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電氣自動(dòng)化單片機論文
在平時(shí)的學(xué)習、工作中，許多人都有過(guò)寫(xiě)論文的經(jīng)歷，對論文都不陌生吧，論文可以推廣經(jīng)驗，交流認識。那要怎么寫(xiě)好論文呢？以下是小編精心整理的電氣自動(dòng)化單片機論文，僅供參考，希望能夠幫助到大家。
電氣自動(dòng)化單片機論文1
摘要：銅礦是我國重要的戰略能源，隨著(zhù)科技發(fā)展及工業(yè)生產(chǎn)水平的不斷提高，對銅礦生產(chǎn)的自動(dòng)化程度提出了更高要求，這使單片機在銅礦電氣自動(dòng)化控制技術(shù)有了越來(lái)越廣泛的應用。本文手段簡(jiǎn)述了單片機及其優(yōu)點(diǎn)、基本結構和工作原理，然后從銅礦開(kāi)采、供電監測、排水自動(dòng)化控制、通風(fēng)系統監控、漏電保護等、電源自動(dòng)化控制等多個(gè)方面具體論述了其在銅礦電氣自動(dòng)化控制技術(shù)中的應用，充分發(fā)揮單片機作用。
關(guān)鍵詞：銅礦生產(chǎn)；電氣自動(dòng)化控制適；單片機；漏電保護；電源自動(dòng)化控制
中圖分類(lèi)號：TP273.5文獻標識碼：A文章編號：1673-0038（20xx）51-0190-02
進(jìn)入21世紀后，科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，工業(yè)領(lǐng)域內各行業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平顯著(zhù)提高，很多產(chǎn)業(yè)都使用了技術(shù)含量較高的設備，單片機就是其中的典型代表。在銅礦生產(chǎn)中，由于生產(chǎn)工作的迫切需求，單片機廣泛應用于電氣自動(dòng)化控制技術(shù)中，不僅有效提高了銅礦開(kāi)采工作效率，減少了能源消耗和銅礦資源浪費，還降低了對周?chē)h(huán)境的破壞，產(chǎn)生了一定的環(huán)保效果，促使我國銅礦開(kāi)采水平有了明顯提升。鑒于單片機在銅礦電氣自動(dòng)化控制技術(shù)中應用產(chǎn)生的巨大作用，應進(jìn)一步對此展開(kāi)深入研究，不斷完善單片機電氣自動(dòng)化控制技術(shù)，開(kāi)創(chuàng )我國銅礦電氣自動(dòng)化控制工作的新局面。
1單片機及其運行原理、主要功能
1.1單片機
單片機，是一種集成電路芯片，采用超大規模集成電路技術(shù)把具有數據處理能力的中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統、定時(shí)器/計數器等集成到一塊硅片上，構成的一個(gè)小而完善的微型的控制機械。由于采用集成技術(shù)、信息技術(shù)等多種現代化技術(shù)，具備體積小、功能強等優(yōu)勢，在銅礦電氣自動(dòng)化控制技術(shù)中有著(zhù)廣泛應用。
1.2基本結構
單片機一般由存儲器模塊、電源模塊、通信模塊、漏電閉鎖模塊四部分構成，中心內部系統處理器、主要控制器是單片機的基礎結構部分。單片機內通過(guò)單一總線(xiàn)連接各部分，采用多通道數據傳輸模式。其在銅礦電氣自動(dòng)化控制技術(shù)中的應用，主要起到實(shí)時(shí)監控和保護作用。
1.3工作原理
在運行過(guò)程中，先將檢測到的電信號處理后轉換成為電壓信號，然后再放大成為0.5V電壓信號，傳至CPU。之后，經(jīng)由CPU轉換成數字信號，通過(guò)電腦數據分析、處理后，發(fā)送給電氣自動(dòng)化控制系統的應用平臺上，在顯示器上顯示出來(lái)。
2單片機在銅礦電氣自動(dòng)化控制技術(shù)中的應用分析
2.1銅礦開(kāi)采
在銅礦開(kāi)采工作體系中運用單片機，暢通了銅礦調度中心和采銅現場(chǎng)之間的信息溝通渠道，使采銅現場(chǎng)的相關(guān)數據信息能即時(shí)、順利的傳送到調度中心，方便調度中心對采銅現場(chǎng)進(jìn)行遠程實(shí)時(shí)監控和管理。在遠程實(shí)時(shí)監控和管理過(guò)程中，單片機為銅礦開(kāi)采提供了一個(gè)合理有效的監控體系，這一體系可進(jìn)行語(yǔ)音通訊、緊急停止、故障報警等操作，控制刮板機、破碎機、轉載機的自動(dòng)順序的啟停操作。此外，還能夠進(jìn)行井下監測，勘查銅礦井，及時(shí)發(fā)現礦井氣體中含有的危險成分，防止出現爆炸等嚴重事故，使銅礦開(kāi)采工作更安全、自動(dòng)化程度更高。
2.2供電監測
