程映游
大力电工襄阳股份有限公司武汉研发中心 430073
摘要：嵌入式单片机是在传统芯片技术的基础上，经过不断进行改进及优化，最终实现了数控芯片。这种类型的单片机能够在一定程度上有效解决传统单片机的问题，优化相应的处理能力，同时有效提高处理速度、效率和精度。单片机在电机控制系统中的集成应用上，可以在很大程度上有效减少对硬件设备的需求和依赖，利用其固有的扩展性能，配合相应的软件计算功能，协调性能，从而进一步提高控制系统效率。正是得益于这一优势，它还可以充分利用其内部资源，优化其自身资源的配置和使用，并为电机控制系统带来可观的价值和效果。此外，集成单片机的开发过程相对来说简单快捷，研发难度相对较低，成本低，这可以在一定程度上有效保证单片机的稳定性，从而带来很大的优势，给制造业带来一定的便利和利益，具有相对较为良好的发展前景。
关键词：嵌入式单片机；电机控制；系统应用
1 电机控制系统中嵌入式单片机的应用需求
1.1. 需求
只有通过进一步加大嵌入式单片机的研发力度，同时进一步将其高效灵活地应用于电机控制系统中，只有这样才能进一步有效提高生产工作的准确性和效率，从而进一步有效实现各项任务的高效执行。因此，有必要进一步加大精密高性能单片机的研发，从而有效实现电机的有效控制。要求主要表现在以下几个方面:第一，在电机控制系统中，需要在脉冲信号的延迟时间内有效控制脉冲信号的频率。然而，要实现这项技术，首先必须使用中央处理器系统来控制时间和频率。第二，如果使用定时器控制，必须在单片机中配置相对应的寄存器，该程序配置电机的中断服务程序，通过正确调整输出信号来控制电机的转速。
1.2 方式
单片机在电机控制系统中的应用必须从以下几个方面进行分析:首先，换向顺序控制能够为电机的正常运行建立相对坚实可靠的基础。换向顺序也称为脉冲分配，可以通过硬件和软件两种方式进行控制。硬件主要是由脉冲分离器芯片进行控制，软件由脉冲信号控制，系统可以实现有效的控制。其次，电机的速度控制可以用脉冲信号的输出频率控制；另外也可以使用数字定时器设置来检测脉冲信号。但在实际应用中，必须在不影响电机正常运转和性能的情况下建立，才能广泛应用，电机方向控制主要由相对应的驱动电路执行，以进一步有效控制电机的通电励磁。
2 嵌入式单片机在电机控制系统中的硬件应用
2.1 单片机应用
电机控制系统已经发展了几十年，技术相对来说较为成熟。在系统的应用中，集成单片机从传统的51单片机和数字信号处理器芯片转变为数控芯片。数控芯片技术主要是在16位单片机的基础上改进而来的。它是一种改进的数字控制器，可以有效地满足电机控制系统的不同需求。集成式单片机不仅能够有效配备功能相对更为强大的外设，同时还配备了高效的数字信号处理软件和平台，可以在一定程度上有效加快数字信号的处理速度，并在总体上提供相对准确的结果。此外，在实际应用过程中，可以提高相关控制器性能，充分利用系统的优势和价值。即使在系统内部出现故障的情况下，也可以有效借助软件快速修复系统。这种控制系统能够在一定程度上充分利用内部资源，对功能实现有效控制，减少对外部设备的依赖。然而，随着当下操作环境整体变得更加复杂多变，对单片机的适应性要求也很高。此时，集成单芯片的设计需要采用总线设计方法，以进一步有效降低布线成本，简化设计，提高设备的灵活性、稳定性和抗干扰能力。
2.2 硬件电路设计
电机控制系统的硬件结构如下:以嵌入式单片机技术为核心设计的控制系统，辅以处理器控制芯片、电子转子位置传感器和模块构成。工作原理如下:首先利用转子位置传感器检测电机转子的位置。然后，中央处理器控制芯片将检测到的位置信息传输到驱动模块当中。然后，驱动模块发出指令来控制电机。电机工作后，处理器芯片根据实际情况为电机设置相对合适的转速。在整个工作中，处理器负责信号的转换、传输和传递，这就使得有效控制电机成为可能。电子旋转位置检测原理:在电子旋转位置检测过程中，主要使用转子位置传感器，因此在实践过程当中这个传感器是整个检测装置的重要部件。其操作如下:在传感器中，它主要是由紧固件以及相对应的旋转元件组成，双方有相对较为明确的分工，相互之间配合开展重组运作。固定组件固定在底座上，旋转组件在轴的作用下进行旋转。旋转部分也可以认为是被凹槽和齿轮阻挡的圆盘部件。在卡槽和齿轮盖下方，电机主要以不同的信号方式工作，并在顶部和底部分开，这样能快速准确地确定转子位置。一旦传感器检测到传输的位置，它就可以将相关的数字信息传输到中央处理器，中央处理器能够随时监控传输的执行状态。然后在现有控制状态的基础上进行适当的调整和优化，以进一步有效确保整个系统的正常运作。驱动电路原理:驱动电路由电机、功率转换器和控制器组成。另外在我国内使用的电机类型有:直流永磁电机、伺服电机和步进电机等等。其中，直流永磁电机是此次研究的主要类型。主要是由于该类电机，操作过程相对来说更加方便快捷，性能相对更好，控制方法相对更简单，应用更广泛。其中，LMD18200是电机控制中使用最多、效率最高的驱动之一。它有相对特殊的驱动组件，同时具有非常强的驱动电机能力和过流保护。单片机集成这种电机驱动的设计，可以在一定程度上实现简化和小型化，从而有效使的整个控制系统功能更加强大。
3 嵌入式单片机在电机控制系统中的软件应用
根据实际调查，电机控制系统的管理和规划的有序发展主要由嵌入式操作系统进行，并且可以被认为是基于明确标准的应用平台控制软件主要元素之一，通过对电机控制情况推荐标准进行分析，用户可以使用任务调度功能来执行相应的处理任务，然后通过使用任务替换功能来确保重要任务的优先处理，以实现相对应的电机控制目标。实施步骤如下:人员首先要对测量工作进行相对明确的分类，然后在此基础上成功进行数据的预处理，再进行相关数据输出，从而进一步充分保证测量工作的安全可靠性。通过进行数据滤波处理，确保对样本数据进行预处理后，样本数据可以被输出。此外，电机控制系统必须具有相对应的故障保护功能，以避免单片机控制出现问题，并且在执行内置实时操作时，人员必须首先执行某些初始化操作，例如作为控制模块的初始化和操作，以及系统初始化等等。只能在完成上述工作后才能进行创建，并且必须组织合理的分工，以促进电机控制系统的高效运行。
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个人简介：程映游 1989.03 男 湖北宜昌 汉族 本科 嵌入式软件工程师；大力电工襄阳股份有限公司武汉研发中心 研究方向：电力电子、电机控制、嵌入式控制系统研发；