尚敏娟

（榆林學(xué)院能源工程學(xué)院，陜西榆林，719000）

0 引言

單片機(jī)技術(shù)屬于自動(dòng)控制技術(shù)的一種，通過微處理芯片與外圍電路的配合，能夠?qū)崿F(xiàn)對擴(kuò)展模塊的控制。當(dāng)然，這些功能的實(shí)現(xiàn)離不開軟件系統(tǒng)的搭建，通過單片機(jī)硬件與軟件系統(tǒng)的有效配合，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化甚至智能化的控制效果。隨著單片機(jī)技術(shù)的不斷成熟，其應(yīng)用領(lǐng)域也再進(jìn)一步擴(kuò)大。而電氣傳動(dòng)裝置的控制系統(tǒng)，也可以通過單片機(jī)技術(shù)進(jìn)行搭建，利用這種技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的有效監(jiān)控，對于提升設(shè)備的工作效率有著重要的意義。在自動(dòng)化發(fā)展的過程中，單片機(jī)作為邏輯運(yùn)算和控制中樞的作用越來越明顯，為了能夠進(jìn)一步提升設(shè)備運(yùn)行的效率，一些高性能的單片機(jī)也逐漸被研發(fā)出來，其運(yùn)算速度更快，兼容性更強(qiáng)，可擴(kuò)展內(nèi)容更加豐富，對于電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)的提升也會有更好的效果。

1 單片機(jī)技術(shù)在電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)中的優(yōu)勢

單片機(jī)是微處理器的一種，日常生活中常見的電腦、手機(jī)等設(shè)備中使用的便是一種功能更加強(qiáng)大的單片機(jī)。單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展，給工業(yè)自動(dòng)化進(jìn)一步突破提供了契機(jī)，也給控制領(lǐng)域提供了更多的選擇。將單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用在電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)中，其優(yōu)勢主要有以下幾個(gè)方面：

（1）簡單方便，易于普及。單片機(jī)作為一種硬件設(shè)備，其內(nèi)部構(gòu)造較為復(fù)雜。但是在使用的過程中，這種技術(shù)卻更加的方便和容易掌握。通過簡單的學(xué)習(xí)就能夠?qū)崿F(xiàn)對軟件系統(tǒng)的編程和硬件設(shè)備的擴(kuò)展。

（2）成本較低，體積較小。在傳統(tǒng)的工業(yè)過程控制中，往往會選擇可編程邏輯控制器，但是這種控制設(shè)備一般體積較大，占用空間，同時(shí)成本非常高，通常應(yīng)用在重要的控制系統(tǒng)上。而單片機(jī)體積較小，但是能夠?qū)崿F(xiàn)更加廣泛的外圍擴(kuò)展能力。并且，在使用的過程中，作為微處理器設(shè)備，其功耗更低，有利于節(jié)能降耗，提升效率。

（3）技術(shù)發(fā)展迅速。單片機(jī)最早出現(xiàn)在上世紀(jì)九十年代，最初的產(chǎn)片能夠?qū)崿F(xiàn)簡單的控制能力，并且處理速度較低。但是經(jīng)過二十多年的發(fā)展，單片機(jī)已經(jīng)從之前的4位機(jī)、8位機(jī)發(fā)展到了如今的18位和32位設(shè)備。其運(yùn)算效率更高，可處理更加復(fù)雜的邏輯關(guān)系，外圍擴(kuò)展能力和兼容性也更好。

這些技術(shù)對于電氣傳動(dòng)控制效率的提升有著重要的幫助作用，能夠不斷推動(dòng)電氣傳動(dòng)設(shè)備的運(yùn)行效率提升。

2 單片機(jī)在電氣傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 單片機(jī)控制器的處理流程

單片機(jī)控制系統(tǒng)往往需要依靠外圍設(shè)備的輸入信號，根據(jù)程序中的設(shè)定邏輯進(jìn)行控制。單片機(jī)各引腳都會對應(yīng)相應(yīng)的功能，有些引腳負(fù)責(zé)保障單片機(jī)的基本運(yùn)行，為單片機(jī)供電。而有些引腳專門收集外圍傳感器的反饋信號，通過對反饋信號的分析處理，執(zhí)行邏輯控制。而在執(zhí)行的過程中同樣是通過控制單片機(jī)輸出引腳的導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備運(yùn)行的控制。

2.2 單片機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用

（1）單片機(jī)硬件系統(tǒng)

