單片機(jī)技術(shù)在電氣傳動控制系統(tǒng)中的運(yùn)用分析摘要：近年來，單片機(jī)技術(shù)取得了較大的進(jìn)展，并且在多個領(lǐng)域中均發(fā)揮了獨(dú)特的應(yīng)用優(yōu)勢。大量的應(yīng)用實(shí)踐表明，單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用可以同時起到提升系統(tǒng)控制水平和保障電氣傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要作用。鑒于此，在針對單片機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行闡述后，以Intel"80C196單片機(jī)為例，探究其在電氣傳動控制系統(tǒng)中的具體運(yùn)用方法，以期充分發(fā)揮單片機(jī)技術(shù)的控制優(yōu)勢，為安全、穩(wěn)定的生產(chǎn)提供技術(shù)支持。關(guān)鍵詞：單片機(jī)技術(shù)""電氣傳動控制系統(tǒng)""編程語言"噪聲布線技術(shù)Analysis"of"the"Application"of"Single"Chip"Microcomputer"Technology"in"Electrical"Transmission"Control"SystemTANG"XinyanShandong"Huayu"Aerospace"Space"Technology"Co.，"Ltd."Yantai，"Shandong"Province，"264000"ChinaAbstract："In"recent"years，"single"chip"microcomputer"technology"has"made"significant"progress"and"has"played"a"unique"application"advantage"in"multiple"fields."A"large"number"of"practical"applications"have"shown"that"the"application"of"single"chip"microcomputer"technology"can"play"an"important"role"in"both"improving"system"control"level"and"ensuring"stable"operation"of"electrical"transmission"systems.In"view"of"this，"after"elaborating"on"the"key"technologies"of"single"chip"microcomputers，"taking"Intel"80C196"single"chip"microcomputer"as"an"example，"this"paper"explores"its"specific"application"methods"in"electrical"transmission"control"systems，"in"order"to"fully"leverage"the"control"advantages"of"single"chip"microcomputer"technology"and"improve"technical"support"for"safe"and"stable"production.Key"Words："Single"chip"microcomputer"technology;"Electrical"transmission"control"system;"Programming"language;"Noise"wiring"technology單片機(jī)是電氣傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中的關(guān)鍵組成部分，其對系統(tǒng)控制功能和質(zhì)量具有直接影響，特別是在大型機(jī)械和生產(chǎn)設(shè)備的控制操作中，可以借助單片機(jī)技術(shù)來穩(wěn)定系統(tǒng)的控制功能。這主要是由于單片機(jī)的應(yīng)用可以使系統(tǒng)控制操作的邏輯性更強(qiáng)，以保障控制操作的精度和準(zhǔn)確性，降低系統(tǒng)誤動的概率，同時單片機(jī)還具備功能測試作用，可以及時判斷系統(tǒng)控制動作的可行性，如出現(xiàn)誤動或故障問題會直接發(fā)布警報(bào)信息，以免快速排除系統(tǒng)問題，提高系統(tǒng)控制的穩(wěn)定性。因此，迫切需要研究單片機(jī)技術(shù)在電氣傳動控制系統(tǒng)中的有效運(yùn)用策略。1""單片機(jī)中的關(guān)鍵技術(shù)隨著單片機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，其內(nèi)部組成日趨復(fù)雜，功能也更加健全，能夠滿足多種控制操作系統(tǒng)的應(yīng)用需求。部分單片機(jī)內(nèi)部配置了局域網(wǎng)控制模塊，打破了原有單片機(jī)的功能限制，逐步朝向多功能脈寬調(diào)制電路的方向發(fā)展，支持變頻功能。從前期的應(yīng)用實(shí)踐來看，此種嵌入式的單片機(jī)表現(xiàn)出了更強(qiáng)的應(yīng)用價值和經(jīng)濟(jì)性能，使單片機(jī)的應(yīng)用范圍更加廣泛，控制功能也更為突出[1]。1.1""單片機(jī)EFT技術(shù)各類高新技術(shù)與單片機(jī)技術(shù)的深度融合，形成了一種具備較強(qiáng)抗干擾能力的新技術(shù)，即EFT（Electrical"Fast"Transient）技術(shù)。