尹亞南+胡香玲

摘要：?jiǎn)纹瑱C(jī)是自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心，單片機(jī)具備可編程的特點(diǎn)，可以簡(jiǎn)單、快速的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。本文以電機(jī)設(shè)備為研究背景，探討單片機(jī)在自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；自動(dòng)控制系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TP368.12 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2017）11-0011-01

隨著我國(guó)工業(yè)事業(yè)的發(fā)展，自動(dòng)控制系統(tǒng)成為工業(yè)領(lǐng)域中的核心，自動(dòng)控制系統(tǒng)有利于提高控制的準(zhǔn)確性，改變了傳統(tǒng)控制的方法。自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中積極引入了單片機(jī)結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮單片機(jī)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與可靠性。單片機(jī)在自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，主要是實(shí)現(xiàn)電機(jī)的自動(dòng)化，確保電機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域中的高效性。

1 單片機(jī)技術(shù)分析

單片機(jī)在自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中表現(xiàn)出了抗干擾、靈活性的特點(diǎn)，自動(dòng)控制系統(tǒng)內(nèi)的單片機(jī)結(jié)構(gòu)，集成了CPU、外圍電路和功能單元，所有的功能模塊均由一條線連接，在很大程度上簡(jiǎn)化了單片機(jī)結(jié)構(gòu)[1]。自動(dòng)控制系統(tǒng)中引入單片機(jī)結(jié)構(gòu)，通過(guò)單片機(jī)控制整個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)，單片機(jī)要準(zhǔn)確的安裝到自動(dòng)控制系統(tǒng)內(nèi)，充分發(fā)揮單片機(jī)的控制作用，單片機(jī)嚴(yán)格按照電機(jī)對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的要求，執(zhí)行各種運(yùn)行操作的指令，防止電機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)中出現(xiàn)誤差。單片機(jī)改變了自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)狀態(tài)，促使自動(dòng)控制系統(tǒng)更為簡(jiǎn)化，表現(xiàn)出了精簡(jiǎn)的運(yùn)行方式，說(shuō)明單片機(jī)在自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的重要性，合理設(shè)計(jì)自動(dòng)控制系統(tǒng)中單片機(jī)的應(yīng)用，發(fā)揮單片機(jī)的控制優(yōu)勢(shì)。

2 單片機(jī)在自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

單片機(jī)在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，直接關(guān)系到自動(dòng)化控制系統(tǒng)在電機(jī)中的應(yīng)用情況。本文主要以單片機(jī)的軟件結(jié)構(gòu)為例，分析其在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的實(shí)踐設(shè)計(jì)。自動(dòng)化控制系統(tǒng)內(nèi)，單片機(jī)同時(shí)承擔(dān)著不同的任務(wù)，按照?qǐng)?zhí)行任務(wù)的要求配置好單片機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，以便調(diào)節(jié)好各項(xiàng)任務(wù)的分配方式，促使自動(dòng)化控制系統(tǒng)處于平衡的運(yùn)行狀態(tài)。單片機(jī)結(jié)構(gòu)中采用的是μCLinux操作系統(tǒng)，該結(jié)構(gòu)系統(tǒng)按照單片機(jī)的實(shí)況劃分成主程序、中斷程序兩部分，主程序用于收集自動(dòng)化控制系統(tǒng)正常運(yùn)行情況下單片機(jī)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，中斷程序負(fù)責(zé)故障預(yù)警和診斷。單片機(jī)在自動(dòng)化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，設(shè)計(jì)了測(cè)控模塊、保護(hù)功能和人機(jī)交換功能，完善自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行，表明單片機(jī)的設(shè)計(jì)作用。例如：自動(dòng)化控制系統(tǒng)的人機(jī)交換模式，操作人員通過(guò)人機(jī)交換控制電機(jī)的自動(dòng)化運(yùn)行，單片機(jī)向人機(jī)界面中提供了電機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，如轉(zhuǎn)速、工況等，按照人工操作調(diào)整自動(dòng)化控制系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行，保障自動(dòng)化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。

