单片机技术在电气传动系统中的应用策略研究

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　　摘  要：当前科学技术的不断发展，单片机技术也正向成熟方向发展。文章对单片机进行概述，并对其种类和结构进行分析，其控制模块、寄存模块和运算模块构建了完整的操作体系，系统在运行过程中，对数据信息进行逻辑性运算，具有数据信息传输的稳定性和高效性。在电气传动系统中应用时，通过控制模块、软件算法模块和运算模块，提升电气传动系统的操控精度和工作效率。
　　关键词：单片机技术;电气传动系统;应用研究
　　中图分类号：TM921        文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）17-0168-02
　　Abstract： At present， with the continuous development of science and technology， single-chip microcomputer technology is also developing in a mature direction. In this paper， the single chip microcomputer is summarized， and its types and structures are analyzed. The complete operation system is constructed by its control module， storage module and operation module. In the process of operation， the system carries on logical operation to the data information. The utility model has the stability and high efficiency of data information transmission. In the application of electric drive system， the control accuracy and working efficiency of electric drive system are improved by control module， software algorithm module and operation module.
　　Keywords： single chip microcomputer technology; electric drive system; application research
　　引言
　　电气传动系统作为自动化控制行业的重要运行系统之一，在单片机技术的应用下，可有效提升电气传动系统的运行效率。单片机作为集成性元件，在系统内部的有效协作下，可使其对电气传动设备进行逻辑性操作，使设备具有自动化操作的功能，其系统内部算法的精确性，可使电气传动设备间进行协调工作。
　　1 单片机技术概述
　　1.1 单片机介绍
　　单片机作为电路芯片的一种，将电阻元器件、电容元器件、电感元器件、晶体管和线路有效的集成在一起，通过元器件和技术的集成使其具备强大中央处理能力。单片机集成电路包含CPU、RAM、ROM、I/O接口、驱动器等，可对数据信息进行读取与分析，通过内在转换器将数据信息进行转换，并执行相应的指令信息，完成对设备的操控。当前主流单片机一般包括中央处理器（CPU）、RAM（容量为4KB）、ROM（容量为128KB）、计数器（16位）、并行口（8位）、串口接口、模数转换器（ADC）、数模转换器（DAC）、串行外设接口（SPI）、信号编程处理器（ISP）等。单片机由于将电路进行集成，并通过引脚接口的方式对数据进行传输，具有高可靠性;内部构造简单、可实现模块化管理;具有高处理性，运算能力快;设备具有坚固性，适应能力强，且体积小，具有便捷携带性。
　　1.2 单片机分类
　　单片机以计算机技术为主，技术人员通过其不同应用环境，设计出不同型号满足当前工作需求。其一般可分为控制型、通用型和总线型，控制型依据领域分类，一般在工业场合进行应用时，其主要以控制范围和控制精度为主，需要强大的运行能力，并可对系统进行精确控制;当其运用在家电中时，其一般以外接口的集成度较高，通过接受指令，完成对设备的操控。通用型按照范围进行划分，将功能进行集成化，通过范围性控制对设备进行指令操控，当依据产品的特性进行制定相应的单片机时，其可称作专用型。总线型单片机通过内部系统提供并行总线，通过串口连接的方式，使内部系统对数据信息进行高效率传输，其内部一般设有控制总线、数据总线、地址总线，通过引脚的连接方式，对数据进行集中化处理，可提升系统的运行效率。
　　1.3 单片机结构
　　单片机系统依靠控制模块、寄存模块和运算模块实现运行。控制模块由指令译码器、数据程序计数器、时序发生器、指令操控器等构成，其在单片机系统中占据主导作用，对整个系统进行操控。控制模块可从设备存储器中将指令进行调离，并对其它指令进行位置指定，通过译码器对指令进行翻译，并对其进行控制，使指令具备预发生条件，当条件满足当前发生状态时，可控制数据在系统中传输的方向，使其可进入到逻辑性运行状态。