在實(shí)際投入使用后，是采取在波形上疊加毛刺信號的方式抵消部分信息傳輸過程中對正弦信號的干擾影響，再利用RC（Resistor-Capacitance"）濾波將毛刺信號消除，最終還原正弦信號，從而保障系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。1.2""單片機(jī)噪聲布線技術(shù)常規(guī)情況下，會將電氣傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的電源線和底線直接布設(shè)于集成電路的外殼引腳上，并呈現(xiàn)對稱布設(shè)形式。但實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，如果采取此種布線方式，會放大單片機(jī)電源噪聲干擾信號對整個電路系統(tǒng)的影響，使電氣傳動控制系統(tǒng)難以維持穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。因此，在進(jìn)行布線操作時，應(yīng)盡量避開單片機(jī)電源的噪聲干擾區(qū)域，綜合考慮之下，將電源線和地線布設(shè)在相鄰引腳上為宜，此舉不僅可以減少芯片產(chǎn)生的電流量，還能夠最大程度地降低電源噪聲干擾對電氣傳動控制系統(tǒng)的不利影響[2]。2""單片機(jī)在電氣傳動控制系統(tǒng)中的主要運(yùn)用2.1""系統(tǒng)硬件中的運(yùn)用單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用對電氣傳動控制系統(tǒng)的控制效果起到?jīng)Q定性的作用，為此，當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)加強(qiáng)了對單片機(jī)與電氣傳統(tǒng)控制系統(tǒng)融合工作的重視，希望充分激發(fā)二者的技術(shù)優(yōu)勢，強(qiáng)化設(shè)備運(yùn)行和控制效率，達(dá)成更高的生產(chǎn)效率。為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，則需要從系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)層面入手，進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)時，要將設(shè)備功能的優(yōu)化配置作為重點(diǎn)內(nèi)容，并且根據(jù)不同生產(chǎn)工況，形成對應(yīng)的系統(tǒng)操作方案，盡最大可能地發(fā)揮設(shè)備運(yùn)行優(yōu)勢，提高工業(yè)生產(chǎn)成效。2.2""系統(tǒng)軟件中的運(yùn)用系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)需要立足于硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)之上進(jìn)行，一方面，要對系統(tǒng)硬件進(jìn)行拆分，并根據(jù)不同作業(yè)模塊設(shè)計(jì)相應(yīng)的軟件程序，保障對生產(chǎn)設(shè)備的有效控制；另一方面，要對設(shè)計(jì)完成的部分進(jìn)行系統(tǒng)梳理后，形成較為直觀的流程圖，以便相關(guān)管理者對總體設(shè)計(jì)進(jìn)度進(jìn)行審核，同時還有助于及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)問題，便于對軟件系統(tǒng)進(jìn)行有效優(yōu)化。對于沒有問題的設(shè)計(jì)內(nèi)容，可以借助編程語言還原系統(tǒng)程序，編程結(jié)束后，對相關(guān)功能和編譯文件進(jìn)行對照檢查，檢查無誤會才能進(jìn)入下一階段。在進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)時，為了便于進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化和修改，可以采取模塊化措施進(jìn)行分塊設(shè)計(jì)和分步設(shè)計(jì)，此舉能夠避免編程人員進(jìn)行大量的重復(fù)編程，在發(fā)現(xiàn)問題后，只需要對對應(yīng)模塊的編程信息進(jìn)行改寫即可[3-4]。3""單片機(jī)在電氣傳動控制系統(tǒng)中的具體運(yùn)用3.1""控制系統(tǒng)組成Intel"80C196單片機(jī)主要由主電路、控制電路和接口電路3個部分組成，其控制原理r如圖1所示。其中，鍵盤、顯示器與單片機(jī)系統(tǒng)均屬于控制電路的重要組成；整流、濾波電路與IPM模塊構(gòu)成的H橋則屬于主電路；接口電路主要用于進(jìn)行信號傳遞。在系統(tǒng)控制過程中，鍵盤和顯示器之間使用串行總線連接并完成數(shù)據(jù)交互，目的是保障對顯示部分的獨(dú)立控制。上位機(jī)主要用于單獨(dú)控制子系統(tǒng)，鑒于伺服系統(tǒng)的電流控制器存在計(jì)量周期短和計(jì)算量偏大的特點(diǎn)，要選用16位數(shù)據(jù)總線，才能進(jìn)一步提升系統(tǒng)的吞吐能力，提高數(shù)據(jù)處理的效率，增強(qiáng)系統(tǒng)控制水平。3.2""電氣傳動控制軟件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)3.2.1""軟件程序開發(fā)程序開發(fā)的要點(diǎn)為借助匯編語言進(jìn)行系統(tǒng)控制，而在此過程中的數(shù)據(jù)處理是一大難點(diǎn)。