試析單片機(jī)應(yīng)用原理及其自動(dòng)控制應(yīng)用方案

許波

摘要：單片機(jī)是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中重要的組成部分，中央處理器、儲(chǔ)存器等各部分零件均是依靠單片機(jī)進(jìn)行連結(jié)和功能的集中處理，進(jìn)而來維持計(jì)算機(jī)的正常運(yùn)行。健全單片機(jī)自動(dòng)控制體系，解決在單片機(jī)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)和工作過程中的問題，是滿足現(xiàn)階段單片機(jī)自動(dòng)控制工作的需求，也是充分發(fā)揮單片機(jī)應(yīng)用效能的必經(jīng)階段。本文以感應(yīng)式自動(dòng)平開門為例，在簡單介紹單片機(jī)應(yīng)用原理的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了單片機(jī)自動(dòng)控制體系的深入性分析。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)；應(yīng)用原理；自動(dòng)控制；應(yīng)用方案

中圖分類號：TP368.11 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1007-9416（2017）05-0004-01

1 單片機(jī)的應(yīng)用原理

單片機(jī)系統(tǒng)誕生于20世紀(jì)70年代，是目前我國自動(dòng)控制領(lǐng)域中應(yīng)用較為普遍、控制體系較為健全的一種產(chǎn)品。單片機(jī)是一種微型控制器，在計(jì)算機(jī)中擔(dān)任重要的角色，負(fù)責(zé)統(tǒng)一和結(jié)合其他不同功能部件，并掌握操控指令。單片機(jī)以其結(jié)構(gòu)簡便、工作性能良好的特性迅速占據(jù)了主流市場。

最早時(shí)期的單片機(jī)一般為4位或者8位的，最高的單片機(jī)是8051型號的，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出了迄今為止依然較為常用的MCU型號；隨著16位單片機(jī)系統(tǒng)的出現(xiàn)，該技術(shù)得到了不斷的發(fā)展；當(dāng)ARM系統(tǒng)在21世紀(jì)進(jìn)行普及的同時(shí)，32位單片機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用。但單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展并未到此停止，而是向芯片方面進(jìn)行改革，出現(xiàn)了單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)，這標(biāo)志著現(xiàn)代化單片機(jī)自動(dòng)控制技術(shù)的優(yōu)化，并滿足了單片機(jī)向更多更廣闊的行業(yè)領(lǐng)域中發(fā)展的需求。

2 單片機(jī)在自動(dòng)控制系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)要求

以感應(yīng)式自動(dòng)平開門為例，通過介紹單片機(jī)在滿足該系統(tǒng)控制諸多要求的同時(shí)，如何對控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而滿足實(shí)際工作要求。

在感應(yīng)式自動(dòng)平開門開啟和關(guān)閉的過程中，需要對自動(dòng)平開門的芯片機(jī)控制系統(tǒng)做好定位，這就需要用到平開門紅外探測器，對進(jìn)出人員進(jìn)行感應(yīng)，將感應(yīng)結(jié)果作為信號進(jìn)行輸入和輸出，并實(shí)際反映到開關(guān)門的控制上面。當(dāng)然，為了避免出現(xiàn)感應(yīng)延遲的情況，讓進(jìn)出人員被夾傷，在系統(tǒng)中要做好及時(shí)的探測，對于開關(guān)速度做好測試。

除了在控制系統(tǒng)中嚴(yán)格把控平開門的運(yùn)動(dòng)速度，對于紅外線探測器的實(shí)時(shí)性控制也要做到一絲不茍，這樣一方面是由于平開門屬于玻璃制品，要盡量平穩(wěn)的進(jìn)行開關(guān)，保證安全；一方面是平開門具備經(jīng)濟(jì)、美觀、人性化的特點(diǎn)，良好的控制系統(tǒng)能提高感應(yīng)式平開門的性價(jià)比。

3 單片機(jī)自動(dòng)控制應(yīng)用方案

為了提升感應(yīng)式平開門的工作性能，需要設(shè)計(jì)好單片機(jī)在平開門自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用方案，并按照方案執(zhí)行，便可實(shí)現(xiàn)平開門的工作效益。

首先，優(yōu)化選擇I/0設(shè)備系統(tǒng)。由于平開門設(shè)備與單片機(jī)緊密相連，因此在單片機(jī)實(shí)際應(yīng)用模塊中，要優(yōu)化選擇I/0設(shè)備系統(tǒng)，確保其接收、輸出信號時(shí)與單片機(jī)輸入輸出信號保持一致，既滿足感應(yīng)式平開門迅速開關(guān)門的需求，又避免平開門受到猛烈撞擊。對于步進(jìn)電機(jī)的控制，要始終保持逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)。

其次，協(xié)調(diào)好系統(tǒng)中的軟件和硬件。就像計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的良好運(yùn)作離不開計(jì)算機(jī)內(nèi)部軟件與外部硬件的協(xié)調(diào)配合一樣，感應(yīng)式平開門的整體運(yùn)作也需要有效協(xié)調(diào)軟件環(huán)節(jié)與硬件環(huán)節(jié)。通過對單片機(jī)自動(dòng)控制方案的設(shè)計(jì)，能夠有效控制硬件設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)對開門、關(guān)門程序或延時(shí)保持程序等軟件合理操作，有效解決平開門實(shí)際工作過程中的問題。

再次，有效擴(kuò)展單片機(jī)信號輸入通道。單片機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)是感應(yīng)式平開門工作系統(tǒng)中的核心部分，其內(nèi)部程序較為簡單，只需要在信號輸入通道適當(dāng)添加電路，擴(kuò)展輸入通道，能夠接收不同類型的信號并適應(yīng)復(fù)雜的工作環(huán)境，提高信號的接收效益。同時(shí)，為了使單片機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠滿足多樣化信息數(shù)據(jù)的采集，可以做好信號的放大及濾波處理，這樣能夠有效避免信號的干擾，較為完整的輸出信號。

最后，做好信號輸出通道的及時(shí)性計(jì)時(shí)。為了保證平開門在正常工作狀態(tài)下做到人進(jìn)入時(shí)保持開門狀態(tài)，離開時(shí)保持關(guān)門狀態(tài)，需要做好開關(guān)門的及時(shí)性計(jì)時(shí)工作，即對探測器的信號進(jìn)行跟蹤檢查。具體來說，從人進(jìn)入到離開，探測器對關(guān)門步數(shù)進(jìn)行記錄，并轉(zhuǎn)化為及時(shí)性的信號傳遞給開關(guān)門程序，加上對專業(yè)軟件的應(yīng)用，滿足了平開門的日常工作需求。此時(shí)對專業(yè)軟件的應(yīng)用，是為了優(yōu)化單片機(jī)系統(tǒng)的工作程序，減少單片機(jī)的工作量，以延長使用壽命，提升工作效益。

4 結(jié)語

總之，本文通過以感應(yīng)式平開門的自動(dòng)控制方案為案例進(jìn)行分析，進(jìn)一步了解了單片機(jī)在實(shí)際操作過程中的工作原理和有效應(yīng)用，不僅有助于解決單片機(jī)系統(tǒng)在應(yīng)用領(lǐng)域中的問題，還能夠?yàn)閱纹瑱C(jī)在其他自動(dòng)化領(lǐng)域中的使用提供借鑒。健全單片機(jī)自動(dòng)控制體系，解決在單片機(jī)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)和工作過程中的問題，是滿足現(xiàn)階段單片機(jī)自動(dòng)控制工作的需求，也是充分發(fā)揮單片機(jī)應(yīng)用效能的必經(jīng)階段。

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