电子电工中单片机技术的应用研究

王芳

（江苏省丰县中等专业学校，江苏徐州，221700）

1 单片机在电气传动控制系统应用

1.1 电气传动控制系统实现

单片机技术优势若想充分发挥，在电气传动控制中应用速度链控制方法，对特殊点配置负荷分配系统，根据企业生产要求，对生产部件接触交互时间进行控制，合理分配控制负荷。在电气传动控制系统中，为达到基本的生产要求，保持传动点张力稳定，两点速度比相同，系统运行中，受到电气、机械等因素影响，速度链系统运行中易发生数据精确度问题，应当对单片机生产过程进行完善。先设置基础点，每级速度上微调，构成链式结构，最终形成速度链。在单片机的功能下，利用数字化速度链，先对传动点编号，编号与变频器内部地质保持一致，将电气传动控制系统作为基本节点，速度链配置主节点，对工作机的运行速度进行调整，随后对其他功能点进行调整，保证整个系统的生产功能。

1.2 在算法优化中的应用

经生产实践显示，单片机技术在电气传动系统应用具有强大的功能。通过浮点运算模式完成系统控制，但运算过程中也可能发生异常，比如，电气传动控制系统转速调节器运行数据为整数，对设备进行跟踪，进度与编码器相关，明确周期后，对比寄存器及控制器参数，会认识到关键性数据均是整数，为有效控制转速调节器，工作人员应当对参数进行调整。在单片机技术应用中，能直接将其中的代码计算过程省略，根据数据结果进行精确性计算。单片机算法在优化过程中，为保证电气传动控制系统稳定性，应当对各种输入量进行计算，根据生产要求实现控制目标。在输入数据处理中，根据单片机采样周期，将1ms-100ms作为采样周期，利用复合滤波方法进行计算，若采样次数为N，在计算中，先排列采样次数N，将最大值及最小值去掉，对剩余数值进行计算，最终获得平均值。显示工程量过程中，先对滤波进行处理，采样值范围在0-FFH，以十六进制数计算。针对电气传动控制系统的要求，应当对元件工程量进行监督，使其处于稳定范围，计算机测量下限，观察标度变化，关系如下：

该公式中，NX代表采样数字的数字量；Nm则是A/D变换量中的限度值。Am是传感器上限值；A0是下限值；Ax代表实际测量数值。单片机算法优化后，通过Ax将特定数值传输，与设定值进行对比，获得其中的差值，进一步提升数据计算精度。单片机在特定的时间限度内，选择对应的时间间隔，根据时间控制方法对采样周期进行计算，有利于提升数据运算精度，满足电气传动系统的控制要求。

2 单片机在智能窗帘系统的应用

2.1 系统设计

智能家居系统包括传感器及处理器，每个项目具有对应的功能，在相互协作中完成系统设计。传感器应当满足智能家居系统控制范围，具有安全性及可靠性。使用STM32单片机，对处理器数据进行读取，使单片机与智能窗帘建立联系，功率消耗较低。处理器对数据进行读取后，利用模块传输数据，在显示器上呈现，观察智能控制结果。在通讯模块上，使用无线网络技术，节省繁琐的布线外，也能节省人力及物力，系统运行的安全性更高，选择ZigBee无线网络技术，将数据传输到终端后，通过协调器启动，使用路由器拓扑，在单片机上显示窗帘。

2.2 传感器

传感器选择进口高集成增强型单总线数字传感器，具有较强的抗干扰能力及精度，经过老化筛查后，使用金属密封套管进行保护，定标后投入使用。传感器连接单片机，外部硬件电路数量减少，操作系统更为便捷，整体价格较为低廉。高集成度传感器作为单总线窗帘控制器，与处理器连接后，可实现双向通信，且只需要一个接口。传感器抗干扰能力加强，使用较为便捷，在特殊环境下对窗帘进行测量，成本较为低廉，性价比较高。

2.3 处理器

STM32单片机作为处理器，具有低功耗、端口电流小、较强的功能，STM32与传感器连接较为畅通。微控制器STM32具有较低的电压及功耗。具有较高的精度，其中具有12位ADC，与传感器连接后，无需使用其他转换器。具有大量的储存空间，有利于满足大量程序及数据的控制要求，具备6kb Rom及2kB RAM储存区，具有双向通道通信口，可完成计算机同步通信。程序调试中下载仿真器，通过软件对单片机程序进行控制，从而观察程序的运行状态。

2.4 电池电压测量程序

在智能窗帘设计中，往往需要人工进行检查，设置电池、电压供电测试装置，一旦发生异常，人们可以进行检修及处理，见图1。

图1 控制流程

设置变换器后，电压发生变动数据随之更改，若无法满足实时性要求，数值会发生异动，对供电系统进行稳定控制。供电系统检测中，应当积极设置固定值，参考值比电源电压值高，保证供电稳定性。在流程设置后，获得电压数据，在对比及参考中获得异常值。供电系统具有经济性能，保证数据处理效率的同时，也能改变设计中的功耗部分，达到最大功率控制目标，在单片机工作状态中，窗帘较为稳定，变化也较为迟缓，送电器适当启停，从而减少不必要的功耗。

3 单片机在智能火灾报警系统的应用

3.1 系统架构

在智能火灾报警系统设计中，设置火灾报警控制器及多种探测器等，见图2。

图2 系统架构

在系统架构中，室内火灾产生气体及温度、烟雾颗粒后，信号通过传感器传播，传感器检测各项数据，经过数据转换后变为电信号，传输到火灾报警控制器中，完成数据集中处理，完成火灾报警。火灾探测中的核心是STC15L2K32单片机，将探测到的数据信息自单片机中接收，数据融合后利用智能算法进行计算，可自动发出报警信号及预警信号，将报警信号传递给用户手机，火警方位信息同步显示，获得准确的火灾报警信息的人员及时进行灭火处理。

3.2 单片机应用

使用STC15L2K32单片机，该单片机作为A/D转换单片机，有利于检测火灾模块，具有低成本及高可靠性的特点，处理数据的速度快，具有较强的抗干扰能力。单片机包括重装载定时器及程序及数据储存器、8高速A/D转换器、中央处理器及看门狗等，使用R/C振荡时钟作为基本的重装载定时器，其中含有唤醒定时器，I/O口中包括2组高速异步串行口及1组同步串行通信端口。单片机包括外部数据总线及数据指针、8通道及8级复位门槛电压，含有空闲、低速、掉电三种功耗模式，其中的定时器具有PWM功能及串口功能、时钟输出功能，满足火灾报警系统需求后，定时器根据单片机完成定时工作目标。

3.3 系统实现

在智能火灾报警系统实现中，应当自单片机技术入手，通过模块化设计对系统核心部件处理，火灾报警控制器与火灾探测模块相互连通，将接收到的模块发送信息后进行处理，完成火灾检测与识别，见图3。

图3 火灾报警器控制图

火灾报警器具有人机交互功能及报警控制功能，有利于高质量完成火灾报警控制，在智能火灾报警系统电源电压设置中，包括12V、5V及3.3V，电源系统负责各个部分稳定运行。为达到火灾报警控制要求，系统多项任务依托较短响应时间，系统程序文件及代码储存由储存器管理。在液晶显示电路上，系统控制模块完成人机交互，传感器采集数据、探测模块发送数据，及时完成状态报警。用户设置高效信息，对系统参数进行查看，布置报警信息及用户信息，报警模块包括短信及语音两种，其中含有GSM模块及语音警报模块，一旦发生火灾及时提醒用户。