早期的匯編語言雖然以單精度浮點(diǎn)運(yùn)算為主要數(shù)據(jù)處理措施，相對來說，數(shù)據(jù)處理效率偏高，但仍舊無法滿足當(dāng)前的數(shù)據(jù)處理需求，尤其是在單片機(jī)復(fù)雜程度不斷提升的形勢下，不僅提出了更高的算法精度要求，還需要面臨更多應(yīng)用場景，而C96系列則同時滿足數(shù)據(jù)高效處理需求和多場景使用需求。此外，在算法層面也需積累大量的C程序，可以基于電氣傳動控制軟件開發(fā)的需求進(jìn)行C程序選擇，基本無須進(jìn)行有針對性的開發(fā)。通過匯編形式產(chǎn)生的代碼一般較于C96程序編譯得稍短，在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)應(yīng)用場合的不同選擇對應(yīng)的代碼程序，如將執(zhí)行速度作為首要考慮內(nèi)容，則直接執(zhí)行匯編代碼即可[5]。在單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)過程中，經(jīng)常會遇到匯編模塊與C模塊調(diào)用的狀況，要想充分發(fā)揮單片機(jī)的系統(tǒng)控制優(yōu)勢，則需要處理好以下兩方面問題：第一，對于沒有參數(shù)傳遞的狀況，可以通過在程序中嵌入一個偽指令即ASM（…）的方式保障二者的相互轉(zhuǎn)換；第二，對于存在參數(shù)傳遞的狀況，要在原有的程序代碼中寫入一個目的匯編程序，保障二者的相互調(diào)用。所有程序編譯完成后，還需要對M96與M51文件進(jìn)行全面檢驗(yàn)，確保不出現(xiàn)沖突和溢出等現(xiàn)象，保障各類數(shù)據(jù)的儲存與處理均處于恰當(dāng)狀態(tài)，如無上述異常情況，便可確保匯編程序處于正常作用狀態(tài)；反之，則代表程序代碼中可能存在問題，需要重新編寫與調(diào)試，直至測試通過。3.2.2""改進(jìn)算法當(dāng)進(jìn)行電流環(huán)和轉(zhuǎn)速計(jì)算時，很多情況下無須使用到浮點(diǎn)運(yùn)算方式，因此在算法改進(jìn)時，可以只改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。將轉(zhuǎn)速編碼器作為轉(zhuǎn)速信號時，需要利用相移計(jì)數(shù)器獲得單片機(jī)的轉(zhuǎn)速值，并且需要保留整數(shù)，為此轉(zhuǎn)速編碼器的精度對讀數(shù)精度具有直接影響。假定時間間隔為固定值T，則T較小時，便可以直接使用脈沖數(shù)來表示轉(zhuǎn)速值，此時的轉(zhuǎn)速為PL/T，T即為速度環(huán)控制回路的采樣周期。因周期為固定值，輸出比只能是整數(shù)，則僅能夠在整數(shù)內(nèi)做出調(diào)整，同時Pl的輸入與輸出均為整數(shù)，此時只需要適度調(diào)整參數(shù)便能夠控制轉(zhuǎn)速環(huán)的轉(zhuǎn)速。同樣的，當(dāng)給定的轉(zhuǎn)速換算成脈沖為非整數(shù)，則控制作用和原理也類似。但需要特別注意的是，Pl參數(shù)通常需要使用浮點(diǎn)運(yùn)算形式，在調(diào)試時，需先使用浮點(diǎn)表示P與l的參數(shù)值，之后借助C96來進(jìn)行整形變量，此種操作形式下能夠有效提升運(yùn)算效率，并且可起到優(yōu)化運(yùn)算代碼的重要作用，此種方式已經(jīng)在編程系統(tǒng)中得到有效驗(yàn)證，方法十分可行。3.2.3"應(yīng)用系統(tǒng)頭文件系統(tǒng)頭文件主要用于功能寄存，開發(fā)人員只有掌握單片機(jī)系統(tǒng)頭文件的定植方法，才能使單片機(jī)功能得以充分發(fā)揮。在96系列的單片機(jī)中存在多種型號，每個型號的功能作用存在明顯差異。因此，要在對單片機(jī)功能需求進(jìn)行全面了解的基礎(chǔ)上，根據(jù)單片機(jī)型號及時轉(zhuǎn)變系統(tǒng)頭文件，以保障對程序的快速移植。此舉能夠有效提升單片機(jī)的開發(fā)與移植效率，對于Intel"80C196單片機(jī)而言，其頭文件主要涉及兩種，一種是mc_sfrs.h；另一種是mc_func.h，其中，包含功能寄存器與端口定義信息，可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求轉(zhuǎn)換系統(tǒng)頭文件，以滿足不同的系統(tǒng)控制需求。在科技水平快速發(fā)展的新形勢下，單片機(jī)的功能也更加完善，將其應(yīng)用于電氣傳動控制系統(tǒng)中，不僅可以提升工業(yè)生產(chǎn)的自動化控制水平，還能夠強(qiáng)化工業(yè)生產(chǎn)效率，提高產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值。單片機(jī)的體積偏小，但功能強(qiáng)大，尤其是嵌入式模塊的應(yīng)用進(jìn)一步完善了單片機(jī)的功能，使其具備了較強(qiáng)的抗干擾能力，能夠在各種生產(chǎn)任務(wù)中發(fā)揮突出的控制作用。但同時，單片機(jī)的類型眾多，適用范圍也存在一定的差異，要想提高電氣傳統(tǒng)系統(tǒng)控制水平，則要結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際和系統(tǒng)控制的功能需求，合理選用單片機(jī)技術(shù)，以改進(jìn)設(shè)備控制方法，促進(jìn)工業(yè)事業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展。[1]褚江.電氣傳動控制系統(tǒng)中單片