单片机在自动控制系统设计中的应用

发布时间：2018-01-15所属分类：科技论文浏览：1次

摘 要： 在自动控制系统设计中，单片机占据核心地位，由于单片机具备可编程的特点，可以简单、快速的实现自动化控制。下面文章就是以电机设备为研究背景，分析单片机在自动控制系统设计中的应用。 关键词：单片机,自动控制系统,设计 随着我国工业事业的发展，自动控

　　在自动控制系统设计中，单片机占据核心地位，由于单片机具备可编程的特点，可以简单、快速的实现自动化控制。下面文章就是以电机设备为研究背景，分析单片机在自动控制系统设计中的应用。

　　关键词：单片机,自动控制系统,设计

　　随着我国工业事业的发展，自动控制系统成为工业领域中的核心，自动控制系统有利于提高控制的准确性，改变了传统控制的方法。自动控制系统设计中积极引入了单片机结构，充分发挥单片机结构的稳定性与可靠性。单片机在自动控制系统设计中的应用，主要是实现电机的自动化，确保电机在工业领域中的高效性。

　　1 单片机技术分析

　　单片机在自动控制系统设计中表现出了抗干扰、灵活性的特点，自动控制系统内的单片机结构，集成了CPU、外围电路和功能单元，所有的功能模块均由一条线连接，在很大程度上简化了单片机结构[1]。自动控制系统中引入单片机结构，通过单片机控制整个运行系统，单片机要准确的安装到自动控制系统内，充分发挥单片机的控制作用，单片机严格按照电机对自动控制系统的要求，执行各种运行操作的指令，防止电机自动控制系统中出现误差。

　　单片机改变了自动控制系统的设计状态，促使自动控制系统更为简化，表现出了精简的运行方式，说明单片机在自动控制系统设计中的重要性，合理设计自动控制系统中单片机的应用，发挥单片机的控制优势。

　　2 单片机在自动控制系统设计中的应用

　　2.1 结构设计

　　单片机在自动化控制系统中的结构设计，直接关系到自动化控制系统在电机中的应用情况。本文主要以单片机的软件结构为例，分析其在自动化控制系统中的实践设计。自动化控制系统内，单片机同时承担着不同的任务，按照执行任务的要求配置好单片机的运行参数，以便调节好各项任务的分配方式，促使自动化控制系统处于平衡的运行状态。单片机结构中采用的是μCLinux操作系统，该结构系统按照单片机的实况划分成主程序、中断程序两部分，主程序用于收集自动化控制系统正常运行情况下单片机的各项数据，中断程序负责故障预警和诊断。

　　单片机在自动化控制系统结构中，设计了测控模块、保护功能和人机交换功能，完善自动化控制系统的运行，表明单片机的设计作用。例如：自动化控制系统的人机交换模式，操作人员通过人机交换控制电机的自动化运行，单片机向人机界面中提供了电机自动化控制系统的运行参数，如转速、工况等，按照人工操作调整自动化控制系统的实际运行，保障自动化控制系统的稳定性与可靠性。

　　2.2 控制设计

　　单片机在自动化控制系统的设计应用中，为人机交互构建了对话模式，用于控制自动化控制系统中的各项设备，同时推进自动化控制系统的智能化发展。本文以某电机自动化控制系统中的嵌入式单片机为研究对象，探讨单片机的控制设计。该案例中单片机的控制模块是指LED及键盘结构，键盘输入的参数经过全方位的扫描以后，把参数输入到自动化控制系统内，保障电机运行的安全性，预防安全事故。单片机通过接口器件接入到通用键盘中，显示电机自动化控制系统中的各项运行数据，保障自动化控制系统在电机结构中的可控性。

　　2.3 程序设计

　　单片机根据自动控制系统的要求进行程序设计，利用程序设计控制电机的自动化[2]。程序设计是单片机的核心内容，采用中断脉冲信号的方式设计单片机的程序，促使单片机可以详细记录自动化控制系统的运行参数，尤其是电机的运转速度，防止电机偏离自动控制系统中设定的参数。