2.2 控制設(shè)計(jì)

單片機(jī)在自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用中，為人機(jī)交互構(gòu)建了對(duì)話模式，用于控制自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的各項(xiàng)設(shè)備，同時(shí)推進(jìn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的智能化發(fā)展。本文以某電機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的嵌入式單片機(jī)為研究對(duì)象，探討單片機(jī)的控制設(shè)計(jì)。該案例中單片機(jī)的控制模塊是指LED及鍵盤結(jié)構(gòu)，鍵盤輸入的參數(shù)經(jīng)過(guò)全方位的掃描以后，把參數(shù)輸入到自動(dòng)化控制系統(tǒng)內(nèi)，保障電機(jī)運(yùn)行的安全性，預(yù)防安全事故。單片機(jī)通過(guò)接口器件接入到通用鍵盤中，顯示電機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的各項(xiàng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，保障自動(dòng)化控制系統(tǒng)在電機(jī)結(jié)構(gòu)中的可控性。

2.3 程序設(shè)計(jì)

單片機(jī)根據(jù)自動(dòng)控制系統(tǒng)的要求進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，利用程序設(shè)計(jì)控制電機(jī)的自動(dòng)化[2]。程序設(shè)計(jì)是單片機(jī)的核心內(nèi)容，采用中斷脈沖信號(hào)的方式設(shè)計(jì)單片機(jī)的程序，促使單片機(jī)可以詳細(xì)記錄自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，尤其是電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，防止電機(jī)偏離自動(dòng)控制系統(tǒng)中設(shè)定的參數(shù)。單片機(jī)程序設(shè)計(jì)中的中斷電機(jī)開(kāi)啟部位，完成了自動(dòng)控制系統(tǒng)的功能轉(zhuǎn)換，保障電機(jī)可以進(jìn)入到自動(dòng)化的運(yùn)行模式。單片機(jī)程序連接著自動(dòng)控制系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)接口，為工作轉(zhuǎn)臺(tái)提供了端口中斷的條件，由此單片機(jī)可以通過(guò)自動(dòng)化控制系統(tǒng)準(zhǔn)確的控制電機(jī)的啟停以及運(yùn)行速度，強(qiáng)調(diào)了單片機(jī)程序設(shè)計(jì)的智能化表現(xiàn)。

2.4 PC設(shè)計(jì)

PC是指上位機(jī)結(jié)構(gòu)，其為單片機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的重要部分。PC參與下的單片機(jī)設(shè)計(jì)，在自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中完成了人機(jī)對(duì)話操作，要求自動(dòng)控制系統(tǒng)根據(jù)操作人員的指令控制電機(jī)的具體運(yùn)行，全面把控電機(jī)的自動(dòng)化運(yùn)行。單片機(jī)PC結(jié)構(gòu)中發(fā)送的指令可以全部存儲(chǔ)到軟件系統(tǒng)內(nèi)，自動(dòng)控制系統(tǒng)中的控制指令沒(méi)有發(fā)生沖突就會(huì)存儲(chǔ)并執(zhí)行，如果有指令沖突的情況PC就會(huì)自動(dòng)中斷運(yùn)行，保護(hù)自動(dòng)化控制系統(tǒng)。單片機(jī)的PC設(shè)計(jì)采用的是USART模塊，配合軟件編寫(xiě)控制程序，常用的軟件是VB6.0，而且PC在單片機(jī)中的通信設(shè)計(jì)中運(yùn)用MSComm軟件創(chuàng)造了新型的通信模式，完善自動(dòng)控制系統(tǒng)的通信過(guò)程。

3 單片機(jī)在自動(dòng)控制系統(tǒng)中的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 微型化

