单片机技术在电气传动控制系统中的应用分析.pdf

单片机技术在电气传动控制系统中的应用分析摘要：在现代社会发展的过程中，单片机技术正广泛应用在各个领域的发展与建设中，正是因为有了单片机技术的运用，人们的生活才会变得更加丰富多彩，也更加便捷，例如与人们生活息息相关的交通以及通讯行业，或者是在智能控制的方面都具有显著的效果，因此本文以单片机技术的应用为出发点，具体探讨了这一技术在电气传动控制系统中的可行性，在相关系统的控制方面得到了进一步的验证，希望通过本文的论述可以对单片机系统性能的提升起到重要的促进作用。关键词：单片机；数字调速；控制系统；脉冲宽度；调制单片机最早出现在二十多年前，因特尔公司将其推出到市场中，这种单片机又被称为微控制器，主要的特点就是体积小巧，但是却具有较强的功能，更重要的是在价格上也要优惠很多，所以其发展速度很快，在当前的社会生活中，单片机已经广泛应用到了各个领域之中，为办公自动化、电气设备的控制以及其他方面都作出了突出的贡献。随着这一技术的发展与变革，当前单片机在电气传动控制系统的应用中得到了进一步的改进，本文对此进行了进一步的描述，希望在今后的发展中得以得到更为突出的运用。1、单片机的相关概念所谓单片机的相关技术，主要是通过计算机系统得以实现的，这一技术融合了中央处理器、只读内存以及读写内存等相关部件，并且将其集中在同一个芯片中，虽然外形小巧，但是在功能上绝不比其他设备差，基本在功能以及组成结构上可以等同于一个微型计算机。因此在多个领域的控制系统中，这一技术的应用都能将效果达到最大化。从硬件系统的构成上进行分析，主要可以分为以下几个部分。分别是电气主回路、单片机系统、软件系统三个部分。在电气主回路中，应用了双极性的构成模式，转变交流为直流，这样可以将功率得到最大化的发挥。同时在电压的处理方面，是由稳压的方式对主电流进行源源不断的供应，并且运用PWM对速度进行调整。同时，当前所采用的IPM技术相对成熟，还兼具了保护性的功能，在周边电路的帮助下就能顺利的进行驱动。在单片机系统的构成方面，本文中将以MCS一96系列中的某一单片机系统为例，在与其他型号的单片机系统进行比对中，这一型号的单片机更加具有时效性的特点，集中体现在几个方面上。首先，在CPU进行算术逻辑运算的过程中，并非单纯的采用累加器结构，而是运用寄存器结构，这种结构更加便于操作，并且有效的解决了过去经常出现的累加器瓶颈问题，对于数据的吞吐都具有很大程度的提升。其次，在寄存器的使用中，通用计算器的数量与一般寄存器的数量相比较要高出很多，这也就有效的避免了出现中断服务所造成的损失，一旦中断服务，不但要重新恢复现场，这笔支出也是相当大的。更重要的是在程序设计方面具有突出的特点。在软件系统的构成中，主要运用的软件为C语言以及ASM混合编程模式，这种模式的编程在下文中也会有所论述。在进行C语言以及相关程序的汇编过程中，其主要的难点应该是并不能单纯的依靠数据处理的方式对单片机进行计算，在当前单片机的发展工程中，越发需要更加精准性的算法以适应单片机的应用。所以普遍采用双精度算法，在整体精准度上得到了显著的提升。更为重要的是在当前的设计中，C语言具有更为丰富的可选择性，将其应用在C96系列的单片机中，能够有效的提升其使用功能。在执行速度方面，这一软件系统的应用也具有十分明显的效果。2、单片机技术在电气传动控制系统中的应用2.1软件系统的应用数据处理是汇编语言中的难点。因为汇编语言中数据处理是单精度的浮点运算予以直接支持，而且单片机的开发越来越复杂，从而对算法的精度提出了更高的要求。C96系列是可以支持单精度浮点运算的，在很多的场合中是能够使用的。在算法上，目前已经有大量的C程序可能做为选择，所以基本不需要再做开发研究。汇编生成的代码比C96程序编译连接成的代码要稍短一些。在实时响应的场合，开发人员通常会首先考虑执行速度，用汇编代码实现这些模块。因此，在单片机的具体开发项目中，汇编模块和C模块之间相互调用的情况经常发生，这时要注意两个方面的问题：一是未涉及参数传递的情况，这种情况下需要在程序中嵌入ASM这样一个伪指令，这个伪指令的作用是为了实现两者之间的相互转换；第二个方面的问题是涉及了参数传递的情况。这种情况下要采用相互调用的形式，在原来的程序代码之中加入目的汇编程序。在所有的程序编译链接完成后，再认真核实M96和M51文件，如果没有出现溢出或冲突的情况、数据存储区和程序的存储区定位恰当时，表明加入的目的汇编程序可正确发挥作用；反之，表明出现问题，需要重新编写调试。对于C96程序，其代码段和参数段是同时支持绝对定位和浮动定位的，如果两者之间发生冲突，要用RL196的编译控制选项来确定冲突发生的原因同时解决冲突。2.2算法的改进实际上，在转速和电流环的计算中并不是全部计算都需要用到浮点运算的方式，为简单起见，只考虑转速