朱建平 韩亮 张敏
航空工业计算所 陕西西安 710065
摘要：自改革开放以来，我国各个领域的发展发生了翻天覆地的提高，科学技术也被多个领域广泛应用，然而，在实现电子电路的设计时，创新发展具有现实意义。单片机作为一种具有数据处理能力的中央处理器，将其应用在电子电路设计中无疑会实现电子电路系统应用的高速率、多性能。文章就电子电路系统设计展开概述，探索单片机在具体的电子电路系统中的应用情况，为电子电路系统的优化升级提供经验。
关键词：单片机；电子电路设计；应用研究
引言
单片机技术作为现代所诞生的一种先进技术，本身的诞生时间其实相当短暂，但是，在短短的应用时间内，单片机技术令众多领域技术人员所信服，特殊的技术应用优势，适当单片机技术可以很好地应用于电信行业、交通运输行业、办公自动化行业、智能设备行业等多个领域。尤其是在电气传动领域中，单片机技术可以极大地加强电力驱动功能，同时，单片机技术的出现，可以说是给我国电气传动领域带来了划时代的变化，依靠单片机技术的良好应用，以此来实现电气传动系统的产业化发展，在原有的基础上极大地增强电气传动效率和质量，并且，相较于其他的传动芯片来说，单片机本身的体积更小，所能容纳的功能却更多。
1电子电路概述
电子电路是指同电子器件相关的无线电元件组成的电路，其广泛地应用于各种电子设备中。伴随着社会信息化、自动化程度的加快，当前各行业在生产服务工作中都使用大量的电子设备、电子产品以及电力系统等。电子电路可以将复杂的电子产品内部的连接控制关系以简洁、直观的形式呈现出来，也可以提高电子产品内部结构的功能性。可以说设计越合理的电子电路系统，其能够取得的优化效果更加明显。例如在数字时代下，电子电路系统能够完成对数字信号的快速传递和处理，让各种数字化产品的功能、结构得到优化升级。而按照电子电路设计的相关技术可知，当前市面上常使用遗传算法，对该电子产品的各种功能结构进行分析，由此掌握可能存在的问题，继而针对需要解决的问题展开针对性的代码设计。这种设计方式下，可以确保电子电路内部结构更加合理科学，各个元件在实际的运行中都能够发挥出实际的功能作用。
2单片机在电子电路设计中的应用意义
电子信息技术的发展在很大程度上促进了社会经济发展，在社会经济发展水平有效提高的当下，电子信息行业的深入发展更受到了市场的关注，所以实现电子设备的自动化控制技术的应用和发展也成了必然事件。就单片机的优势而言：首先，单片机系统结构简单，使用方便，能够长时间运行，并具有良好的环境适应力。其次，单片机的中央处理系统处理功能较强，处理速度快，也具有很强的控制作用与能力。最后，单片机具有低电压、低功耗的优势，在电气设备的电子电路设计中的应用能够减少该系统的能耗。例如，在数控加工设备中，由于该电子设备的整体结构较为复杂，其中的电子电路设计也较为复杂，若是按照传统的设计方案，安装相应的电子元件，虽然可以满足数控电子设备的功能需求，但是也相应地消耗了很多能源资源，更可能因为设计的电子元件数量多而使得该数控加工设备外形变大，不利于机械加工产业的微型化转型升级。另外在数控加工设备内部拥有各种回路的电子电路系统，在正常的数控加工工作中，一些不良的机械操作会引起整个电子设备产生故障。而将单片机安装在数控加工设备中，不仅能够形成对这一设备电子电路系统的自动控制和保护效果，而且能够及时发现电路示波器等运行的故障类型以及故障原因，及时预警并且采取相应的故障解决措施，自动断开电源，避免带来更严重的故障问题。单片机在电子产品电路设计中，起到重要的系统电路保护和电子设备保护作用。
3单片机在电子电路设计中的应用
3.1实现电子设备自动调节控制
各种电子设备中都需要通过电子电路来完成工作作业，随着社会自动化、智能化水平的提升，当前越来越多的高性能的电子产品被应用到一些特殊行业中，由此提高这些特殊行业的工作效率和工作安全性。在传统的电子电路设计中，其存在各个功能模块反应速度慢等问题，同时各个电气设备也不能够展开动态化的运行管理。对此要求通过电子电路的自动化控制设计，满足个性化生产服务的需求。在一些行业的风机设备的电子电路设计中，由于不同生产阶段和生产规模中对于风机的风速、风压等需求是不同的，若是单纯地依靠人力来完成对风机设备的调节，则生产效率不高。实现对风机电子电路的智能化设计，提高其自动控制作用成为当务之急。在电子电路设计中安装单片机，其能够形成对风机的运行电路进行参数调节和控制，由此提高对风机调节和控制的精确性。
3.2电气自动化电路系统中的应用
电气自动化控制系统的运行，需要单片机外围控制电路、内部电路体系之间的配合，其中中央微处理器CPU、存储器、定时器/计数器、I/O接口等组成的主控单元，可以实现对不同电气运行环节中数据传输与存储、设备功能实现的控制。这里电气自动化控制系统，通常包含信号传感器、继电器、按钮开关等信号操控装置，继电器主要用于输出信号的模拟。之后根据不同单片机控制指令的多种按钮设置，进行电机系统速度、驱动电路、计算机控制面板显示等的精准管控。在电气自动化直流电机的控制过程中，主要根据现场实际运行环境，对单片机的MCU硬件电路、电机指令控制按键、电源电压与电流等作出调控。首先，点击加速按键观察电机的运转状况，确保电机上限速度、下限速度控制在合理范围内，这里对电机运行过程中的电源频率、磁极对数与控制脉宽等数据进行分析，以确保电机不同状态启动的运转损耗。之后探究电气自动化系统硬件电路的设计方案，硬件电路主控单元为单片机集成芯片，驱动电路内部包含电源芯片驱动器、自举电容器、整流二极管等组成构件，其中开关电源高低电压值控制在5~20V左右。其次，电气自动化系统内的数据信号的传输、模数转换，通常选取单片机信号发生器，展开不同信号波形、信号频率等的输入/输出操作，再通过相关软件、RS串行通信端口，与信号发生器的显示模块进行连接。其中信号发生器包括D/A转换控制电路、锁存器、寄存器、D/A键数组和键触开关等组成结构，转换集成芯片为8位的DAC0832，该芯片能够将直流或交流信号进行滤波放大、模数转换，产生5~50Hz的正弦波、25~250Hz的三角波、100~1000Hz的方波。电气自动化系统信号发生器的运行过程中，采取C51语言编程进行数据采集呈现的调试，将输入数据的确定值进行矩阵键盘扫描，并在LCD人机交互屏上显示信号波形、信号频率。因而直流电机控制模块、按键扫描模块、数字显示模块等的协同配合，可以实现电气自动化系统硬件电路、软件功能服务精确控制。
结语
综上所述，单片机作为微型计算机技术，结合了计算机技术、信息技术与集成电路技术，在多种技术的集合下维护了单片机良好的使用性能，其应用于自动化控制系统中越来越普遍，产生的效益也越来越高。当前各行业的电子电路设计中应用单片机，能够形成对该电气设备的保护效果，同时，借助单片机的技术优势，还能够提高各行业电子设备的自动控制技术的技术水平，在监控、在线监测、参数调节、控制动作上都得到良好的优化与提升，这极大提高了电子设备的自动化成都与应用效果，为现代化生产生活提供了高效的生产质量与效率。
参考文献
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