銅礦開(kāi)采實(shí)行的是機械化作業(yè)，供電持續、穩定是工作順利展開(kāi)的關(guān)鍵。在銅礦開(kāi)采中，由于工作性質(zhì)和工作環(huán)境的影響，一次小的停電斷電都有可能釀成大的事故，所以要保證產(chǎn)區各變電所、配電室供電安全。為滿(mǎn)足這樣的供電需求，把單片機應用于供電監測系統中，以提高供電監測管理的可靠性、安全性。在供電監測中，通過(guò)單片機監測、采集各變電所、配電室內的電壓、電流、功率、斷電器的分合狀態(tài)和故障信息等數據，然后傳回調度中心的電氣自動(dòng)化控制系統的顯示器上，工作人員根據這些數據不必進(jìn)入現場(chǎng)就可以完成各個(gè)開(kāi)關(guān)的分合閘控制、參數修改等工作，顯著(zhù)提高工作效率，同時(shí)也降低了工作強度。
2.3排水自動(dòng)化控制
在地下銅礦開(kāi)采過(guò)程中，排水系統是生產(chǎn)工作安全進(jìn)行的基本保障。倘若礦井內的積水不能及時(shí)排出，土體在水的侵泡下會(huì )出現失穩、坍塌等情況，進(jìn)而造成礦井坍陷，勢必釀成嚴重的生產(chǎn)事故。應用單片機后，在銅礦井下設置自動(dòng)化分站，系統通過(guò)PLC對水倉水位等信息進(jìn)行自動(dòng)化管理，遠程控制排水泵啟停、復位等操作，并實(shí)時(shí)監控水倉水位情況，確保排水系統正常運轉。
2.4通風(fēng)系統監控
銅礦開(kāi)采過(guò)程中一般都要設置通風(fēng)系統，一方面為銅礦開(kāi)采工作面提供所需要的風(fēng)量，一方面用于排出礦井氣體內危險成分，避免發(fā)生爆炸等意外事故。但是，如果礦內發(fā)生火災事故，由于通風(fēng)系統可以提供新鮮風(fēng)量，有一定的火勢助燃效果，這個(gè)時(shí)候通風(fēng)系統就成為了嚴重威脅。為此，在銅礦日常開(kāi)采工作中需要實(shí)時(shí)監測通風(fēng)系統，嚴格控制風(fēng)量，以防發(fā)生火災時(shí)最大程度的降低通風(fēng)系統的不良危害。在通風(fēng)系統監控中應用單片機后，可以控制通風(fēng)系統，也可以監測到礦井內的危險信息，然后把危險信息傳遞回調度中心，根據具體情況調控有風(fēng)量，使礦井內有效風(fēng)量處于實(shí)時(shí)監測和控制狀態(tài)下，既可以提供工作面需要的風(fēng)量，又可以降低火災發(fā)生時(shí)的危害程度。
2.5漏電保護
漏電保護是銅礦安全生產(chǎn)的一個(gè)重要方面，沒(méi)有安全的漏電保護，極可能釀成嚴重火災、人身傷害事故。而單片機在漏電保護中的應用，極大提升了銅礦漏電保護裝置的技術(shù)含量，使漏電保護工作上升到了一個(gè)新的臺階。在過(guò)去很長(cháng)一段時(shí)間內，銅礦生產(chǎn)中采用的漏洞保護裝置的'電流都比較大，長(cháng)時(shí)間運行后，很容易出現漏電情況，保障不了采礦人員的人身安全。在漏電保護中應用單片機后，可以利用單片機高精度的判斷性能在撿漏回路閉之后進(jìn)行檢漏工作，極大的提高了漏電保護性能，從而降低漏電事故發(fā)生的概率。而且，應用單片機后，有了固定不變的工作電阻值和較好的選擇性，一定程度上可以預防停電事故，減少停電范圍。
2.6電源自動(dòng)化控制
電源在電氣自動(dòng)化控制系統中的重要作用是毋庸置疑的，為保證其起到應有的作用，應當提高其自動(dòng)化控制技術(shù)的水平。所以，在銅礦電氣自動(dòng)化控制中應用單片機后，可以基于單片機設計電源開(kāi)關(guān)的定時(shí)控制系統，設定定時(shí)時(shí)間，以便實(shí)現對電源開(kāi)關(guān)的自動(dòng)化控制。這樣一來(lái)，一方面可以在漏電情況下出于漏電保護工作的需要自動(dòng)切斷電源，縮小停電范圍，降低停電影響，避免造成較大程度的人身傷亡；另一方面也提高電源開(kāi)關(guān)的自動(dòng)化控制水平，可以根據設定好的時(shí)間進(jìn)行電源開(kāi)關(guān)控制。
3結語(yǔ)
綜上所述，單片機在銅礦電氣自動(dòng)化控制技術(shù)中的應用相當廣泛，在銅礦開(kāi)采、供電安全管理、排水自動(dòng)化控制、通風(fēng)系統監控、漏電保護、電源自動(dòng)化控制等方面發(fā)揮了巨大作用。既提高了銅礦電氣自動(dòng)化控制水平，也保證了銅礦生產(chǎn)安全，降低了工作強度，對銅礦生產(chǎn)而言，單片機應用價(jià)值巨大。在今后的發(fā)展中，應加強單片機在銅礦電氣自動(dòng)化控制技術(shù)中應用的研發(fā)工作，進(jìn)一步完善與優(yōu)化單片機應用效果，利用單片機的遠程實(shí)時(shí)監控、保護作用為銅礦電氣自動(dòng)化控制的實(shí)行提供堅實(shí)的條件和基礎。
電氣自動(dòng)化單片機論文2
摘要：
單片機是當前被運用到各個(gè)領(lǐng)域的一個(gè)技術(shù)產(chǎn)品，隨著(zhù)當前社會(huì )生產(chǎn)活動(dòng)的增多，單片機被運用到眾多的生產(chǎn)領(lǐng)域中，在一定程度上提升了人們的生活水平和質(zhì)量。就當前單片機的使用情況看，單片機更多地被運用到電子技術(shù)領(lǐng)域中，提升電子領(lǐng)域的發(fā)展程度，例如在儀表儀器中使用單片機可以提升其智能程度;單片機在工業(yè)控制中通過(guò)自身功能的發(fā)揮，可使工業(yè)控制更加先進(jìn)化。該文從單片機的概述入手，研究在電子技術(shù)發(fā)展中單片機運用的程度。
