自动化专业文献

随着科学技术的快速进步，以及电子技术在工业自动化领域的运用，大大加速了我国的工业化发展进程。使用单片机作为工业自动化控制的核心来进行工业自动化的控制能够有效的提高工业生产的效率，达到提高生产效率、降低生产成本的目的。单片机作为一种工业用控制设备，在很多的工业领域都得到了大范围的使用。尤其是以 MCS-51 系列的在工业自动化设备中方面得到了极大的应用。如何更好的将单片机与工业自动化结合起来是现今乃至今后一段时间内都需要研究的问题。计算机技术以及自动化技术的快速发展，极大的推动着工业自动化系统的发展。在这当中，单片机作为工业自动化系统中的一个发展方向有着巨大的应用，通过将单片机应用在工业自动化系统中，有效的提升了工作效率，降低了生产成本，特别是现今的自动化领域经过多年的发展，现今已经演变成了通过与计算机技术相结合来达到自动控制对硬件、软件两方面的需求，从而满足系统设计时所需要的快速、精确和稳定的要求。

单片机是单片微型计算机的简称，其是一种简化的计算机，通过采用超大规模集成电路技术所形成的集成电路芯片，其结构与计算机完全类似，是一种面向工业应用领域的控制设备，自上世纪60-70 年代单片机问世以来，其在工业自动化领域以蓬勃发展之势得以应用，同时世界各地的电子半导体厂家也纷纷推出了各式各样的单片机以满足各种不同的需求，从单片机的发展历程上分析其经历了电子管、晶体管、中小型集成电路到现今的大规模集成电路这一发展历程，尤其是随着电子技术的发展，各种电子元件的体积也越来越小，使得单片机的结构越越来越复杂，能够实现的功能、动作 也越来越复杂、全面。单片机具有体积小、重量轻等特点，且由于价格适中是自动控制设备中的应用较为广泛的，且其能够在各种复杂工况下进行工作，具有良好的适应性，同时随着芯片制造工艺的上工况下进行工作，具有良好的适应性，同时随着芯片制造工艺的上展容量进行扩充，经过多年的发展，单片机在工业自动化控制领域已经形成了一整套的开发、应用的体系，便于大规模的应用。其中，在单片机的应用可以在多个方面及行业中使用，比如电力调度、测控系统、智能仪表等，其在民生行业中也可以得到良好的应用。

如何做好以单片机为基础的设备自动化改造？在工业发展的过程中，尤其是自动化技术的发展尤为迅速，使 得一些工业设备的控制变得落后但其机械部分仍然可以使用，通过对其进行自动化改造可以有效的增加设备的使用效率降低人力的 使用，同时通过自动化改造减少了中间环节由于人为所带来的误差，可以有效的提高产品的成品率，提高企业的经济效益。在使用单片机进行工业设备自动化改造的过程中，使用单片机作为其中的控制部分，并根据作用的不同将整个自动控制系统划分为信号输入、光隔、输入扩展、MCS-51 单片机信号处理、输出扩展、光隔、放大电路、驱动电路等多个部分，使用单片机来对电路进行保护和控制能够使得电路的控制与保护更为灵活、简便。

在进行工业设备的自动化改造的过程中，软件设计是设备改造过程中的重要一环，工业设备的自动化系统运行在软件的基础平台上的，在进行软件的设计时需要结合工业设备的动作需要，对所采集到的工业设备的动作数据进行处理后和相应的逻辑运算后发送至输出接口进行输出，对于元件的设计可以采用模块化的设计方案，将整个软件系统依照其功能划分为控制系统、报警系统、输入信 号处理系统、输出系统等不同的单元，各个不同的单元之间留有接口方便后期的组合，同时在不同单元设计的过程中可以将其进行局部的修改和调试，而不影响其他的模块，且软件留有标准接口可以方便后期的升级和改造。

单片机虽然结构简单但其内部包含丰富的资源，其内部的指令 系统功能较为强大，可以使用单片机的硬件资源构成一个独立的小 型的应用系统并能够依靠需要进行一定的扩展从而达到使用要求，出电路的主要目的是将总线中的数据、地址以及 I/O 信号等分离出来后便于与外部的接口芯片进行连接，在对单片机信号中的 ALE信号从高电平变为低电平时出现在 Po 端的信号为有效的地址信号，而输出直接跟随输入信号来变化，当使能端的信号由高电平变化为低电平时，才能将输入状态进行锁存，直到下一次的使能信号变化为高电平。

随着单片机在工业自动控制领域的应用越来越广泛，其所面临的工况条件也越来越复杂，特别是在智能仪表控制、自动化生产过程控制以及军事研究等领域，其对于单片机的稳定性与抗干扰能力具有较强的要求，杜绝因外部信号的干扰致使出现误动作与误显示等的问题。为了达到这一目标需要在软件和硬件两方面都做好抗干扰的工作。做好软件抗干扰的防护可以采用“软件陷阱”的形式来做好对于软件干扰的防护，其可以采用将一条引导指令来将所捕获的干扰程序强行的引向另外一个对程序运行影响较小的区域，并在此区域创建一些专门处理错误的程序。一般对于对于“软件陷阱”主要设置在未使用的中断向量区、未使用的大片 EPROM 空间以及数据表格和散转表格和程序区等地方，减少软件干扰对 CPU 运行程序的干扰。硬件抗干扰主要目的是对自动系统中的一些干扰电流信号等进行防护，避免这些虚假的电流、电压信号等造成设备的误动作，要做好防护工作主要是从干扰源上进行抑制从而达到对于外部干扰信号的防护工作。

单片机在自动控制领域有着极为重要的应用，通过其的使用使得自动控制从传统的继电器控制等向着数字化的方向迈进，使得控制系统更为简单、高效，尤其是对于一些机械部分较为完好的工业设备通过对其进行自动化改造可以使其重新焕发青春，随着单片机的不断发展，其能够完成的动作将会越来越复杂与完善，在工业自动控制领域的应用也会越来越广。