基于嵌入式單片機(jī)在電機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

德州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉瑞龍

將嵌入式單片機(jī)合理應(yīng)用到電機(jī)控制系統(tǒng)中，可實(shí)現(xiàn)電機(jī)系統(tǒng)體系消耗大幅度下降目的，并且嵌入式單片機(jī)無論是在智能設(shè)備還是電子商務(wù)平臺上均發(fā)揮著至關(guān)重要作用，需相關(guān)工作人員能夠不斷提高電機(jī)控制系統(tǒng)使用功能，以下分別從軟件和硬件兩方面應(yīng)用展開全面化探討交流。

1 嵌入式單片機(jī)的應(yīng)用前提

一般來說，嵌入式單片機(jī)的應(yīng)用前提便是充分滿足電機(jī)控制系統(tǒng)的實(shí)際要求，確保電機(jī)控制系統(tǒng)使用性能能夠達(dá)到最佳狀態(tài)，詳細(xì)闡述如下：第一，有效控制換相順序。為確保電機(jī)設(shè)備能夠始終處于正常安全運(yùn)行狀態(tài)下，相關(guān)工作人員首先就應(yīng)對換相順序展開嚴(yán)格控制，換相順序又被稱之為脈沖分配，具體包括硬件和軟件兩種手段，其中硬件主要是指借助脈沖分配器設(shè)備對換相順序進(jìn)行控制，徹底解決以往軟件應(yīng)用存在的不足之處，達(dá)到提高利用率。而軟件則是指利用單片機(jī)所發(fā)出的信號指令實(shí)現(xiàn)脈沖分配目的，但往往該種方法應(yīng)用前需先對換相順序進(jìn)行明確，并且浪費(fèi)時(shí)間相對較長。第二，對電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度進(jìn)行控制。電機(jī)運(yùn)行的主要原理便是對嵌入式單片機(jī)發(fā)出信號頻率嚴(yán)格約束，如可通過時(shí)間的適當(dāng)延長來對脈沖信號輸出頻率進(jìn)行調(diào)整，但往往該種方法耗費(fèi)時(shí)間較長且最終成效較差，還有一種方法便是通過定時(shí)器數(shù)值的有效控制達(dá)到對脈沖信號控制目標(biāo)。第三，對電機(jī)運(yùn)行方向進(jìn)行控制。往往電機(jī)運(yùn)行方向的控制原理即為有效改變電機(jī)通電順序，借此達(dá)到對電機(jī)運(yùn)行方向控制目的，促使電機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用能夠達(dá)到最佳狀態(tài)。

2 嵌入式單片機(jī)在電機(jī)控制系統(tǒng)中的硬件應(yīng)用

2.1 硬件結(jié)構(gòu)

通常來說，工作人員若想獲取到準(zhǔn)確電機(jī)轉(zhuǎn)子位置信息，最佳渠道就是借助電子轉(zhuǎn)子傳感器設(shè)備來展開檢測工作，借助CPU控制芯片將通過電子轉(zhuǎn)子計(jì)算得到的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)變成電信號，可對驅(qū)動(dòng)模塊起到一定促進(jìn)作用促使電機(jī)能夠自動(dòng)旋轉(zhuǎn)。并且在電機(jī)正式轉(zhuǎn)動(dòng)起來后，工作人員還應(yīng)根據(jù)實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)情況將轉(zhuǎn)動(dòng)速度控制在合理范圍內(nèi)，進(jìn)而借助電子轉(zhuǎn)子傳感器位置及信號強(qiáng)度便可直接計(jì)算得出當(dāng)時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度，為電機(jī)控制系統(tǒng)的有效實(shí)施創(chuàng)造良好條件。

2.2 利用電機(jī)轉(zhuǎn)子位置準(zhǔn)確檢查電路情況

通常來說，電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的檢查工作主要是以霍爾傳感器為主體，將其分別固定在電機(jī)運(yùn)行過程中的靜止部分和電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的運(yùn)動(dòng)部分，通過對轉(zhuǎn)動(dòng)、靜止及固定在電機(jī)遮光片等部分的綜合對比分析進(jìn)一步明確電機(jī)信號。由此可知，霍爾傳感器的有效使用不但能大大提高電機(jī)轉(zhuǎn)子定位準(zhǔn)確性，還能充分發(fā)揮電機(jī)控制系統(tǒng)的控制作用。

2.3 硬件設(shè)計(jì)和電路驅(qū)動(dòng)