關(guān)鍵詞：
單片機；電子技術(shù)；應用研究
20個(gè)世紀70年代，單片機得到快速的發(fā)展，形成一個(gè)品種較為全面，功能更加強大的技術(shù)產(chǎn)品，開(kāi)始在各生產(chǎn)領(lǐng)域中運用。隨著(zhù)近半個(gè)世紀的發(fā)展，單片機取得更優(yōu)質(zhì)的成果，科技水平更加先進(jìn)，在眾多領(lǐng)域中實(shí)現高效運用，提升這些領(lǐng)域的發(fā)展程度。單片機現在在電子技術(shù)領(lǐng)域中得到廣泛的使用，如在通信功能、儀表儀器等方面實(shí)現高效的運用，促進(jìn)這些企業(yè)實(shí)現優(yōu)質(zhì)的發(fā)展。同時(shí)，隨著(zhù)單片機運用程度的增加，應用領(lǐng)域的擴展，其技術(shù)呈現創(chuàng )新發(fā)展趨勢。
1、單片機的科學(xué)分析
1.1概述
單片機是嵌入式系統的一個(gè)組成部分，它采用規模較大的電路技術(shù)將CPU、RAM、ROM以及定時(shí)器等眾多功能集成在一個(gè)硅片上，繼而形成一個(gè)具有完善功能的，微型的計算機系統。單片式是1970年左右開(kāi)始在生產(chǎn)中運用，隨著(zhù)多年技術(shù)的革新和使用程度的加深，當前它在汽車(chē)電子，醫療器械，工業(yè)控制以及儀表儀器中得到運用。單片式發(fā)展速度較快，由最開(kāi)始的4位單片機發(fā)展成8位單片機，到目前300M具有高速運轉和處理能力的單片機。
1.2主要特點(diǎn)
單片機是當前計算機發(fā)展的一個(gè)重要組成部分，隨著(zhù)計算機水平的增長(cháng)，單片機也呈現高效革新的態(tài)勢，且呈現不同用途的，不同型號的單片機產(chǎn)品。以AT89S52型號單片機為例，單片機目前重要的發(fā)展特點(diǎn)有6個(gè)方面。第一，單片機具有使用方便的特點(diǎn)，單片機整體體積較小，系統構成較為簡(jiǎn)單，整體呈現模塊化;第二，對環(huán)境的要求較低，單片機具有較強的環(huán)境適應能力，可以在不同的環(huán)境得到運用;第三，控制能力較強大，單片機有著(zhù)較強的科技力量，通過(guò)眾多功能的集成，其具有很強的控制功能;第四，功能消耗較低，單片機在運行的時(shí)候只需要較低的電壓，整體對功能的消耗低;第五，速度快，單片機具有極強的處理功能，對各項數據和信息有著(zhù)極快的處理速度;第六，可靠性高，單片機可以實(shí)現長(cháng)時(shí)間的工作，提升整體系統的運轉能力。
2、電子技術(shù)中單片機的應用情況分析
2.1手機通信中的運用
單片機在電子通訊中得到運用，主要體現在手機語(yǔ)音功能的建設中，單片機對手機語(yǔ)音信息進(jìn)行識別，并開(kāi)展相關(guān)操作。在手機的音頻入口安置單片機可以使其收集眾多的音頻信息，系統分辨工作開(kāi)展之后，向各個(gè)部件下具體的指令和信息，實(shí)現語(yǔ)音信息中的手機操作。
2.2單片機提升醫療器械診斷正確性
人們在實(shí)現溫飽之后，更加關(guān)注自身的健康，對醫療水平有著(zhù)越來(lái)越高的需求。但是，在醫療建設的過(guò)程中總會(huì )出現一些問(wèn)題，檢測手段以及消毒水平存在一定的不足，影響整體醫療建設的質(zhì)量。單片機在醫療器械中得到運用之后，大大減少了醫療問(wèn)題的出現，使醫療工作得到一定程度的提升。單片機的使用增加了醫療設備的診療準確性，提升了診斷的精準性。同時(shí)，隨著(zhù)單片機在醫療器械中的運用，整體醫療設備朝著(zhù)更加智能化、自動(dòng)化的發(fā)展方向前進(jìn)，使醫療診斷的結果更加精準，更好地為人們的健康提供醫療保障。
2.3單片機使儀表儀器的使用更加智能化
單片機因其集成度高等特點(diǎn)被用于儀表儀器的生產(chǎn)，隨著(zhù)單片機科研水平的不斷革新，儀表儀器的發(fā)展更加智能化，更加符合當前人們的使用需求。同時(shí)，隨著(zhù)單片機使用程度的增加，儀表儀器設備朝著(zhù)數字化方向發(fā)展，整體測試水平較高，儀表儀器控制和處理的功能建設更加優(yōu)質(zhì)。例如，在航天儀器制造的時(shí)候，使用單片機這種先進(jìn)的技術(shù)可以使儀器的精準性和集成性更強，提升航天電子系統的數字化程度，大大降低航天事故發(fā)生的幾率。
2.4家電中普遍使用單片機
單片機不僅在高科技的領(lǐng)域中實(shí)現運用，如醫療器械、儀表儀器等領(lǐng)域，同時(shí)也在日常生活中得到運用，例如在家電行業(yè)中。隨著(zhù)科研水平的發(fā)展，單片機越來(lái)越多地在生活中得到運用，提升人們生活的質(zhì)量和幸福感。當前人們家庭生活中使用的洗衣機、微波爐以及電視機等家電都運用了單片機這項技術(shù)。在電視機的運用中，通過(guò)使用單片機使其系統控制技術(shù)更加先進(jìn)，功能操作更加便捷。例如，人們可以通過(guò)遙控器自由切換不同的電視頻道，選擇自己想看的電視節目。單片機在微波爐建造中，通過(guò)系統信息的處理，可以根據食材的不同進(jìn)行科學(xué)的、自動(dòng)的選擇工作，主要是選擇加熱時(shí)所需要的溫度和具體時(shí)間。單片機在洗衣機的系統控制中，可以根據衣物的材質(zhì)以及臟污程度進(jìn)行自動(dòng)洗滌，對洗衣液的使用量、洗滌的強度控制以及詳細的洗滌時(shí)間有著(zhù)科學(xué)的控制和選擇。
