单片机电气传动及控制系统的设计研究

向洮 张建雷

摘要：伴随计算机先进技术的高速发展，社会各领域中单片机技术已得到广泛应用，特别是在电气传动控制系统中有着更重要的作用。这种技术能够通过简化转动控制系统内部的设备操作，借此提升电气计算机系统工作的效率，并可从整体上改善整个系统的运行质量。为此，本文从单片机技术的概述出发，对其在电气传动控制系统中的作用与应用，据此进行了初步设计，并展开了详细的论述与研究。

关键词：单片机；电气传动；控制系统；设计研究

1 绪论

随着新型电子计算机技术的快速发展，使得传统强电电器、功能简单的电气设备逐步开始向更先进的方式转变，强弱电结合且具有数字化功能的微型电气控制系统得到了应用。在许多场合，更多的单片机产品替代了电气控制产品，这种新出现的产品主要隶属于存储程序控制的单片机。其功能能够通过人的指令来实现，而设施设备可以较好地折叠、转变与替换。因此在电气控制系统下的单片机可以随时应用，而不必重新进行优化、线路设计，能够极大地提升产品的订单与工作效率。目前，传统电气设备的各种控制信号，需要转换到匹配的数字信号，用户设备需要输入到设备的各类信号，如操作、开关、行程等具体的操作。这种操作，可以更实际、方便控制系统的应用。

在具体的设计过程中，单片机输出端口受制于驱动能力的局限，一般需要专用的接口芯片。这种输出因为电气控制系统的不同而有各自差异，但基本可以满足电流、开关、电压的要求，更能够适应隔离抗干扰的能力。目前在讨论单片机输出端到功率端口的实现方法中，还有待于更好的升级。通过上位机软件的设置，对各房间的情况进行实时监控和调节，进而实现电气控制系统的更多功能。通过上位机软件的设置对整个系统的控制，实现节能环保的目标，而且合理的控制空调的温度和房间环境对人的健康十分重要，可以有效的减少“空调病”的产生，经济效益十分良好。

2 单片机技术与电气控制技术概述

所谓的单片机技术，主要借助高集成的电路将CPU、ROM、RAM与输出电路共同组合放到芯片上面。虽然仅仅比较简单的一个芯片，但却有着巨大的功能，与当前的计算机、移动端都能相媲美，可以满足多元化的实际需要。从存储结构、数据存储技术等方面来观察单片机，其结构可分为两种，即Princeton与Harvard。一种是作为数据存储功能来使用，能够充分利用芯片的效能；另一种则是将存储与运存分开，能够让人们充分体验更快捷的服务。换言之，自单片机问世以来，其巨大的使用功能吸引了更多的人们关注。尤其是涉及通信、交通、办公自动化等行业，都存在着单片机的身影。目前来看，电气传统控制技术应用范围也比较广泛，主要原理是利用电动机传动装置的控制功能，从而在实际的生产过程中能够简化人工手续，提升工作效率。作为当前工业生产自动化技术中最基本的技术，电气控制系统主要借助以CPU为核心的网络化系统，深度融合了微电子技术、网络技术，以及自动化技术，并利用大数据技术实现更全面的功能。

3 电气传动控制系统中单片机技术的设计

3.1 单片机技术的引用与设计

单片机在生产实践中的应用逐步推广开来，并促进了电动传动控制系统的更好的发展。如此，使得其功能趋向多元化，并且它的性能也更加多元，促进了整个系统设备结构的复杂。而在这种环境引入单片机，能够有效提高生产率与劳动强度，降低了生产成本、进而减少能源的消耗。但同时，如果电气传动系统出现故障，就需要更强劲的手段来监控，以此减少伤亡事故。为此，本文设计了单片机的应用。具体构造如下：在控制电路方面，是由单片机系统电路、显示器与键盘三部分构成；而在接口电路方面，采用技术负责控制电路上信号的传递。在主电路方面，是由滤波器、整流器与模块构成H桥，以及IPM Intelligent Power Module几部分构成。同时，显示器与键盘构成了该系统的上位机，可自主控制显示部分，且两者间相关数据的传递则是借助串行总线来完成。此外，多选用的是16位系统总线，以切实提升系统的总吞吐能力，操作更为便捷。

3.2 实验结果分析

目前，在所引用的电气传动控制系统环境下，多数依靠人的经验来判断设备或是装置，所采用的仪器来测量电压、电流，据此判断是否能够正常运行。在一些复杂的环境下，多数借助数学模型并采用线辨识方式进行辨别故障。而在当前这个时代，通过引用单片机技术，能够在电气控制系统中得到有效应用，使得系统内部的每一个小部件都能通过计算机了解，从而为检修带来更便利的优势。如果需要构建数学模型，就要依据电气传动控制系统结构。但当设备出现问题的时候，对系统也会造成一定影响。为此，单片机如能在电动传动控制系统中得到较好的应用，不断提升工作效率的时候，能够进一步提升对监控的相应要求。此外，只有凸显了小型计算机的功能，使之可以实现对数据的科学处理，增加监控的有效性。

4 结语

综合来说，在电气传动控制系统中，单片机的应用在逐步扩大。鉴于部分巨型机器无法在某些环境中使用，单片机被逐步引入。由于该机器具有操作简单、抗干扰能力强的优势，在应用领域逐步增加。并通过对程序的合理优化，能够获得更多功能。通过本文对单片机电气传动与控制系统中的设计来说，未来单片机的技术必将更加丰富且精密。随着单片机功能的日益丰富，电气系统会更加完善。

参考文献：

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作者简介：向洮（1981），男，山东济南人，本科/硕士，山东电子职业技术学院，研究方向：工控、嵌入式开发。