單片機(jī)控制系統(tǒng)一般包括控制電路、主電路和接口電路。在電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)當(dāng)中應(yīng)用主電路控制模塊,通過電源進(jìn)行供電,可以完成電流資源的有效傳輸。然而就單片機(jī)系統(tǒng)來說,自身不能保證電流傳輸有效性,這就需要對電流進(jìn)行降頻操作,再控制傳導(dǎo),通過此種方式,可以在一定程度上保證電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)電流傳輸?shù)陌踩⒎€(wěn)定性。當(dāng)電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)工作的時(shí)候,設(shè)備和鍵盤可以通過輸入輸出設(shè)備顯示出來,在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中,通過串行模式進(jìn)行傳送,從而保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。此?在電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)中應(yīng)用到接口型電路,通過對信號進(jìn)行并行傳輸或者串行傳輸,可以實(shí)現(xiàn)對應(yīng)指令的正確傳遞,保證電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)當(dāng)中的協(xié)調(diào)運(yùn)作。另外,根據(jù)電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)內(nèi)部的逆變控制功能,可以限制直流電壓以及初始電流,從而使系統(tǒng)能夠在一個(gè)相對安全、穩(wěn)定的環(huán)境中運(yùn)行。

（2）單片機(jī)軟件系統(tǒng)

單片機(jī)硬件系統(tǒng)能夠保證其基本的工作狀態(tài)，但是只有硬件系統(tǒng)無法催動(dòng)其工作，在實(shí)際的應(yīng)用過程中，必須依靠相應(yīng)的軟件系統(tǒng)來規(guī)定其運(yùn)行過程。單片機(jī)軟件系統(tǒng)中主要有查詢、中斷、定時(shí)等模塊。在主程序中設(shè)定單片機(jī)的運(yùn)行流程，在流程中需要進(jìn)行優(yōu)先處理的要設(shè)置程序的優(yōu)先級，這一功能一般通過中斷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。而單片機(jī)控制系統(tǒng)執(zhí)行的過程便是通過各級子程序?qū)崿F(xiàn)的。在子程序中對設(shè)備運(yùn)行的狀況進(jìn)行規(guī)定和限制，在主程序中對這些模塊進(jìn)行調(diào)用，就能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的工作運(yùn)行。隨著現(xiàn)在智能算法和技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的控制算法也應(yīng)用在了單片機(jī)控制系統(tǒng)中。比如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、模糊控制算法等，這些算法利用自身的學(xué)習(xí)和模糊處理能力，能夠進(jìn)一步提升單片機(jī)控制系統(tǒng)的性能。

比如在煤炭采掘工作中，由于地下煤層并不是始終保持不變的，而是呈上下起伏的形式存在。因此，在實(shí)際的采掘過程中，采煤機(jī)也不可能始終保持同一開采高度進(jìn)行采掘，要根據(jù)煤層的實(shí)際情況進(jìn)行不斷的調(diào)整，從而滿足不同分布與不同厚度的煤層采掘需要。然而，在傳統(tǒng)的機(jī)械化煤炭采掘作業(yè)中，采煤機(jī)的靈活性較差。而單片機(jī)的使用，可以有效的實(shí)現(xiàn)對傳動(dòng)采煤機(jī)的改造，使其在靈活性與操控性方面都有了較大的改善與提高，從而滿足煤炭采掘作業(yè)的實(shí)際需要，實(shí)現(xiàn)了采煤機(jī)采掘高度的可控性調(diào)節(jié)。

圖1 采煤機(jī)調(diào)高系統(tǒng)擴(kuò)展圖

3 結(jié)束語

隨著電氣化時(shí)代的不斷發(fā)展，如何提升設(shè)備運(yùn)行的效率、精確度和穩(wěn)定性，降低設(shè)備的能耗成為了人們不斷關(guān)注的焦點(diǎn)。單片機(jī)技術(shù)作為一種新的控制技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)龐雜的控制邏輯計(jì)算，對周圍的擴(kuò)展設(shè)備進(jìn)行精確控制。并且作為一種微處理器設(shè)備，其運(yùn)行過程中能夠擁有更低的功耗，這對于提升工作效率，降低運(yùn)行成本有著重要的作用。在單片機(jī)運(yùn)行過程中，注重軟件與硬件系統(tǒng)的協(xié)作配合，實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的高效運(yùn)行，也成為該技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的方向。