计算机控制技术在电子电路中的应用研究

刘岸松

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电子电路在其发展初期，电路主功率开关管多使用晶闸管、半控型或者不可控型器件，主要通过模拟电路实现控制，工作效率低下，控制准确性较低。现如今计算机控制技术发展迅速，将计算机控制技术用于电子电路中，能够有效解决上述问题，实现对参数的有效调整以及避免温度漂移，提高了电子电路的稳定性和安全性。

1 计算机控制技术概述

1.1 计算机控制技术

电子电路中的计算机控制技术表现为全控制型电子器件。当前我们正处于信息化时代，计算机技术发展迅猛，传统模式下的不可控器件已无法满足人们的要求，因此基于计算机技术的完全控制型电子器件得到了广泛应用。

1.2 计算机控制技术的特点

同传统控制技术相比，计算机控制技术具备下述优势：第一，计算机控制技术可以有效解决传统模拟调节器存在的问题，例如温度漂移，还能够实现对部分参数的单独控制，例如微分系数、积分及比例等[1]；第二，计算机控制技术应用于电子电路中具有灵活性，符合特殊控制规律，通过对部分程序代码进行修改便能够合理调节规律，并不需要安装一些硬件设备，有效减少投入成本；第三，将计算机控制技术应用于电子电路有助于排除故障，能够实现对部分运行数据的自动化储存，如果设备出现故障能够及时有效地对运行数据进行分析，消除故障；第四，将计算机控制技术应用于电子电路能够实现和上级系统的通信，可实现无人监管和集中监控；第五，系统控制从硬件控制更新为软件控制，有助于调节、检测反馈信号、进行故障诊断，大大简化了流程，提高了系统的稳定性和安全性。

总之，基于计算机技术的全控型电子器件可以通过代码修改方式改变规律，不需要增加设备便能够增强控制能力；计算机控制技术能够解决模拟调节器中的温度漂移问题，对于解决故障同样作用明显；大大减少了投入成本，提高了系统的稳定性，符合集中监控的要求；计算机控制技术通过在软件方面的改进，使得电子器件的硬件方面产生了进步，增强了设备的控制能力，提高了故障解决效率，减少了故障问题，从而使得投入的设备成本降低，既提高了系统的稳定性，又降低了成本，增加了利润空间。

2 电子电路概述

电子电路的主要组成部分包括控制电路和主电路，是一种全面整合电力、电子、控制等多项技术，对电能频率、幅值以及相位等参量实施变化的电路。控制电路的主要功能为触发信号，对主功率开关管的导通和管断进行控制；主电路能够形成电能能量传输通道，对电路输出进行有效调节。

3 计算机控制技术在电子电路中的应用分析

3.1 通过单片机进行调控

单片机也称为单片微控制器，近些年来在电子电路中得到了广泛应用。从其表面展开分析，其只是一种逻辑功能芯片，但是计算机也是由多种微型芯片集合而成的，其诸多功能也需要依靠芯片实现。微型芯片形态小、质量轻，有助于了解计算机运行原理，实现软件的开发和应用。在使用电子电路的过程中，单片机的主要功能为调节电压电流和电路运算，和电路系统的运行关系密切。在应用计算机控制技术的过程中，能够实现双调控制高频PWM控制技术。从特定层面展开分析，通过单片机能够有效解决PMW中精度和高频之间的问题。除此之外，在智能仪器仪表以及工业测试等结构中，单片机的应用也非常广泛。对于传统模拟电路的革新关键便在于单片机的使用，通过计算机控制技术大大提高了工作效率。但是单片机控制也存在一些问题，主要体现在频率和精度方面，如果处理的数据量较大，单片机极易发生失误。因此，在通过单片机控制时，应该控制所需处理的数据量，在保证频率和精度的前提下，选择适量数据进行处理。

3.2 通过DSP进行调控

DSP是以波特率发生器、FIFO缓冲器为基础所发展的新型可编程处理器，同时也是一种数字信号处理器。DSP的主要功能更包括采样、保持、PMW信号输出等。同单片机进行对比，其主要优势表现在CPU存储量、处理速度及集成性能方面。DSP可以在一个周期内完成数个指令，并且DSP使用了通过改良的哈佛结构，程序和数据空间具有独立性，能够实现对数据和程序的同时存储。除此之外，强大的运算能力也是DSP的主要优势之一。单片机的主要结构为诺依曼结构，指令系统十分复杂，在相同空间中存储数据和程序，无法对指令和数据进行同时访问，在运算方面，因为受到ALU功能影响，无法做乘法，不能共同进行多个指令，运行速率不佳。DSP则使用单指令执行运算方法，执行速率更快。将其应用于电子电路中，其主要作用为对主电路进行全面监控和保护，发挥系统通信的功能。除此之外，DSP还具有检测、控制显示等功能。虽然其优势明显，但是也存在一定的不足，例如采样超时、运算时间及准确度等，对电路的控制性能有一定的影响。因此，DSP虽然执行速率快且具备监控保护等功能，但应用过程中应合理适度使用，否则将对电路控制产生影响，从而可能会引起电路的故障。

3.3 FPGA应用实践

FPGA属于一种可编程的门列阵，能够满足人们对集成电路的要求，解决传统可编程器件门电路存在的问题。同时，FPGA也是一种能够重构的器件，通过内部逻辑结合用户的要求进行设定，得到了众多用户的认可，在电子电路中得到了广泛应用。通常情况下，可以将FPGA划分为可编程I/O模块、可编程内部连线以及逻辑块三部分。FPGA中的等效门数量繁多，通过对FPGA的合理使用有助于处理复杂的逻辑系统，进而形成分立元件组成电路。除此之外，如果存在软件复杂、取样效率低、任务单一的情况，使用FPGA效果明显。

4 结束语

综上所述，在电子电路系统中使用计算机控制技术，同传统模拟控制电路相比优势明显，随着计算机技术的不断发展，计算机控制技术在实际应用过程中仍存在一些问题，不管是单片机、还是DSP抑或是FPGA，均各有利弊。因此在使用过程中应该根据实际情况进行合理分析，选择控制芯片混合产品，充分发挥计算机控制技术的功能及优势。