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摘 要： 在自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，單片機(jī)占據(jù)核心地位，由于單片機(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。下面文章就是以電機(jī)設(shè)備為研究背景，分析單片機(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) 隨著我國(guó)工業(yè)事業(yè)的發(fā)展，自動(dòng)控
在自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，單片機(jī)占據(jù)核心地位，由于單片機(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。下面文章就是以電機(jī)設(shè)備為研究背景，分析單片機(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)
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(pán)結(jié)構(gòu)，鍵盤(pán)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(pán)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(lèi)，拓寬單片機(jī)在自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用類(lèi)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(zhuān)門(mén)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。
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