3、單片機在未來(lái)電子技術(shù)領(lǐng)域中開(kāi)發(fā)趨勢分析
隨著(zhù)社會(huì )生產(chǎn)實(shí)力的增強，科研技術(shù)程度更加深入，單片機型號和技能革新的速度會(huì )越來(lái)越快，其在電子領(lǐng)域的應用開(kāi)發(fā)主要從以下3個(gè)方面進(jìn)行。
3.1對單片機程序開(kāi)發(fā)
隨著(zhù)單片機自身開(kāi)發(fā)程度的加深，其在嵌入式系統的建設中得到越來(lái)越全面的運用，目前已經(jīng)不在裸機的環(huán)境中實(shí)現開(kāi)發(fā)和使用。單片機已經(jīng)實(shí)現一定程度的自動(dòng)執行，可以對數據進(jìn)行較強的儲存，科學(xué)處理和傳輸數據。單片機具有較強的環(huán)境使用能力，可以保障計算機在不同的環(huán)境中實(shí)現正常的運轉和數據的處理，對外界的物理參數實(shí)現高質(zhì)量的采集，并對其進(jìn)行邏輯分析和正確的處理。
3.2優(yōu)化C語(yǔ)言系統程序
C語(yǔ)言有著(zhù)強大的數據處理能力，可以以簡(jiǎn)易的方式對編程語(yǔ)言開(kāi)展編譯、處理等工作，有著(zhù)強大的編程能力。為了使單片機在復雜的計算數據和控制數據的環(huán)境中實(shí)現正常的使用，提升系統的'集成和控制能力，一定要加強C語(yǔ)言在單片機中的運用程度。通過(guò)對C語(yǔ)言更深度的開(kāi)發(fā)，可以加大單片機的開(kāi)發(fā)程度和力度，進(jìn)而拓展單片機使用和運用的范圍和領(lǐng)域。
3.3加強對計算機的研發(fā)
目前，單片機的制作中使用眾多的通信接口，通過(guò)接口的連接可以和計算機進(jìn)行數據的交流和溝通�？梢哉f(shuō)，單片機通過(guò)通信接口可以讓通信設備和計算機形成一定的聯(lián)系，可以使雙方進(jìn)行精準的數據支持，提升設備對數據的使用程度和運用程度。為此，要想對單片機進(jìn)行深度的開(kāi)發(fā)，應該對計算機進(jìn)行系統的分析和運用，提升數據連接和傳輸的質(zhì)量。
4、結語(yǔ)
單片機是當前計算機發(fā)展的一個(gè)重要組成部分，隨著(zhù)計算機水平的增長(cháng)，單片機也呈現高效革新的態(tài)勢，在電子領(lǐng)域實(shí)現高效的運用。突出表現在手機通信中和家庭電器的使用中，提升人們的生活建設質(zhì)量。同時(shí)，單片機使儀表儀器的使用更加智能化，提升醫療器械的診斷正確性。在未來(lái)的發(fā)展中，可以通過(guò)對單片機程序進(jìn)行開(kāi)發(fā)、優(yōu)化C語(yǔ)言系統程序以及加強對計算機的研發(fā)這3個(gè)方面提升單片機在電子領(lǐng)域的運用程度。
參考文獻
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電氣自動(dòng)化單片機論文3
【摘要】
過(guò)去的以教師為中心的單片機課程教學(xué)，由于課程的綜合性太強使得學(xué)生在學(xué)習過(guò)程中對很多知識點(diǎn)難以接受，我們通過(guò)對本門(mén)課程項目式和模塊化改革的結合，合理安排教學(xué)內容和教學(xué)資源，降低初學(xué)者入門(mén)門(mén)檻，引導學(xué)生以興趣為導向，極大的提高了學(xué)習者主動(dòng)獲取知識的意愿，明顯提高了本課程的教學(xué)效果。
【關(guān)鍵詞】
模塊化教學(xué)；項目驅動(dòng)；教學(xué)改革
“單片機技術(shù)”課程在本科院校里是電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的必修課程，這門(mén)課程是以電子技術(shù)基礎，編程語(yǔ)言，計算機理論等知識為基礎的一門(mén)專(zhuān)業(yè)性和應用性很強的綜合性課程�；谝陨咸攸c(diǎn)，對于初學(xué)者來(lái)說(shuō)對單片機的理論知識的正確把握往往感覺(jué)比較吃力，給初學(xué)者造成學(xué)習困難。但是經(jīng)過(guò)我們多年的教學(xué)經(jīng)驗，這類(lèi)有很強的應用性和實(shí)用性的課程，以項目式教學(xué)更能推動(dòng)學(xué)生的學(xué)習興趣，同時(shí)模塊化的教學(xué)設計更能降低初學(xué)者入門(mén)的門(mén)檻。兩者相結合教學(xué)方法的采用對本門(mén)課程的教學(xué)效果提升明顯.