　　单片机程序设计中的中断电机开启部位，完成了自动控制系统的功能转换，保障电机可以进入到自动化的运行模式。单片机程序连接着自动控制系统的所有数据接口，为工作转台提供了端口中断的条件，由此单片机可以通过自动化控制系统准确的控制电机的启停以及运行速度，强调了单片机程序设计的智能化表现。

　　2.4 PC设计

　　PC是指上位机结构，其为单片机自动控制系统设计中的重要部分。PC参与下的单片机设計，在自动控制系统设计中完成了人机对话操作，要求自动控制系统根据操作人员的指令控制电机的具体运行，全面把控电机的自动化运行。单片机PC结构中发送的指令可以全部存储到软件系统内，自动控制系统中的控制指令没有发生冲突就会存储并执行，如果有指令冲突的情况PC就会自动中断运行，保护自动化控制系统。单片机的PC设计采用的是USART模块，配合软件编写控制程序，常用的软件是VB6.0，而且PC在单片机中的通信设计中运用MSComm软件创造了新型的通信模式，完善自动控制系统的通信过程。

　　3 单片机在自动控制系统中的发展趋势

　　3.1 微型化

　　微型化是单片机的主要发展方向，自动控制系统中的单片机经过一系列的改进后实现微型化，致力于减轻单片机的重量，缩小单片机的体积，微型化发展与改进中不能破坏单片机的功能，而且还要注重单片机的抗干扰与绿色化设计，降低单片机在自动控制系统中的噪声[3]。单片机微型化发展是其在自动控制系统中应用的必然趋势，因为自动控制系统要求单片机的性能稳定，所以各项性能的精细化设计，推进了单片机的微型化发展。单片机微型化发展中，一定要符合自动控制系统的要求，更重要的是按照自动控制系统的需求改进单片机结构，表明微型化单片机的运用效益。

　　3.2 智能化

　　电机自动控制系统运行中提出了智能化的要求，由此推进了单片机的智能化发展。我国工业电机中，自动控制系统对单片机的应用仍旧处于起步阶段，为了确保单片机能更好的应用到自动控制系统内，就要在单片机的发展中提出智能化的要求，积极改善单片机的运行现状，在原有自动化的基础上设计智能化的单片机操作。单片机的智能化发展，促使自动控制系统在电机中具备自主控制的能力，逐步减少人力资源的投入量，同时也能缓解人力操作时的工作量，即使是无人操作的条件下，单片机作用下的自动控制系统也能准确的控制电机运行。

　　3.3 市场化

　　自动控制系统中选用的单片机，普遍为8位、16位和32位，单片机未来发展方面提出市场化的要求，从现有单片机的基础上推出更多的种类，拓宽单片机在自动控制系统中的应用类型。单片机的市场化发展，促使自动控制系统适用于各行各业的电机结构中，我国在单片机的研究中可以借鉴国外先进的技术，专门围绕自动控制系统展开改进设计，增加自动控制系统中单片机的使用数量。

　　4 结语

　　电机自动化控制领域内，单片机在自动化控制系统中得到了有效的应用，而且单片机具有良好的发展前景。单片机在电机自动化控制系统的设计应用中，注意改造和创新，完善单片机结构的具备应用，更重要的是确保单片机能够准确的嵌入到电机的自动化控制系统内，提高电机自动化控制系统的运行水平。

　　参考文献：

　　[1]陈家敏.分析如何实现嵌入式单片机对电机系统的控制[J].自动化与仪器仪表，2017，(09)：14-16.

　　[2]鲁慧.基于ATmega128单片机的运动控制系统的设计与实现[D].华中科技大学，2007.

　　[3]宋受俊.基于单片机的电机运动控制系统设计[D].西北工业大学，2006.

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