　　寄存模块是由地址计数器、数据存储器、累加器、地址存储器、指令存储器构成，地址计数器作为下一条指令的执行位置程序，当上一条指令进入地址计数器时，其计数器方向以下一条计数器为基准，并对其地址进行定位。数据储存器为数据输入或输出的存储机构，其可对运行中的指令进行储存，也可对输出字节进行保存。累加器作为单片机结构中的常开机构，其需对數据信息进行逻辑运算，并作出相应的指令，将运算得出的结果进行分析。地址存储器是将中央处理器的访问地址进行保存，其工作以持续性执行为主，因为单片机内存在读取时与中央处理器的读取速度存在差异，通过地址存储器将信息进行保存，可有效防止读取速率差异引起的数据丢失。指令存储器通过对数据存储器进行信息读取，并进行解码，二次核对其操作指令，保证数据信息传输的正确性。运算器作为逻辑性运算单元，通过两个8位并行口对数据信息进行算术运算，并对数据进行值量大小分析，将数据结果传输到寄存模块的累加器中，使数据进行下一步操作。 　　2 单片机技术在电气传动系统中的应用研究
　　2.1 控制模块
　　当前单片机的控制系统主要由主电路操控模块、接口型电路、控制型电路构成。主电路操控模块通过电源的供电，通过整流电路对电流进行传输，由于单片机内部电流承载能力较弱，需通过滤波电路对电流进行降频处理，直流电机控制电路（H桥）对电流进行控制传导。接口型电路对电流的信号进行传输，提升信号传输的精准性，其一般由专用存储器、寄存器组等组成，其是单片机的中央控制系统与外部设备进行信息传递的主要部件，通过对信号进行分类，使其具备相应的信号行为，并通过与计算机的系统总线进行连接，使信号可进行完整传递。其传输信号的方式一般分为并行传输模式和串行传输模式，以具信号传递类别，发出相应的指令，可使电气传动系统中的各部件进行协同工作的状态。在电气传动系统中，其显示设备和键盘之间，在进行数据信息传输时，以串行模式对数据进行一位一位的传输，可提升数据传输的精准性，同时可保证数据的逻辑性传输。以当前电气传动控制系统中常用的80C196MC为例，其在系统中进行工作时，通过系统内部的逆变控制功能，可实现扫频式零电压软启动模式，其可将直流电压进行最小化限制，减少初始电流、电压造成的冲击，使系统处于稳定的工作环境。中央控制芯片在运行过程中，使用16位连接方式，可增强系统的运算能力，且芯片内部设有两个相同的32K程序存储器，可对系统运行中产生的大量数据信息进行存储。
　　2.2 软件算法模块
　　电气传动系统的运行是对内部程序指令进行操作，在语言编程时对数据信息分类和提出节点信息为工作难点，由于系统的工作环境不同，汇编语言的类型可对系统进行指令操作。在进行汇编语言时，通过助记符可对系统指令码进行替代，以符号语言的运行方式，可有效提升其运行效率，汇编语言的工作方式是对数据进行运算，通过精度式浮点的处理方式，提升其运算精度。单片机在应用过程中，以PID算法较为常见，通过比例、积分和微分环节，可有效提升运算效率，使系统运行更具精准性。
　　当前电气传动系统对数据进行预算时，一般以浮点运算为主，因为计算机系统对运算数值的存储以整实数为主，通过32位处理器对数值进行运算时，其有符号整数范围-2^31～2^31-1，无符号整数范围0～2^32-1，可有效提升其数据处理范围。但由于电气传动设备的工作方式不同，其计算方法存在差异，转速调节模块在进行运算时，其设备运行的跟踪定位点由编码器来决定。设备对数据信号进行周期性采样，其内部控制系统将与存储器进行数据比对，当数据为整数时，缺少相应的小数数值时，导致系统内部运行精度降低，此时技术人员需对参数值进行调整，再对数据进行二次比对，已达到提升运行精度的目的。单片机的应用可减少系统运行中的代码转化率，通过对单片机进行系统的编程，以不同的型号来满足系统工作需求，可有效提升电气传动设备的工作效率。
　　2.3 文件模块
　　电气传动系统在运行过程中，将产生大量的数据信息，系统需对数据信息进行分类储存，使数据具备可查性，同时设备的运行方式和工作轨迹，也需要内部文件的支持，保证电气传动系统运行的合理性。通过对电气传动系统运行的方式，对单片机进行功能性选择，双端口储存器作为一款具有高工作效率、高容量的运算元器件，可为设备内部的中央处理模块提供多途径处理数据信息的方式。双端口存储器采取并行通讯模式，在中央处理模块与主存储模块之间设置缓冲式存储器，其SRAM技术、Cache存储载体、地址转换、数据替换，可对数据进行高速处理。双端口存储器具有读写控制，在BUSY设置下，通过内部控制器可对系统进行逻辑性操作，其具有接口闭合性，当一个接口进行指令操作时，其它接口将停止运行状态。在电气传动系统中进行操作时，对内部文件可进行分类处理，提升系统运行的逻辑性。
　　3 结束语
　　综上所述，文章对单片机进行介绍，对其内部结构进行分析，通过集成式芯片可对数据信息进行稳定性传输，其算法的优化可为系统提供精确化操作。单片机技术在电气传动系统中应用时，通过控制模块、软件算法模块和文件模块构建的逻辑性操控体系，可对电气传动设备进行优化，提升电气传动设备的工作效率。期望在未来发展过程中，技术人员通过对电气传动系统的不断优化，使单片机技术得到广泛应用，提升其使用价值。
　　参考文献：
　　[1]张国名.单片机技术在电气传动控制系统中的应用分析[J].中外企业家，2018（29）：151.
　　[2]陳旭.单片机技术在电气传动控制系统中的应用探讨[J].电子世界，2018（16）：70+72.
　　[3]茅阳.单片机技术在电气传动控制系统中的应用与研究[J].中国高新区，2018（01）：24.
　　[4]马建挺.单片机技术在电气传动控制系统中的应用与研究[J].质量探索，2016，13（03）：39+38.
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