1、單片機項目驅動(dòng)教學(xué)法
以往的單片機教學(xué)模式是以教師為中心，老師在課堂上按照教材，或者教學(xué)大綱按部就班的講授理論原理和知識點(diǎn)；以課堂教學(xué)為中心，學(xué)生學(xué)習為被動(dòng)接受，由于知識點(diǎn)綜合性比較強，理論太深奧使得學(xué)生往往學(xué)習興趣不高，同時(shí)缺乏動(dòng)手實(shí)踐機會(huì )，教學(xué)效果一般不夠理想。以項目驅動(dòng)的教學(xué)法是學(xué)生為主體，教師為主導，以實(shí)踐應用為根本目標，圍繞具體的項目構建教學(xué)內容體系，通過(guò)師生共同參與完成一個(gè)具體的項目而展開(kāi)的教學(xué)活動(dòng)。注重的不是最終的結果，而是項目完成的過(guò)程，在項目的教學(xué)實(shí)施過(guò)程中，學(xué)生按需學(xué)習，親身實(shí)踐，學(xué)生在項目的實(shí)踐過(guò)程中，理解知識和掌握技能，學(xué)習成為一個(gè)參與的創(chuàng )造實(shí)踐活動(dòng)，培養分析和解決問(wèn)題的能力。引進(jìn)單片機項目教學(xué)方式打破了原有的教學(xué)組織安排，以項目的開(kāi)發(fā)步驟作為教學(xué)內容，將課程的內容分解為一個(gè)個(gè)小項目，從項目引入到項目解析再到任務(wù)分解然后到知識點(diǎn)講解最后知識點(diǎn)應用，將原教學(xué)方案里單片機的知識點(diǎn)穿插到具體項目開(kāi)發(fā)的過(guò)程中。這里面包含了軟、硬平臺搭建到項目展開(kāi)再到項目完成的一系列教學(xué)活動(dòng)，使學(xué)生從被動(dòng)學(xué)習變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習，按照這種方法我們將以往教學(xué)體系中的知識內容變化為若干個(gè)工程項目，然后圍繞著(zhù)這些工程項目任務(wù)的展開(kāi)同時(shí)開(kāi)展教學(xué)，讓學(xué)生以具體工作目標的展開(kāi)來(lái)進(jìn)行教學(xué)環(huán)節的工作。有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習積極性和創(chuàng )新能力，調動(dòng)了學(xué)生的'學(xué)習積極性。在這整個(gè)過(guò)程中，學(xué)生能很好的把握課程的知識要求，在體驗創(chuàng )新與探索的過(guò)程中，又培養了學(xué)生們的分析解決問(wèn)題的能力及團隊協(xié)作能力等。
2、模塊化的單片機教學(xué)方法
任何復雜的系統都是由具有完整基本功能的功能模塊電路組成，單片機應用系統也是如此，一般由cpu系統、中斷系統、I/O口等。同時(shí)任何復雜的電路系統都可以分解為多個(gè)具備單一功能的模塊電路，按照這個(gè)思路，學(xué)習單片機系統我們也可以從單片機的功能模塊電路入手，我們根據學(xué)生的認知規律，和學(xué)習單片的一般原理的方法，機將單片機教學(xué)模塊分成幾個(gè)部分，這里面每個(gè)部分有自己的專(zhuān)用模塊[3]。比如程序功能部分、硬件部分；在對硬件電路設計部分進(jìn)行模塊化設計，將單片機的各個(gè)功能模塊以獨立的原理圖形式出現，我們把單片機個(gè)硬件按功能分為了鍵盤(pán)模塊、數碼管顯示模塊、傳感器控制模塊、模數轉換模塊、顯示模塊、通信模塊等幾大模塊，如圖1。各個(gè)模塊通過(guò)面包板上預留的連接器與系統主板進(jìn)行連接，然后用排線(xiàn)組合成所需要的系統。在教學(xué)過(guò)程中，要不斷收集遇到的各種硬件功能模塊電路，弄清它們的工作原理、性能及特性、特定的功能及使用方法，把系統化整為零，建立起自己的硬件模塊庫。指導學(xué)生學(xué)會(huì )搜集、分析別人的設計案例、論文和相關(guān)書(shū)籍中的功能模塊電路，不斷地充實(shí)自己的功能模塊電路庫，日積月累，學(xué)生就會(huì )覺(jué)得自己的單片機系統設計能力越來(lái)越強。最后在進(jìn)行模塊分解時(shí)，各模塊功能盡可能專(zhuān)一，聯(lián)系盡可能簡(jiǎn)單，使模塊獨立性強，方便教學(xué)實(shí)用的模塊。
3、總結
