能正常的運(yùn)行，并能依照系統(tǒng)程序運(yùn)作，進(jìn)而儲(chǔ)蓄重要的信息，并起到輸送信息的功能。對于單機(jī)片的生產(chǎn)，生產(chǎn)廠家應(yīng)首先應(yīng)確定單機(jī)片指定的位置，沖頭下沖，完成第一個(gè)孔的沖制，然后，檢測沖制機(jī)十分合理，依次循環(huán)，進(jìn)行下一個(gè)單機(jī)片孔的沖制，直到完成全部孔的沖制，在回到原點(diǎn)，更換制作單機(jī)片的板材，再展開生產(chǎn)制作。

2.3系統(tǒng)組成

（1）控制系統(tǒng)。對于單機(jī)片控制系統(tǒng)的要求較低，在設(shè)計(jì)單機(jī)片的控制系統(tǒng)時(shí)，要進(jìn)行沖床系統(tǒng)控制，由于單機(jī)片時(shí)通過CPU系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩部分組成，因此，在組裝控制系統(tǒng)時(shí)，要先完成單機(jī)片外部組成部分，使沖頭處于下限的狀態(tài)，這樣，就可以確保單機(jī)片系統(tǒng)在工作的過程中正常運(yùn)行，并能與板材保持一定的距離。

（2）進(jìn)給機(jī)構(gòu)。作為單機(jī)片輸送、處理信息的構(gòu)成部分，進(jìn)給機(jī)構(gòu)在單機(jī)片中具有重要的作用。因此，生產(chǎn)廠家要充分的了解進(jìn)給機(jī)構(gòu)的性質(zhì)和組成部分，在進(jìn)給機(jī)構(gòu)中驅(qū)動(dòng)電機(jī)是其關(guān)鍵的部分。這主要是因?yàn)轵?qū)動(dòng)電機(jī)采用步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)可采用BF反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)，伺服電機(jī)可采用交流伺服電機(jī)。這樣就可以減小單機(jī)片與其他部分的之間的摩擦。而且，在進(jìn)給機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)下，在生產(chǎn)單機(jī)片時(shí)，可以準(zhǔn)確的確定單機(jī)片的位置，從而有效的完成X、Y兩個(gè)方向的進(jìn)給。

3　結(jié)束語

總而言之，要想保證單機(jī)片能形成良好的發(fā)展趨勢，并得到客戶的接受和認(rèn)可，單機(jī)片的生產(chǎn)廠家就要不斷對單機(jī)片進(jìn)行改造和創(chuàng)新，并且，在將單機(jī)片應(yīng)用在設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)改造過程中時(shí)，生產(chǎn)廠家要掌握單機(jī)片生產(chǎn)的方法與構(gòu)成單機(jī)片的部分，只有生產(chǎn)廠家意識(shí)到生產(chǎn)單機(jī)片的重要性，才能為機(jī)械設(shè)備系統(tǒng)提供良好的運(yùn)行條件。

參考文獻(xiàn)：

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DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.13.012