單片機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)

單片機(jī)在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用與研究

單片機(jī)屬于一種集成化的電路芯片，單片機(jī)是一種微型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，單片機(jī)可以把集成電路技術(shù)和隨機(jī)存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器和中央處理器等等全部串聯(lián)在一起，再用方法刻印到硅片上，來(lái)完成信息處理任務(wù)。單片機(jī)從最初的研制到之后的應(yīng)用，經(jīng)歷了一個(gè)快速發(fā)展的過(guò)程，單片機(jī)之前是4位、8位制的，現(xiàn)在可達(dá)到300M高速。單片機(jī)應(yīng)用范圍很廣，它作為嵌入式軟件的一部分，它的作用不可忽視，影響深遠(yuǎn)。通過(guò)對(duì)單片機(jī)的利用能夠提高控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)效果，降低研發(fā)費(fèi)用。

一、自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀

自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，自動(dòng)控制系統(tǒng)涉及的領(lǐng)域多，有電梯，智能電網(wǎng)，火災(zāi)報(bào)警上等。

1.1電梯自動(dòng)控制系統(tǒng)

我國(guó)城市化發(fā)展的腳步越來(lái)越快，很多大型工廠、高層建筑和一些大中型的超市、商場(chǎng)等形式的建筑物在拔地而起，電梯是上下樓最為便捷的運(yùn)客工具。電梯的組成設(shè)備有很多種，有：電梯開(kāi)關(guān)門、電梯乘客廂，還有電纜繩、顯示屏和按鍵等，設(shè)備如此多，全部集成在一起后，才能為電梯的整體穩(wěn)定運(yùn)作提供可行條件。電梯自動(dòng)控制系統(tǒng)才能真實(shí)發(fā)揮出它最本質(zhì)和最強(qiáng)大的功效。電梯自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成中必須摻入單片機(jī)，集成電路等一些其他內(nèi)容，這樣才能讓電梯正常運(yùn)轉(zhuǎn)，不會(huì)發(fā)生事故，讓電梯能夠安全上下行、電梯乘客廂開(kāi)關(guān)門、語(yǔ)音播報(bào)等各種各樣的功能，這樣才能保證實(shí)現(xiàn)電梯的自動(dòng)化運(yùn)行狀態(tài)。

1.2火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)

單片機(jī)應(yīng)用在火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)中，它暗含的內(nèi)容廣泛。該控制系統(tǒng)還可以對(duì)滅火設(shè)備、通訊設(shè)備來(lái)進(jìn)行計(jì)算機(jī)上的設(shè)置，進(jìn)而形成一個(gè)非常強(qiáng)大的火災(zāi)報(bào)警自動(dòng)化控制系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)保障了工作環(huán)境和生活環(huán)境的安全，單片機(jī)使用在火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)中，一旦發(fā)生火情，控制系統(tǒng)工作狀態(tài)立馬發(fā)生變化，它就會(huì)自動(dòng)報(bào)警、并在報(bào)警后再采取滅火措施、做好人員安全疏散工作等內(nèi)容，一個(gè)很完備的火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)功能豐富齊全，火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)中的某種儀器能夠在無(wú)論何時(shí)無(wú)論何地的情況下監(jiān)控室內(nèi)室外的煙、霧情況、高溫情況還有火光等，這些情況會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)讓火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)發(fā)揮實(shí)效。

1.3電力自動(dòng)控制系統(tǒng)

電力自動(dòng)控制系統(tǒng)中內(nèi)含的單片機(jī)主要是讓智能電網(wǎng)設(shè)備借助某種儀器運(yùn)行信息，再讓單片機(jī)工作起來(lái)，它負(fù)責(zé)把這些信息傳送到電網(wǎng)的監(jiān)控系統(tǒng)上。電力自動(dòng)控制系統(tǒng)是工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的內(nèi)容，對(duì)實(shí)時(shí)能夠響應(yīng)的速度要求更高，電力自動(dòng)控制系統(tǒng)在完成信息采集工作的基礎(chǔ)上，還可以做一些信息計(jì)算工作。電力自動(dòng)控制系統(tǒng)通過(guò)設(shè)置程序能夠完成各種不同類型的運(yùn)作控制，還能提高適應(yīng)能力。電力自動(dòng)控制系統(tǒng)包括的內(nèi)容豐富，通過(guò)種種內(nèi)容來(lái)最終構(gòu)成一個(gè)適應(yīng)人們生活發(fā)展要求的電力設(shè)備控制系統(tǒng)，做好電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控情況，確保有關(guān)控制信號(hào)完成信息傳輸工作和響應(yīng)工作。

