单片机技术在电气传动控制系统中的应用与研究

马建挺

湄洲湾职业技术学校，福建 莆田 351254

单片机技术在电气传动控制系统中的应用与研究

马建挺

湄洲湾职业技术学校，福建 莆田 351254

随着科技的进步，自动化技术飞速发展，电气传动控制系统也有了质的飞跃，电气传动系统中单片机技术得到很广泛的应用，本文通过研究单片机技术的发展历程和电气传动控制系统，探索单片机技术在电器传动系统中的应用，并顺应时代发展，讨论信息化时代下的电器传动系统的控制。同时，从控制系统、软件程序开发、算法改进、系统头文件等方面研究单片机几乎在电气传动系统中的应用。

单片机技术、电器传动控制、信息化、系统

顺应时代发展的发展，自电气传动控制系统的概念出现，我国电气传动控制系统得到很大的提升，它的研究应用领域非常广泛，但其传统的电气设备在使用过程中可靠性差，寿命低，自单片机问世以来，以强大的价格优势和功能得到广泛的应用，单片机在办公自动化、电子领域、电气设备等各个领域都有广泛的涉及，其中单片机技术在电气传动系统中的应用使得电器传动系统操作更加简便，保证系统的稳定安全运行。

1 单片机技术在电气传动控制系统中的应用于研究

1.1 单片机技术概述

单片机是一种集成电路芯片 ，它采用超大规模的集成电路技术把中央处理器、读写内存、只读内存、计时器、计算机器等计算机系统的主要部件集成到一块硅片构成的微型计算机系统，具备微型计算机的组成结构和主要功能，满足多个控制领域的应用需求。

单片机主要由运算器、控制器、主要寄存器组成，运算器可执行各种算术运算和逻辑运算，并进行逻辑测试，运算器执行的全部操作都是由控制器发出的控制信号指挥的，一个算术操作产生一个运算结果，一个逻辑操作产生一个判决；

控制器主要是从内存中取出一条指令并对指令进行译码和测试，产生相应操作控制信号，指挥并控制CPU、内存和输入输出设备之间数据流动的方向；CPU向存储器存数据或从内存读出指令时，同样使用到地址寄存器和数据寄存器。而根据单片机的功能分为两种基本结构：peinceton 结构和harvard结构，前者的数据储存和程序储存共用一个存储空间，后者的数据存储和程序存储的存储空间是分开的，由于单片机的控制功能为主要功能，目前单片机一般采用harvard结构形式。

单片机功能强大，运行方便，有很强的价格优势，应用领域范围广，在通讯、交通、智能控制、办公自动化、电气设备等领域都使用单片机技术，且单片机技术在抗干扰、环境适应等方面具有很大优势，单片机技术还可用于对供暖电气控制、煤矿电气化的温度、化学成分等各种指标进行 测量和实时控制。

1.2 单片机技术发展

单片机技术的发展已经走过了20年，20年内单片机技术的发展以微处理器技术和集成电路为主，随着半导体技术的发展，微处理器的更新速度逐渐加快。长期以来，单片机技术的发展主要以8位机为主，随着网络技术的发展，32位机也受到很大的重视，同时，单片机的寿命也越来越长，单片机的速度也越来越快，为提高单片机的抗干扰能力，8051单片机兼容改善的内部时序，提高时钟频率，加快单片机的运算速度，其中68HC08单片机使用4.9M外部振荡器，内部时速达到32M；超大规模集成电路技术由3发展到1.5、1.2、0.8、0.5、0.35，全静态设计使时钟频率改变，降低功率耗能。

单片机的选择范围很广，其中进入中国市场的单片机像Motorola单片机是世界上最大的单片机厂商制造，其新产品多、选择余地大；Microchip单片机是市场份额增长最快的单片机主要是16C系列8位单片机；Scenix单片机的I/O模块具有新意；NEC单片机自成体系，以8位单片机78K系列产量最高；Epson单片机LCD驱动部分比较强，低电压、低耗能；8051类单片机是由Intel公司推出的世界上用量最大的单片之一；Zilog采用多累加器结构，有较强的中断处理能力。

1.3 信息化时代下的电气控制系统

电气传动是指利用电动机将电能转化为机械能，带动各种生产机械及生活需要的物品，旨在以机械能代替劳动力，由于电动机的电机效率高，运转经济，且电能的传输和分配比较方便，容易控制，电气传动的发展迅速，现已成为绝大多数机器的传动方式 ，成为工业化的重要基础。

在信息化浪潮中，信息化技术带动先进生产力的发展，目前，许多先进工业国家都在进行由工业化向信息化时代迈进，其

▲▲信息产业具有雄厚的基础，电气传动是工业化的重要基础，信息化浪潮下，数字控制和数据通信成为电气传动控制的主要手段，可控交流 电气传动逐步取代直流传动，电气传动技术必须在信息技术的推动下向前发展，才能真正成为以信息化带动工业化的关键环节。

1.4 单片机技术在电器传动系统中的应用

（1）软件系统的应用

汇编语言中的数据处理是单精度的浮点运算直接支持的，是汇编语言的难点和重点，随着单片机开发的难度增加，对算法的精确度有了更高的要求，目前大量的C语言程序作为单片机算法的依据，不太需要开发研究，在实时响应的场合，开发人员首先考虑执行速度，并用汇编代码实现单片技术，会变模板与C语言模块模版经常发生相互调度，在未涉及参数传递的情况下，在程序中嵌入ASM（....）伪指令，实现 两者之间的相互转换；在设计参数传递的情况下，在源代码中加入目的汇编程序，在所有程序编译链接完成后，核对M96和M51文件进行修改。

（2）算法的改进

在转速和电流环的计算中，一般仅考虑转速调节器的情况，转速的跟踪精度取决于转速编码器的精度，在可获得时间T内取一个较小的时间间隔时，可用时间T内获得的PL作为转速值，以时间T作为速度环控制回路采样周期，在调试过程程中，先用浮点数定下P和I的参数值，再用C96给予整形变量，提高了运算的速度，同时也使得运算代码更精确，在实际编程中得到验证。

（3）系统头文件的应用

系统文件是个端口、各功能寄存器对应的物理地址，只有精通定制所有单片机的系统头文件才能准确发挥各单片机的功能，在单片机型号改变时，通过转换头文件实现程序移植，达到快速开发和移植的目的。

2 总结

单片机技术在电气传动控制系统中的应用实现了不同的电路控制要求，使控制线路更加精确可靠，未来技术发展中，单片机趋向更高的应用水平、更多的集成部件、更强大的功能发展，其发展领域更多的应用于工业、电子等多方面领域。

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[1]黄定华,孙炳达. 单片机技术在电气传动控制系统中的应用与研究[J]. 自动化与仪器仪表,2002,01：41-44+40.

[2]赖远能. 浅谈单片机技术在电气传动系统的应用[J]. 中国新技术新产品,2012,20：141.

[3]黄定华,孙炳达. 单片机技术在电气传动控制系统中的应用与研究[J]. 自动化博览,2001,02：10-12.

[4]王文军. 单片机技术在电气传动系统的应用[J]. 数字技术与应用,2013,12：6.