從某種角度上來說，嵌入式單片機(jī)中包含的硬件電路主要可分為系統(tǒng)配置和系統(tǒng)拓展，其中控制系統(tǒng)拓展主要是指嵌入式單片機(jī)的內(nèi)部功能，如定時(shí)器、輸入輸出端口、儲存器及終端等，往往在上述組成部分無法滿足系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，就需設(shè)計(jì)人員能對單片機(jī)積極向外拓展，選擇恰當(dāng)合理芯片，確保設(shè)計(jì)電路的規(guī)范科學(xué)性。同時(shí)設(shè)計(jì)電路中涉及到的驅(qū)動(dòng)模塊在控制系統(tǒng)中主要扮演著主導(dǎo)性角色，適用于對被測試模塊結(jié)構(gòu)的上一模塊進(jìn)行模擬，構(gòu)成要素包括公路轉(zhuǎn)換器、電動(dòng)機(jī)及控制器等，而往往驅(qū)動(dòng)性能則是由數(shù)字驅(qū)動(dòng)芯片來凸顯，可大大提高電機(jī)運(yùn)行速度，為實(shí)現(xiàn)電機(jī)控制最佳效果奠定良好基礎(chǔ)保障。

2.4 嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

據(jù)實(shí)踐調(diào)查分析了解到，嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用的主要研發(fā)步驟可分為以下幾點(diǎn)：第一，明確策劃方向。往往在電機(jī)控制系統(tǒng)具體應(yīng)用前，相關(guān)人員首先需對該項(xiàng)目實(shí)際需求展開詳細(xì)討論交流，充分明確究竟應(yīng)該做什么、怎么做，將硬件和軟件不同內(nèi)容分離開來，并且還應(yīng)保證具體使用技術(shù)手段符合標(biāo)準(zhǔn)要求。第二，具體實(shí)施過程。往往該階段工作主要目的就是將上述策劃內(nèi)容轉(zhuǎn)變成實(shí)際，借助單片機(jī)設(shè)計(jì)形成較為系統(tǒng)電路運(yùn)行結(jié)構(gòu)。第三，準(zhǔn)確驗(yàn)證。通常該階段工作主要包括設(shè)計(jì)驗(yàn)證、文檔記錄及硬軟件聯(lián)調(diào)等方面內(nèi)容，可為電機(jī)控制系統(tǒng)的順利開展提供極大便利性幫助。

3 嵌入式單片機(jī)在電機(jī)控制系統(tǒng)中的軟件應(yīng)用

據(jù)調(diào)查顯示，電機(jī)控制系統(tǒng)管理及調(diào)度工作的有序展開主要是借助嵌入式操作系統(tǒng)完成的，可以說是控制軟件應(yīng)用平臺的核心要素之一，基于對電機(jī)控制情況提出的明確規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)了解到，使用者可采用任務(wù)調(diào)度函數(shù)做好相關(guān)處理工作，進(jìn)而通過任務(wù)隨意更換功能來保證優(yōu)先處理重要任務(wù)，達(dá)到電機(jī)控制目標(biāo)。具體實(shí)施步驟如下：工作人員需先將測量工作明確劃分等級層次，在此基礎(chǔ)上順利開展數(shù)據(jù)預(yù)處理工作，隨后是驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)輸出，充分保證測量工作的安全性和可靠性，并且還要做好數(shù)據(jù)過濾工作，保證將樣本數(shù)據(jù)預(yù)處理完成后方可進(jìn)行驅(qū)動(dòng)輸出。除此之外，電機(jī)控制系統(tǒng)還應(yīng)具備較強(qiáng)故障保護(hù)功能，避免單片機(jī)應(yīng)用過程中出現(xiàn)任何問題，并且在嵌入式實(shí)時(shí)操作運(yùn)行時(shí)，工作人員需先展開一定初始化操作，如控制模塊初始化及操作系統(tǒng)初始化等，在上述工作都完成后方可進(jìn)行任務(wù)創(chuàng)建，做好任務(wù)合理分工安排，促使電機(jī)控制系統(tǒng)得以高效實(shí)行。

4 結(jié)束語

總而言之，將嵌入式單片機(jī)合理應(yīng)用到電機(jī)控制系統(tǒng)中，不但能大大提高電機(jī)使用抗干擾和使用性能，還能加快電機(jī)運(yùn)行速度，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減少消耗目的。因此這就需要相關(guān)工作人員能切實(shí)提高自身對單片機(jī)應(yīng)用重視程度，做好嚴(yán)格控制管理，充分發(fā)揮嵌入式單片機(jī)在電機(jī)控制系統(tǒng)中作用，出于對各方面內(nèi)容的綜合考慮分析提出合理性標(biāo)準(zhǔn)要求，推動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)運(yùn)行能夠朝向更好方向前進(jìn)。

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