二、單片機(jī)技術(shù)分析

單片機(jī)在自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中有很多優(yōu)點(diǎn)，比如：防別的物體干擾、很機(jī)動(dòng)靈活等，自動(dòng)控制系統(tǒng)內(nèi)部的單片機(jī)內(nèi)含各種功能部件，將這些所有的功能部件連接起來(lái)，才能在最大程度上簡(jiǎn)化單片機(jī)結(jié)構(gòu)。自動(dòng)控制系統(tǒng)插入單片機(jī)部件后，應(yīng)用會(huì)再通過(guò)單片機(jī)來(lái)控制整個(gè)運(yùn)行的系統(tǒng)，單片機(jī)必須準(zhǔn)確地被放入到自動(dòng)控制系統(tǒng)中正確的位置，位置放對(duì)，單片機(jī)才能充分發(fā)揮它的作用，單片機(jī)有具體的使用情況說(shuō)明，只有嚴(yán)格按照自動(dòng)控制系統(tǒng)的要求，對(duì)情況說(shuō)明做好理解，才能真正地根據(jù)要求去執(zhí)行各種運(yùn)作指令。這種操作解釋主要是讓單片機(jī)能夠防止自動(dòng)控制系統(tǒng)中出現(xiàn)的各種誤差。單片機(jī)的發(fā)明和應(yīng)用，大的可以說(shuō)改變了社會(huì)的發(fā)展路徑，小的可以說(shuō)改變了自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)狀態(tài)，自動(dòng)控制系統(tǒng)呈現(xiàn)出更加便捷簡(jiǎn)化的狀態(tài)，讓自動(dòng)控制系統(tǒng)有更精簡(jiǎn)的運(yùn)行方式，這也間接表明出單片機(jī)在自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的重要地位，通過(guò)合理設(shè)計(jì)自動(dòng)控制系統(tǒng)中的單片機(jī)，單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)才能最大限度發(fā)揮出來(lái)。

單片機(jī)在自動(dòng)控制系統(tǒng)中優(yōu)勢(shì)明顯，比如：有效節(jié)約計(jì)算機(jī)編程開(kāi)發(fā)時(shí)間，使用方式便捷靈活，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益高，還能夠提高社會(huì)的自動(dòng)化水平。單片機(jī)是微型的計(jì)算機(jī)，單片機(jī)連接設(shè)備較為靈活，擴(kuò)展性強(qiáng)。單片機(jī)的開(kāi)發(fā)控制系統(tǒng)沒(méi)有復(fù)雜的接線盒拆線操作，設(shè)計(jì)過(guò)程較為簡(jiǎn)單，能夠?qū)崿F(xiàn)共享。單片機(jī)用戶界面的交互性好，節(jié)約設(shè)備資源，能夠減少資金費(fèi)用。單片機(jī)體積小，內(nèi)部采用的結(jié)構(gòu)是模塊設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，對(duì)電氣化設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化采集，對(duì)系統(tǒng)做好控制，對(duì)設(shè)備的實(shí)時(shí)改裝和升級(jí)維護(hù)具有很高的效率。

三、單片機(jī)在自動(dòng)控制系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1單片機(jī)在自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

汽車領(lǐng)域、煤礦領(lǐng)域是單片機(jī)在自動(dòng)控制系統(tǒng)中應(yīng)用較為典型的兩個(gè)領(lǐng)域。在汽車領(lǐng)域中，它的生產(chǎn)環(huán)節(jié)和設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)都對(duì)測(cè)量要求較為嚴(yán)格，生產(chǎn)中注重零件部分?jǐn)?shù)據(jù)。設(shè)計(jì)中注重各部分?jǐn)?shù)據(jù)。在這項(xiàng)基礎(chǔ)上，才能保證安裝速度。在煤礦領(lǐng)域中，單片機(jī)主要作用在漏電保護(hù)、變電運(yùn)行控制、井下的安全監(jiān)控等方面上。