新興本院校定位應用型教學(xué)型高校，以培應用型、創(chuàng )新型人才為目標。在此基礎上的以項目驅動(dòng)法教學(xué)和模塊化教學(xué)為主線(xiàn)，以實(shí)際應用為培養為目標的“單片機技術(shù)”課程教學(xué)改革思路，按照這個(gè)方式能使學(xué)生在項目模塊化的環(huán)節中一步一個(gè)臺階。此教學(xué)法脫離了枯燥無(wú)味的說(shuō)教模式，使學(xué)生在具體的設計項目的工作環(huán)境里輕松自在的狀態(tài)來(lái)投入到學(xué)習中，思維能力、動(dòng)手能力、學(xué)習能力以及團隊協(xié)作能力都有了明顯提高，模塊化學(xué)習過(guò)程中所積累的各種電路系統模塊也促進(jìn)構建成學(xué)生進(jìn)行科技創(chuàng )新實(shí)踐、參加大學(xué)生創(chuàng )新創(chuàng )業(yè)訓練的重要模塊庫，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習的主動(dòng)性和成就感。法國文化教育學(xué)家斯普朗格曾言：教育的最終目的不是傳授已有的東西，而是要把人的創(chuàng )造力量誘導出來(lái)。本課程的教學(xué)改革正是朝著(zhù)這個(gè)方向前進(jìn)。
電氣自動(dòng)化單片機論文4
1我國煤礦自動(dòng)化控制現狀
全社會(huì )的信息化發(fā)展已經(jīng)成了主趨勢,而自動(dòng)化技術(shù)也逐漸向網(wǎng)絡(luò )化、智能化發(fā)展,自二十世紀以來(lái),我國煤礦自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展十分迅速,但是較之于國外發(fā)達國家來(lái)說(shuō),我們需要趕追的距離還是很大,在應用過(guò)程中需要改進(jìn)和提高的地方還有很多。
2單片機在電氣自動(dòng)化控制中的應用
2.1在漏電保護中的應用
單片機能夠使得煤礦開(kāi)采過(guò)程中的漏電現象減少,所以為了使得煤礦井下的施工全得到保證,關(guān)鍵因素就在于低壓漏電保護。傳統的漏電保護措施以分立元件為主,難以滿(mǎn)足現代科技下的開(kāi)采需求。而單片機系統的應用就解決了這個(gè)問(wèn)題。單片機系統的智能化水平較高、檢測結果準確,不僅具有較高的安全可靠性,并且其響應時(shí)間短,同時(shí)還能對漏電影響下的停電范圍進(jìn)行控制。例如,在煤礦開(kāi)采過(guò)程中一旦發(fā)生漏電事故,在第一時(shí)間互感器將進(jìn)行反應將電流轉化成電信號,放大器對該信號進(jìn)行放大并傳輸至單片機端口,單片機在檢測電信號后,系統將收集的電網(wǎng)頻率發(fā)送至單片機。這樣就完成了漏電檢測。
2.2在風(fēng)機節能中的應用
在日常的煤礦作業(yè)中,風(fēng)機的位置是十分重要、不可或缺的。風(fēng)機的作用是為井下工作提供空氣,且要滿(mǎn)足井下對風(fēng)速、風(fēng)壓的標準要求。在煤礦生產(chǎn)的.各個(gè)節點(diǎn)上,主要是使用可調速系統對恒速系統進(jìn)行替代。調速方式可以是串級式調速或變頻調試。在電路控制中,通過(guò)使用軟件代替硬件的方法使得其復雜程度降低,并增強了整個(gè)系統的可控性,并且有效的降低了成本。
2.3在礦井提升機自動(dòng)化控制中的應用
煤炭開(kāi)采作業(yè)大部分是使用交流電動(dòng)機拖動(dòng),使用交流電拖動(dòng)能夠使開(kāi)采設備的工作更靈活以及能夠提高開(kāi)采效率。但是交流電不僅消耗了大量的電能,同時(shí)由于交流電的簡(jiǎn)單化布置還可能帶來(lái)很多安全問(wèn)題,并且一旦出現了交流電應用設置上的失誤,很可能會(huì )對整個(gè)設備造成損害。單片機技術(shù)的使用很好的避免了這種情況的出現。單片機技術(shù)能夠對交流電進(jìn)行很好的控制,并能減弱電流電壓,使得電流以及電壓都在合理科學(xué)的范圍內,這樣一來(lái)不僅保證了煤礦作業(yè)的工作效率,同時(shí)也使得煤礦作業(yè)的安全性得到了保證。
2.4在滾筒采煤機調高系統中的應用
采煤機需要在工作過(guò)程中對開(kāi)采高度不斷進(jìn)行調整,從而滿(mǎn)足煤層分布不均勻以及厚度不一致的需要。傳統的采煤機缺少要求的靈活性,而應用單片機改造后的滾動(dòng)采煤機就不必受這個(gè)問(wèn)題的困擾了。
2.5在排水自動(dòng)化中的應用
對于礦井安全以及生產(chǎn)來(lái)說(shuō),除了通風(fēng)系統,排水系統也是其重要保障,在礦井下設置自動(dòng)化分站,系統就可以對排水進(jìn)行自動(dòng)化管理了。在排水系統中應用單片機,能夠對水倉水位、電網(wǎng)的負荷等信息進(jìn)行系統地管理以及處理。一旦電機出現故障,備用泵能自動(dòng)啟動(dòng),利用PLC能夠對盤(pán)區的排水泵進(jìn)行遠程啟動(dòng)、停止、復位和測試等操作,并監控,使排水工作順利進(jìn)行。
