單機片的發展趨勢及其在設備自動化系統改造中的應用

李 洋（長春汽車工業高等專科學校 電氣工程學院，長春 130013）

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單機片的發展趨勢及其在設備自動化系統改造中的應用

李 洋
（長春汽車工業高等專科學校 電氣工程學院，長春 130013）

摘 要：單片機是計算機中重要的組成部分，如果計算機中缺少單片機，計算機所有系統功能都無法正常使用。主要是因為，單片機中包含中央處理器、儲存器等各種部件，它通過將這些部件的功能集中在一起，進而維持計算機正常的運行。可以說，計算機構成無法離開單片機。另外，由于單片機的種類較多，所以，制作公司要展現單片機獨特的性能，為單片機提供一個廣闊的發展天地。

關鍵詞：單機片；發展趨勢；自動化系統改造

0　前言

從單片機的性質分析，單片機的重量輕，體積小，易于使用，價格較適宜。并且具有較好抗干擾性，因而，十分適用于工業中。此外，單片機適應能力較強，同時具有CPU的功能，這樣可以為計算機提供安全的保障性能。而在存儲方面，雖然單片機儲存量較小，但卻可以進行外部擴展容量，使容量變得更大，所以，單片機完全不會影響計算機的運行速度。而更重要的是單片機十分符合工業的需求。

1　單片機的發展趨勢

1.1微型單片化

普通的單片機是由中央處理器（CPU）、隨機存取數據存儲（RAM）、只讀程序存儲器（ROM）、并行和串行通信接口，中斷系統、定時電路、時鐘電路構成的一種芯片， 而增強型的單片機則是加入了A/D 轉換器、PMW（脈寬調制電路）、WDT（看門狗）這些功能，而且部分單片機還與 LCD（液晶）驅動電路結合在一起，這樣，單機片的形式和功能就越來越多。

1.2主流與多品種共存

當前，單機片的種類繁多，但最為常用則是以 80C51 為核心的單機片，這種類型的單機片兼容其結構和指令系統的有 PHILIPS 公司的產品，ATMEL公司的產品和中國臺灣的Winbond系列單片機。因此，這種類型的單機片被中國廣泛使用。但其他品牌的單機片也得到相應的應用。主流的單機片與其它品牌的單機片共同存在與一個市場中，它們互相促進，相輔相成，從而共同發展。

1.3大容量、高性能

傳統的單片機內的ROM為 1KB～4KB，RAM 為 64～128B。但如果遇到復雜的場合，傳統的電機片時無法發揮作用的，只有讓單機片不斷的對外擴大容量，才能滿足復雜場合的需求在需要復雜控制的場合，這也就是說明，單片機在改造的過程中，必須要加大儲存功能，進而確保單機片具有容量、高性能的特征。另外，在改變單機片的過程中，要合理的轉變CPU 的性能，提升指令運算的速度，讓系統控制具有良好的可靠性。

1.4串行擴展技術

以往，由于人們并沒有對單片機進行改造，普通的單片機經過三總線結構擴展外圍器件成為單片機應用的主流結構。而由于低價位OTP的發展，不同類型的特殊存儲器也在不斷的擴展，再加上圍接口融入都單機片中，進而促進了單機片結構的發展。尤其是 I2C、SPI加入單機片后，單機片的技術得到擴展。

2　單機片在設備自動化系統改造中的應用

2.180C51 單片機

（1）80C51 單片機的特點 。80C51單機片從外形上觀察，具有體積較小，結構簡單，重量較輕的特點，而且價格和價值分析，80C51單機片的價位合理，耗電量少，電源單一、具有較強的抗干擾能力和可靠性。其次，雖然80C51單機片儲存容量較小，但卻靈活性較好，可以擴展內存。

（2）80C51 單片機組成部分。80C51 單片機屬于普通類型的單機片，其結構體系較為簡單。80C51單機片的組成部分通常是由CPU系統、CPU外圍單元、基本功能單元等集合在一起，每個組成部分都是由一條線連接而成的。作為80C51 單片機重要的組成部分，同時，也是80C51單機片的核心，CPU系統起著關鍵性的作用，另外，CPU外圍單元是影響CPU系統運行的因素，但它卻是單機片中最小的組成部分，在CPU系統中，基礎的運行功能都是為了滿足單機片運行的需要，而構成的外圍電路，只有不斷的完善這些功能，電機片才能發揮它強大的效果。

2.2單片機控制要求

在生產和運用電機片的過程中，生產廠家要合理的控制單機片的運行系統，確保單機片在工作的過程中能正常的運行，并能依照系統程序運作，進而儲蓄重要的信息，并起到輸送信息的功能。對于單機片的生產，生產廠家應首先應確定單機片指定的位置，沖頭下沖，完成第一個孔的沖制，然后，檢測沖制機十分合理，依次循環，進行下一個單機片孔的沖制，直到完成全部孔的沖制，在回到原點，更換制作單機片的板材，再展開生產制作。

2.3系統組成

（1）控制系統。對于單機片控制系統的要求較低，在設計單機片的控制系統時，要進行沖床系統控制，由于單機片時通過CPU系統和控制系統兩部分組成，因此，在組裝控制系統時，要先完成單機片外部組成部分，使沖頭處于下限的狀態，這樣，就可以確保單機片系統在工作的過程中正常運行，并能與板材保持一定的距離。

（2）進給機構。作為單機片輸送、處理信息的構成部分，進給機構在單機片中具有重要的作用。因此，生產廠家要充分的了解進給機構的性質和組成部分，在進給機構中驅動電機是其關鍵的部分。這主要是因為驅動電機采用步進電機或伺服電機，步進電機可采用BF反應式步進電機，伺服電機可采用交流伺服電機。這樣就可以減小單機片與其他部分的之間的摩擦。而且，在進給機構的控制系統下，在生產單機片時，可以準確的確定單機片的位置，從而有效的完成X、Y兩個方向的進給。

3　結束語

總而言之，要想保證單機片能形成良好的發展趨勢，并得到客戶的接受和認可，單機片的生產廠家就要不斷對單機片進行改造和創新，并且，在將單機片應用在設備自動化系統改造過程中時，生產廠家要掌握單機片生產的方法與構成單機片的部分，只有生產廠家意識到生產單機片的重要性，才能為機械設備系統提供良好的運行條件。

參考文獻：

［1］王鵬宇，段廣云，郭云峰.基于單片機的步進電機控制系統硬件設計［J］.中小企業管理與科技（上旬刊），2012（01）：12-34.

［2］徐瓊，徐科挺.計算機嵌入式操作系統研究［J］.科技資訊，2011（04）：56-67.

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.13.012