3.2單片機(jī)在自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

（1）單片機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：?jiǎn)纹瑱C(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，會(huì)直接關(guān)系自動(dòng)化控制系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用。從單片機(jī)的軟件結(jié)構(gòu)上來(lái)講，它在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中有哪些實(shí)踐設(shè)計(jì)呢？自動(dòng)化控制系統(tǒng)的內(nèi)部，單片機(jī)有各種不同的工作要求，通過(guò)工作要求對(duì)單片機(jī)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行配置，來(lái)分配各種任務(wù)，做好時(shí)間上的安排。這樣才能讓自動(dòng)化控制系統(tǒng)保持平衡的工作狀態(tài)，單片機(jī)軟件結(jié)構(gòu)中采用的操作系統(tǒng)會(huì)將單片機(jī)分成主程序和中斷程序兩部分：主程序主要用來(lái)收集在正常運(yùn)行情況下的自動(dòng)化控制系統(tǒng)中單片機(jī)的各種數(shù)據(jù)；中斷程序主要是負(fù)責(zé)故障的預(yù)警和診斷。自動(dòng)化控制系統(tǒng)下的人機(jī)交換模式向大家提供電機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，比如：轉(zhuǎn)速、工作情況等，通過(guò)人工操作來(lái)調(diào)整自動(dòng)化控制系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行，保障自動(dòng)化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

（2）單片機(jī)的控制設(shè)計(jì)：?jiǎn)纹瑱C(jī)在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的控制設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是人和機(jī)器交互的對(duì)話模式，這種人和機(jī)器交互的對(duì)話模式涉及控制系統(tǒng)中各種設(shè)備，不僅如此，它還能夠推進(jìn)系統(tǒng)的智能化發(fā)展。人們通過(guò)研究電機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的單片機(jī)，來(lái)對(duì)單片機(jī)的控制設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。單片機(jī)里面有很多控制模塊，控制模塊的部分有兩種，一種是LED，另一種就是鍵盤部分，單片機(jī)的鍵盤部分輸入一定的數(shù)據(jù)，再進(jìn)行全方位的掃描，這些數(shù)據(jù)就會(huì)被輸入到自動(dòng)化控制系統(tǒng)的內(nèi)部，確保了電機(jī)的安全、平穩(wěn)運(yùn)行狀態(tài)，還能夠預(yù)防發(fā)生安全事故。單片機(jī)通過(guò)接口器這種部件連接到通用鍵盤里，來(lái)顯示電機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的各種運(yùn)行的數(shù)據(jù)，保障好自動(dòng)化控制系統(tǒng)在電機(jī)結(jié)構(gòu)中的可控性。

（3）單片機(jī)的程序設(shè)計(jì)：?jiǎn)纹瑱C(jī)的程序設(shè)計(jì)依據(jù)的是自動(dòng)控制系統(tǒng)的操作要求，做好程序設(shè)計(jì)后，再控制電機(jī)進(jìn)行工作。程序設(shè)計(jì)在單片機(jī)中的重要作用相當(dāng)于心臟在人體中的作用。單片機(jī)通過(guò)記錄具體運(yùn)行參數(shù)，還有電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，實(shí)現(xiàn)防止電機(jī)會(huì)偏離自動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行效果。單片機(jī)在程序設(shè)計(jì)時(shí)，可以中斷電機(jī)開(kāi)啟的部位，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制系統(tǒng)的功能轉(zhuǎn)換，保障電機(jī)能夠自行進(jìn)入自動(dòng)化的運(yùn)行模式。此種程序設(shè)計(jì)方式更能體現(xiàn)出技術(shù)的智能化發(fā)展。

（4）電腦PC設(shè)計(jì)：PC是指電腦端，PC端部分在單片機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中作用明顯。PC端融入到單片機(jī)的設(shè)計(jì)里，能夠?yàn)樽詣?dòng)化控制系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)提供人機(jī)對(duì)話操作，該種系統(tǒng)就是依據(jù)人的指令來(lái)進(jìn)行工作，最后再來(lái)整體把握。單片機(jī)中的PC部分是需要借助電路來(lái)進(jìn)行傳輸指令的工作，這些指令可以存儲(chǔ)到軟件內(nèi)部，讓自動(dòng)化控制系統(tǒng)中控制指令不會(huì)發(fā)生有矛盾，繼而能夠存儲(chǔ)起來(lái)并執(zhí)行操作，當(dāng)指令發(fā)生沖突后，PC端就會(huì)自動(dòng)中斷，不再運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)保護(hù)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的目的。單片機(jī)通過(guò)創(chuàng)造新型通信模式，來(lái)完善自動(dòng)控制系統(tǒng)的通信過(guò)程。

四、單片機(jī)在自動(dòng)控制系統(tǒng)中的發(fā)展趨勢(shì)