2.6在采煤自動(dòng)化中的應用
單片機應用于煤礦電氣自動(dòng)化控制技術(shù)中,使得煤礦調度中心和采煤現場(chǎng)之間的交流更加方便,并且能夠將煤現場(chǎng)的相關(guān)數據信息即使向煤礦調度中心傳遞,實(shí)現了對現場(chǎng)的遠程控制和管理。通過(guò)盤(pán)區設置的工作面集控系統,能夠對刮板機、破碎機以及轉載機的自動(dòng)順序進(jìn)行起�？刂�,同時(shí)還能實(shí)現語(yǔ)音通信、故障報警以及緊急停止等重要功能"另外將單片機應用在智能電表中,能夠對采煤用電量按照規劃進(jìn)行實(shí)時(shí)控制,減少用電浪費,為企業(yè)節省用電成本。
3結語(yǔ)
煤炭經(jīng)濟對于中國經(jīng)濟的發(fā)展是非常重要的,提高煤炭生產(chǎn)效率及質(zhì)量對于經(jīng)濟發(fā)展是非常有利的。單片機在煤礦電氣自動(dòng)化控制技術(shù)中的應用使得我國的整個(gè)煤礦生產(chǎn)機械科技化水平前進(jìn)了一大步,單片機的應用使得煤礦生產(chǎn)機電設備自身安全性及自動(dòng)化科技水準得以提升,整個(gè)煤礦企業(yè)發(fā)展也呈現出高效、優(yōu)良的趨勢!
電氣自動(dòng)化單片機論文5
摘要：
以STCl2C5A60S2單片機為核心，設計開(kāi)發(fā)了基于單片機的低成本過(guò)程控制綜合實(shí)驗，闡述了過(guò)程控制綜合實(shí)驗整體設計，及單片機控制板各個(gè)功能的硬件設計與軟件開(kāi)發(fā)，對實(shí)驗平臺的特點(diǎn)進(jìn)行了描述。實(shí)踐表明，通過(guò)綜合實(shí)驗訓練，讓學(xué)生從底層設計并實(shí)踐反饋控制系統，強化和提高了學(xué)生的動(dòng)手能力與綜合實(shí)踐能力。
關(guān)鍵詞：
實(shí)驗系統;單片機;過(guò)程控制;系統設計
“過(guò)程控制”“計算機控制”“微機原理”和“檢測技術(shù)”是我院自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的必修課程，是理論性、設計性、實(shí)踐性很強的專(zhuān)業(yè)方向課，與實(shí)際控制工程聯(lián)系緊密。學(xué)生在這些課程的學(xué)習過(guò)程中，實(shí)驗都是針對本門(mén)課程的內容進(jìn)行，還有很多是演示實(shí)驗和仿真實(shí)驗。在實(shí)際工作中，控制系統一般都是這幾方面內容的綜合應用，而學(xué)生在學(xué)習的過(guò)程中缺乏對整個(gè)系統的設計訓練，因此在教學(xué)過(guò)程中應將控制器系統設計方法和實(shí)際計算機控制系統相結合，通過(guò)理論知識與實(shí)踐活動(dòng)的有機結合，培養學(xué)生解決實(shí)際工業(yè)應用中控制問(wèn)題的能力。為了達到這一教學(xué)目標，自動(dòng)化實(shí)驗室開(kāi)設了自動(dòng)化綜合實(shí)驗課程設計，從控制器設計開(kāi)始，每一步都由學(xué)生獨立完成，實(shí)現水箱液位控制。學(xué)生要完成設計單片機控制器電路，繪制原理圖與印制板圖，編寫(xiě)調試控制程序，設計上位機監控畫(huà)面等內容。從學(xué)生實(shí)驗效果看，學(xué)生完成整個(gè)實(shí)驗后，提高了學(xué)習興趣與實(shí)踐技能，對控制系統有了更清楚的了解。
1、系統功能及組成
系統總體結構，系統為單回路控制系統，水箱內水位為被控對象，水泵抽水到水箱，水箱底部放水，當抽水與放水達到平衡，水箱水位保持平衡。投入式水位傳感器測量水箱水位值，將當前水位反饋到單片機控制器，在控制器內與設定值比較，控制器根據二者的差值，采用某種控制算法，輸出控制量改變變頻器輸出頻率，即改變水泵的抽水量，最終讓水箱水位保持在設定值。上位機運行組態(tài)軟件，與單片機控制器通信，可以動(dòng)態(tài)顯示畫(huà)面與控制曲線(xiàn)，還可以修改水位設定值與控制參數�？刂破飨到y結構，以單片機為核心，外接數碼顯示電路、按鍵電路、通信電路及輸入輸出電路等。單片機采用宏晶科技生產(chǎn)的單時(shí)鐘/機器周期(1T)的.單片機STCl2C5A60S2/AD，該單片機優(yōu)點(diǎn)是指令代碼完全兼容傳統8051，并內置10位A/D轉換電路，可直接在用戶(hù)系統上用ISP在線(xiàn)下載方式，將用戶(hù)程序下載進(jìn)STC單片機運行，這樣可省去編程器和仿真器、降低實(shí)驗成本.2.2水位信號輸入電路與控制信號輸出電路水位測量采用的是二線(xiàn)制投入式液位變送器，輸出4～20mA電流信號，工作電壓為24V。采用5V轉24V的1W電源模塊為變送器提供24。
