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摘要：单片机是一种频次非常高的微型控制器，可以很好地完成计算机能够完成的任务，并且具有更好的便携性与适应性，对于某些特殊情况甚至拥有比传统计算机处理方式更好的处理效果。尤其是在近些年间，单片机技术臻于成熟，使得基于嵌入式单片机的电机控制系统应用技术的各方面表现都能够符合预期结果。
关键词：嵌入式；单片机；电机控制系统；应用
前 言
单片机嵌入式技术作为计算机发展技术的一项分支，其在系统智能化控制方面具有广泛的应用与发展前景。该技术的应用有效提升了工业自动化生产系统的工作效率与智能化水平，还有效降低了人工成本，避免了人工操作失误对整个生产过程产生的影响。但该技术在具体应用过程中仍存在一定问题，需要针对单片机嵌入式技术进行相应研究分析，以提升单片机嵌入式技术的实用性与应用效用。
1 电机控制系统中应用嵌入式单片机的需求
在工业电机自动控制系统中应用嵌入式单片机技术的前提就是能够保证电机控制的任务完成，并确保其精准性。我们来对电机控制系统任务进行分析可知，其控制的主要方面有三点：对电机转速进行控制、控制电机的换相顺序、对电机转向动作进行精准控制。其中对电机的转速进行精准控制的任务是单片机通过调整自身所发出的脉冲信号频率来实现的，其控制的技术手段主要有两种：
（1）利用对脉冲信号的延时时间进行控制来调整脉冲信号频率，这一技术手段需要耗费CPU控制时间；（2）利用定时器达到延时效果，也就是在单片机系统中设置一个子程序，该子程序的运行任务是在中断电机服务的时间内调整单片机输出的脉冲信号频率，这一子程序的控制效果可以通过设置定时常数来保证对电机转速进行调控的效果。
进行电机换相顺序的控制也就是单片机对电机的相应通电换相顺序的方式进行调整，来确保电机运行的稳定进行。这一操作也叫脉冲分配，其主要的操作方式有两种：软件法与硬件法。其中的软件法是采用单片机输出的脉冲信号至驱动电路来实现脉冲分配的，这一方法不仅需要做好电机的通电换相顺序设置，在实际操作中还会耗费CPU时间，正是因此我们在进行电机的换相顺序控制时多会运用脉冲分配器芯片这一硬件来进行脉冲分配。而在电机转向控制技术的实现中则通常是利用电机通电相序的转变来对电机转向进行高效控制的。
2 嵌入式单片机在电机控制系统中的硬件应用
2.1 硬件结构
通常来说，工作人员若想获取到准确电机转子位置信息，最佳渠道就是借助电子转子传感器设备来展开检测工作，借助CPU控制芯片将通过电子转子计算得到的数据信息转变成电信号，可对驱动模块起到一定促进作用促使电机能够自动旋转。并且在电机正式转动起来后，工作人员还应根据实际转动情况将转动速度控制在合理范围内，进而借助电子转子传感器位置及信号强度便可直接计算得出当时电机转动速度，为电机控制系统的有效实施创造良好条件。
2.2 利用电机转子位置准确检查电路情况
通常来说，电机转子位置的检查工作主要是以霍尔传感器为主体，将其分别固定在电机运行过程中的静止部分和电机转动过程中的运动部分，通过对转动、静止及固定在电机遮光片等部分的综合对比分析进一步明确电机信号。由此可知，霍尔传感器的有效使用不但能大大提高电机转子定位准确性，还能充分发挥电机控制系统的控制作用。
2.3 硬件设计和电路驱动
从某种角度上来说，嵌入式单片机中包含的硬件电路主要可分为系统配置和系统拓展，其中控制系统拓展主要是指嵌入式单片机的内部功能，如定时器、输入输出端口、储存器及终端等，往往在上述组成部分无法满足系统标准要求时，就需设计人员能对单片机积极向外拓展，选择恰当合理芯片，确保设计电路的规范科学性。同时设计电路中涉及到的驱动模块在控制系统中主要扮演着主导性角色，适用于对被测试模块结构的上一模块进行模拟，构成要素包括公路转换器、电动机及控制器等，而往往驱动性能则是由数字驱动芯片来凸显，可大大提高电机运行速度，为实现电机控制最佳效果奠定良好基础保障。
2.4 嵌入式单片机系统设计
据实践调查分析了解到，嵌入式单片机系统应用的主要研发步骤可分为以下几点：第一，明确策划方向。往往在电机控制系统具体应用前，相关人员首先需对该项目实际需求展开详细讨论交流，充分明确究竟应该做什么、怎么做，将硬件和软件不同内容分离开来，并且还应保证具体使用技术手段符合标准要求。第二，具体实施过程。往往该阶段工作主要目的就是将上述策划内容转变成实际，借助单片机设计形成较为系统电路运行结构。第三，准确验证。通常该阶段工作主要包括设计验证、文档记录及硬软件联调等方面内容，可为电机控制系统的顺利开展提供极大便利性帮助。
3 软件设计分析
在电机控制系统的软件中，嵌入式实时操作系统是进行电机任务管控的核心单元，嵌入式实时操作系统的操作任务主要为对电机调度函数进行任务切换与调整，在电机控制系统中对于电机进行控制的任务要预设优先等级，并且还要对数据信号进行处理转变为驱动信号进行输出，其工作流程如图。
电机控制系统软件工作流程图
4 单片机嵌入式技术应用趋势
在初次进行单片机应用时由于受生产环境及其他各种因素的影响，例如安装出现问题或受到电磁干扰较为严重，从而使得整个单片机嵌入式系统出现各种运算失误或其他故障问题，进而出现输入或输出错误导致真个程序系统处于失控状态。后进过在对生产过程及相应环节重新进行设计，提升了其抗干扰能力，缓解了这一问题，但从这一点上来看，未来单片机嵌入式技术未来应用趋势仍需要向提升抗干扰能力方向更进一步。此外随着数字化网络化技术不断发展，单片机嵌入式系统集相关技术的普及应用将会成为必然趋势，在在加上单片机编程语言的丰富性不断提升，其系统智能化控制也将会越来越好。
结束语
总而言之，将嵌入式单片机合理应用到电机控制系统中，不但能大大提高电机使用抗干扰和使用性能，还能加快电机运行速度，实现节能减少消耗目的。因此这就需要相关工作人员能切实提高自身对单片机应用重视程度，做好严格控制管理，充分发挥嵌入式单片机在电机控制系统中作用，出于对各方面内容的综合考虑分析提出合理性标准要求，推动电机控制系统运行能够朝向更好方向前进。
参考文献
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论文作者:仝传博
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/17
标签：电机论文; 单片机论文; 嵌入式论文; 控制系统论文; 技术论文; 这一论文; 脉冲论文; 《建筑学研究前沿》2018年第31期论文;