4.1縮小甚至微型化

單片機(jī)的體積會(huì)越來(lái)越小，就像計(jì)算機(jī)剛發(fā)明出來(lái)時(shí)。它占滿了整間房間，但是現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)越來(lái)越小，越來(lái)越薄，單片機(jī)也是如此，它今后會(huì)縮小甚至微型化，自動(dòng)控制系統(tǒng)中的單片機(jī)在經(jīng)過(guò)很多改進(jìn)嘗試后能夠?qū)崿F(xiàn)微型化。這種發(fā)展趨勢(shì)優(yōu)勢(shì)在于減輕單片機(jī)的重量，縮小單片機(jī)的體積，但是這種發(fā)展趨勢(shì)并不能縮短減優(yōu)，微型化的發(fā)展和改進(jìn)的過(guò)程中不能因?yàn)轶w積縮小，重量縮小就破壞單片機(jī)的功能，單片機(jī)的抗干擾能力和綠色化設(shè)計(jì)也要一同注重，同時(shí)也要注重降低噪音。單片機(jī)為微型化發(fā)展必須要符合自動(dòng)控制系統(tǒng)的系統(tǒng)要求，要注重按照自動(dòng)控制系統(tǒng)的需求來(lái)改進(jìn)單片機(jī)的結(jié)構(gòu)，體現(xiàn)微型化單片機(jī)的實(shí)踐效益。

4.2智能化

自動(dòng)控制系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中隨著時(shí)代的發(fā)展變化有了新的發(fā)展要求，即發(fā)展智能化。這直接推進(jìn)單片機(jī)的智能化發(fā)展水平。我國(guó)電機(jī)的發(fā)展中自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)單片機(jī)的應(yīng)用雖然有進(jìn)步，但仍然處在初步階段，為了能夠確保單片機(jī)更好地應(yīng)用在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，對(duì)單片機(jī)的使用要求必須要有智能化的要求，只有積極改善單片機(jī)的運(yùn)行現(xiàn)狀，在原先自動(dòng)化的基礎(chǔ)上對(duì)單片機(jī)做好智能化操作設(shè)計(jì)，才能讓單片機(jī)的發(fā)展更加智能化。這樣才能慢慢地減少人力，緩解工作人員的壓力，實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作的自動(dòng)控制電機(jī)運(yùn)行。

4.3市場(chǎng)化

市場(chǎng)是調(diào)控經(jīng)濟(jì)的“看不見(jiàn)的手”，走向市場(chǎng)是一行長(zhǎng)期發(fā)展并不斷上升的必然要求和必然結(jié)果。自動(dòng)控制系統(tǒng)的單片機(jī)必須要適應(yīng)市場(chǎng)化的需求，做好市場(chǎng)挑戰(zhàn)的準(zhǔn)備。才能促進(jìn)各行各業(yè)的發(fā)展。

自動(dòng)控制系統(tǒng)中選擇的單片機(jī)，位數(shù)制有8位的等，單片機(jī)在未來(lái)發(fā)展的情景中也提出了市場(chǎng)化的發(fā)展要求，根據(jù)現(xiàn)有的單片機(jī)實(shí)際情況，來(lái)推出更多種的單片機(jī)，以此拓寬單片機(jī)廣大市場(chǎng)。單片機(jī)的市場(chǎng)化發(fā)展，能夠促使自動(dòng)控制系統(tǒng)適用于各種電機(jī)，我國(guó)在單片機(jī)的研究上可以充分借鑒國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，圍繞自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，增加自動(dòng)控制系統(tǒng)中單片機(jī)的使用數(shù)量。

結(jié)語(yǔ)

我國(guó)經(jīng)濟(jì)在不斷發(fā)展的同時(shí)，各種領(lǐng)域也在不斷發(fā)展和擴(kuò)大，這些領(lǐng)域都離不開(kāi)單片機(jī)的應(yīng)用，通過(guò)把高智能的單片機(jī)運(yùn)用到各行各業(yè)中來(lái)完善自動(dòng)化控制系統(tǒng)，將智能設(shè)備集成在一起，來(lái)構(gòu)建出一個(gè)強(qiáng)大的、先進(jìn)的控制操作系統(tǒng)，這樣操作系統(tǒng)才能做好各種工作任務(wù)，如此，才能大幅度提高工業(yè)生產(chǎn)生活的準(zhǔn)確度和可靠性，把人力資源、財(cái)力資源、物力資源做到最合適裝填，做好環(huán)境管理內(nèi)容，提升行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，從本上真正地改善了環(huán)境狀況。

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