2控制器硬件電路設計
對于硬件部分，要求學(xué)生會(huì )用電路圖設計軟件AltiumDesigner繪制電路原理圖和印制板圖，因為時(shí)間限制，學(xué)生只要基本會(huì )使用軟件即可，最終電路板使用的是統一的電路版。因為實(shí)驗要求單片機控制器由學(xué)生動(dòng)手焊接調試，每屆學(xué)生使用的都是自己焊接調試的電路板，因此單片機控制器硬件設計以簡(jiǎn)單、低成本為目標。2.1程序下載與通信電路因為現在PC機主板一般沒(méi)有集成串口，因此采用了串口－USB接口轉換器PL2303。PL2303芯片可提供一個(gè)全雙工異步串行通信裝置與USB功能接口便利連接的解決方案。這樣設計使控制器與上位機之間只需要一條USB線(xiàn)就可以完成單片機程序下載與通信的功能，還能利用USB口的5V電源為控制板提供電源而不再需要外部提供電源，變送器輸出的電流信號流過(guò)一個(gè)200Ω的電阻變換為電壓信號接到單片機的A/D轉換引腳。水泵抽水量由變頻器輸出頻率控制，變頻器輸出頻率可以由控制板輸出電壓信號進(jìn)行調節。為了精簡(jiǎn)電路，沒(méi)有采用片外D/A轉換器，而是用單片機輸出脈沖寬度調制(PWM)信號，片外采用跟隨器將PWM信號變?yōu)橹绷餍盘��？刂破鞲鶕刂扑惴ㄓ嬎愕妮敵隽扛淖働WM波的占空比，跟隨器輸出值隨占空比的變化而改變。跟隨器采用單5V電源，輸出給變頻器電壓信號可在0～3.5V變化，雖然沒(méi)有達到5V，但變頻器輸出頻率改變范圍已滿(mǎn)足實(shí)驗需要，2.3LED顯示電路控制板用4位LED數碼管，顯示當前水位值、設定水位值和控制參數等。為了節省I/O口，LED顯示采用8位串入并出移位寄存器74LS164，4片級聯(lián)，只需2位I/O口，按時(shí)序要求輸出4位顯示碼，就可實(shí)現4位8段LED顯示的靜態(tài)顯示2.4按鍵及指示燈控制板還設計有6位按鍵與4位LED指示燈，用以完成設定值修改、參數設置、顯示切換和狀態(tài)指示等功能。
3、系統軟件設計
3.1單片機控制器程序
單片機控制板軟件使用C語(yǔ)言編程，采用模塊化設計，包括通信模塊、A/D測量模塊、PWM輸出模塊、顯示模塊、按鍵處理模塊和控制算法模塊等。主程序流程圖如圖5所示。實(shí)驗并不要求學(xué)生編寫(xiě)完整的程序，但控制算法和水位采樣值的標度變換程序要求學(xué)生完成，控制算法基本要求是采用PID算法。程序的模板和其他各部分模塊程序提供給學(xué)生，由學(xué)生最終完成整個(gè)程序的整合與調試，有能力的同學(xué)還可以編寫(xiě)其他控制算法的程序和增加手自動(dòng)切換等功能。
3.2上位機組態(tài)
為了清楚顯示控制過(guò)程以了解控制效果，要求學(xué)生在上位PC機上用組態(tài)軟件“組態(tài)王”實(shí)現系統的監控畫(huà)面。畫(huà)面要求較為簡(jiǎn)單：
1)能用動(dòng)畫(huà)及數字實(shí)時(shí)顯示水位值；
2)能顯示水位的給定值及數字顯示控制器的P、I、D參數值，這些參數均能在操作界面中進(jìn)行修改；
3)給定值和測量值的實(shí)時(shí)記錄曲線(xiàn)，用來(lái)記錄和顯示控制過(guò)程中被控變量的水位設定值和實(shí)時(shí)水位值的變化過(guò)程。上位機與單片機控制板采用Modbus通信協(xié)議進(jìn)行通信，在控制板通信程序中實(shí)現了Mod-bus通信協(xié)議中讀多寄存器(功能碼3)和寫(xiě)多寄存器(功能碼16)的功能。在組態(tài)王軟件中，定義設備時(shí)選擇［PLC］－［莫迪康］－［ModbusＲTU］－［COM］即可實(shí)現上位機與控制板的通信。
4、結束語(yǔ)
該實(shí)驗讓學(xué)生從底層起設計反饋控制系統，從電路設計，電路板焊接，單片機程序編程調試到上位機組態(tài)軟件的使用，讓學(xué)生對反饋控制系統有較全面清楚的了解。實(shí)踐表明，該綜合實(shí)驗對加強實(shí)踐教學(xué)環(huán)節，增強學(xué)生的動(dòng)手能力、知識和技術(shù)的應用能力、盡快適應現場(chǎng)能力大有幫助。
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