微型化是單片機(jī)的主要發(fā)展方向，自動(dòng)控制系統(tǒng)中的單片機(jī)經(jīng)過(guò)一系列的改進(jìn)后實(shí)現(xiàn)微型化，致力于減輕單片機(jī)的重量，縮小單片機(jī)的體積，微型化發(fā)展與改進(jìn)中不能破壞單片機(jī)的功能，而且還要注重單片機(jī)的抗干擾與綠色化設(shè)計(jì)，降低單片機(jī)在自動(dòng)控制系統(tǒng)中的噪聲[3]。單片機(jī)微型化發(fā)展是其在自動(dòng)控制系統(tǒng)中應(yīng)用的必然趨勢(shì)，因?yàn)樽詣?dòng)控制系統(tǒng)要求單片機(jī)的性能穩(wěn)定，所以各項(xiàng)性能的精細(xì)化設(shè)計(jì)，推進(jìn)了單片機(jī)的微型化發(fā)展。單片機(jī)微型化發(fā)展中，一定要符合自動(dòng)控制系統(tǒng)的要求，更重要的是按照自動(dòng)控制系統(tǒng)的需求改進(jìn)單片機(jī)結(jié)構(gòu)，表明微型化單片機(jī)的運(yùn)用效益。

3.2 智能化

電機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)行中提出了智能化的要求，由此推進(jìn)了單片機(jī)的智能化發(fā)展。我國(guó)工業(yè)電機(jī)中，自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)單片機(jī)的應(yīng)用仍舊處于起步階段，為了確保單片機(jī)能更好的應(yīng)用到自動(dòng)控制系統(tǒng)內(nèi)，就要在單片機(jī)的發(fā)展中提出智能化的要求，積極改善單片機(jī)的運(yùn)行現(xiàn)狀，在原有自動(dòng)化的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)智能化的單片機(jī)操作。單片機(jī)的智能化發(fā)展，促使自動(dòng)控制系統(tǒng)在電機(jī)中具備自主控制的能力，逐步減少人力資源的投入量，同時(shí)也能緩解人力操作時(shí)的工作量，即使是無(wú)人操作的條件下，單片機(jī)作用下的自動(dòng)控制系統(tǒng)也能準(zhǔn)確的控制電機(jī)運(yùn)行。

3.3 市場(chǎng)化

自動(dòng)控制系統(tǒng)中選用的單片機(jī)，普遍為8位、16位和32位，單片機(jī)未來(lái)發(fā)展方面提出市場(chǎng)化的要求，從現(xiàn)有單片機(jī)的基礎(chǔ)上推出更多的種類，拓寬單片機(jī)在自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用類型。單片機(jī)的市場(chǎng)化發(fā)展，促使自動(dòng)控制系統(tǒng)適用于各行各業(yè)的電機(jī)結(jié)構(gòu)中，我國(guó)在單片機(jī)的研究中可以借鑒國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)，專門圍繞自動(dòng)控制系統(tǒng)展開(kāi)改進(jìn)設(shè)計(jì)，增加自動(dòng)控制系統(tǒng)中單片機(jī)的使用數(shù)量。

4 結(jié)語(yǔ)

電機(jī)自動(dòng)化控制領(lǐng)域內(nèi)，單片機(jī)在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中得到了有效的應(yīng)用，而且單片機(jī)具有良好的發(fā)展前景。單片機(jī)在電機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用中，注意改造和創(chuàng)新，完善單片機(jī)結(jié)構(gòu)的具備應(yīng)用，更重要的是確保單片機(jī)能夠準(zhǔn)確的嵌入到電機(jī)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)內(nèi)，提高電機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行水平。

參考文獻(xiàn)

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Abstract：Single chip microcomputer is the core of automatic control system design， microcontroller has programmable features， can be simple and rapid realization of automatic control. In this paper， the motor equipment as the research background， the application of single-chip microcomputer in the design of automatic control system.

Key Words：single chip microcomputer；automatic control system；designendprint