单机片的发展趋势及其在设备自动化系统改造中的应用

2016-06-30长春汽车工业高等专科学校电气工程学院长春130013

山东工业技术 2016年13期

李洋（长春汽车工业高等专科学校电气工程学院，长春 130013）

李洋
（长春汽车工业高等专科学校电气工程学院，长春 130013）

摘要：单片机是计算机中重要的组成部分，如果计算机中缺少单片机，计算机所有系统功能都无法正常使用。主要是因为，单片机中包含中央处理器、储存器等各种部件，它通过将这些部件的功能集中在一起，进而维持计算机正常的运行。可以说，计算机构成无法离开单片机。另外，由于单片机的种类较多，所以，制作公司要展现单片机独特的性能，为单片机提供一个广阔的发展天地。

关键词：单机片；发展趋势；自动化系统改造

0　前言

从单片机的性质分析，单片机的重量轻，体积小，易于使用，价格较适宜。并且具有较好抗干扰性，因而，十分适用于工业中。此外，单片机适应能力较强，同时具有CPU的功能，这样可以为计算机提供安全的保障性能。而在存储方面，虽然单片机储存量较小，但却可以进行外部扩展容量，使容量变得更大，所以，单片机完全不会影响计算机的运行速度。而更重要的是单片机十分符合工业的需求。

1　单片机的发展趋势

1.1微型单片化

普通的单片机是由中央处理器（CPU）、随机存取数据存储（RAM）、只读程序存储器（ROM）、并行和串行通信接口，中断系统、定时电路、时钟电路构成的一种芯片，而增强型的单片机则是加入了A/D 转换器、PMW（脉宽调制电路）、WDT（看门狗）这些功能，而且部分单片机还与 LCD（液晶）驱动电路结合在一起，这样，单机片的形式和功能就越来越多。

1.2主流与多品种共存

当前，单机片的种类繁多，但最为常用则是以 80C51 为核心的单机片，这种类型的单机片兼容其结构和指令系统的有 PHILIPS 公司的产品，ATMEL公司的产品和中国台湾的Winbond系列单片机。因此，这种类型的单机片被中国广泛使用。但其他品牌的单机片也得到相应的应用。主流的单机片与其它品牌的单机片共同存在与一个市场中，它们互相促进，相辅相成，从而共同发展。

1.3大容量、高性能

传统的单片机内的ROM为 1KB～4KB，RAM 为 64～128B。但如果遇到复杂的场合，传统的电机片时无法发挥作用的，只有让单机片不断的对外扩大容量，才能满足复杂场合的需求在需要复杂控制的场合，这也就是说明，单片机在改造的过程中，必须要加大储存功能，进而确保单机片具有容量、高性能的特征。另外，在改变单机片的过程中，要合理的转变CPU 的性能，提升指令运算的速度，让系统控制具有良好的可靠性。

1.4串行扩展技术

以往，由于人们并没有对单片机进行改造，普通的单片机经过三总线结构扩展外围器件成为单片机应用的主流结构。而由于低价位OTP的发展，不同类型的特殊存储器也在不断的扩展，再加上围接口融入都单机片中，进而促进了单机片结构的发展。尤其是 I2C、SPI加入单机片后，单机片的技术得到扩展。

2　单机片在设备自动化系统改造中的应用

2.180C51 单片机

（1）80C51 单片机的特点。80C51单机片从外形上观察，具有体积较小，结构简单，重量较轻的特点，而且价格和价值分析，80C51单机片的价位合理，耗电量少，电源单一、具有较强的抗干扰能力和可靠性。其次，虽然80C51单机片储存容量较小，但却灵活性较好，可以扩展内存。

（2）80C51 单片机组成部分。80C51 单片机属于普通类型的单机片，其结构体系较为简单。80C51单机片的组成部分通常是由CPU系统、CPU外围单元、基本功能单元等集合在一起，每个组成部分都是由一条线连接而成的。作为80C51 单片机重要的组成部分，同时，也是80C51单机片的核心，CPU系统起着关键性的作用，另外，CPU外围单元是影响CPU系统运行的因素，但它却是单机片中最小的组成部分，在CPU系统中，基础的运行功能都是为了满足单机片运行的需要，而构成的外围电路，只有不断的完善这些功能，电机片才能发挥它强大的效果。

2.2单片机控制要求

在生产和运用电机片的过程中，生产厂家要合理的控制单机片的运行系统，确保单机片在工作的过程中能正常的运行，并能依照系统程序运作，进而储蓄重要的信息，并起到输送信息的功能。对于单机片的生产，生产厂家应首先应确定单机片指定的位置，冲头下冲，完成第一个孔的冲制，然后，检测冲制机十分合理，依次循环，进行下一个单机片孔的冲制，直到完成全部孔的冲制，在回到原点，更换制作单机片的板材，再展开生产制作。

2.3系统组成

（1）控制系统。对于单机片控制系统的要求较低，在设计单机片的控制系统时，要进行冲床系统控制，由于单机片时通过CPU系统和控制系统两部分组成，因此，在组装控制系统时，要先完成单机片外部组成部分，使冲头处于下限的状态，这样，就可以确保单机片系统在工作的过程中正常运行，并能与板材保持一定的距离。

（2）进给机构。作为单机片输送、处理信息的构成部分，进给机构在单机片中具有重要的作用。因此，生产厂家要充分的了解进给机构的性质和组成部分，在进给机构中驱动电机是其关键的部分。这主要是因为驱动电机采用步进电机或伺服电机，步进电机可采用BF反应式步进电机，伺服电机可采用交流伺服电机。这样就可以减小单机片与其他部分的之间的摩擦。而且，在进给机构的控制系统下，在生产单机片时，可以准确的确定单机片的位置，从而有效的完成X、Y两个方向的进给。