單片機在工業(yè)控制方面的應(yīng)用有哪些？

單片機在工業(yè)控制領(lǐng)域應(yīng)用時不同于民用、商用領(lǐng)域中的應(yīng)用，工業(yè)控制所處的環(huán)境相對比較惡劣，干擾源多，其常見干擾源來自現(xiàn)場工業(yè)電氣在投入、運行、切斷等工況下產(chǎn)生的靜電感應(yīng)、尖峰電壓、浪涌電流等干擾。實踐表明，在工作室中按用戶要求設(shè)計的小型工業(yè)采暖控制系統(tǒng)，盡管各項邏輯功能及技術(shù)指標(biāo)的測試都正常，但該系統(tǒng)拿到現(xiàn)場上卻不能使用，檢測失靈，操作失控，顯示花屏等現(xiàn)象接踵而來。經(jīng)分析，其干擾是從現(xiàn)場不同路徑傳入單片機控制系統(tǒng)的。切斷干擾源，提高單片機抗干擾能力是解決控制系統(tǒng)正常工作的前提。

32位單片機的應(yīng)用多在中高端產(chǎn)品中，實際上在工業(yè)控制應(yīng)用中32位單片機能夠提供更高的計算性能和儲存器。雖然8位單片機現(xiàn)在是市場主流，但隨著科技的發(fā)展8位單片機與16位單片機也只是一種過渡，32位單片機將憑借其強大的優(yōu)勢成為工業(yè)控制領(lǐng)域的主流。

一、8位與16位有哪些局限性

8位與16位的mcu目前仍是市場的主流沒錯，因為小產(chǎn)品和中低端產(chǎn)品的量比較大，覆蓋面也很廣，所以8位與16位mcu的性能已經(jīng)完全能滿足這些產(chǎn)品的開發(fā)和發(fā)展了。這些應(yīng)用大多趨于使用單片電路，只需要一個單處理器，然后用一個簡單的內(nèi)核進行控制就可以了，所執(zhí)行的任務(wù)也比較簡單。但如此單一的功能，是沒有辦法去適應(yīng)更加密集的計算和更加豐富的功能的。

二、32位的優(yōu)勢

跟8位的處理器相比，32位的性能有著不可超越的優(yōu)勢。就拿工業(yè)中常見的電機控制設(shè)計來說，電機的速度和功率通常都是通過mcu的脈寬調(diào)制器來進行電路調(diào)節(jié)的，8位的mcu雖然能夠測量電機的速度，但如果是32位mcu，它的速率就是8位的四到五倍，并且能改善精度，在控制上也能更加有效。32位處理器強大的儲存器和集成性使得它能同時運行多個程序，這也是它成為mcu相關(guān)產(chǎn)品必需品的重要因素。

測溫電路采用的是單總線芯片DS18B20，該芯片具有測溫精度高，連接線路簡單等優(yōu)點，其測溫范圍為-55℃到+125℃。適合于采暖系統(tǒng)測溫，在實際應(yīng)用中當(dāng)溫度在 60℃以下時可正常工作，隨著溫度的升高，當(dāng)溫度大于 60℃以上時，測溫數(shù)據(jù)開始跳動，且溫度越高跳動越劇烈，甚至無法觀測。電源加了濾波退偶電路效果不明顯，在數(shù)據(jù)線上并接小電容進行高頻旁路時，電容小不起作用，電容大了則數(shù)字信號消失。

限位開關(guān)信號的抗干擾由于限位開關(guān)及饋線與 220V交流負載比較靠近，因此，負載產(chǎn)生的交流強磁場直接對限位開關(guān)及饋線產(chǎn)生干擾。解決的辦法采用光電隔離方式，通過光耦組件 PC827將單片機控制回路與被控回路負載(如電機)隔離開來。從而大大減小了來自負載回路對單片機產(chǎn)生的干擾。

電源回路的抗干擾電源干擾中的尖峰干擾是一種頻繁出現(xiàn)的疊加于電網(wǎng)正弦波上的高能脈沖，其幅度可達幾千伏，寬度只有幾個毫微秒或幾個微秒，抑制辦法可從多方面入手。如圖 2所示，T1為電源變壓器，在其交流電源的輸入端并聯(lián)壓敏電阻RV用來吸收電網(wǎng)瞬間產(chǎn)生的尖峰電壓;C1為高頻旁路電容，抑制高頻差模干擾，C2和 C3用來抑制高頻共模干擾。電感 L1中兩個線圈繞向相同，流過的電流大小相等，但每一瞬變間的電流方向相反使感生的電磁場方向也相反，故生成的反電勢干擾可以相互抵消。可有效抑制電源端較低頻率的干擾。

三、總結(jié)

進入了科學(xué)技術(shù)發(fā)展快速的時代，電子技術(shù)行業(yè)要繼續(xù)發(fā)展就要得到進步，電子技術(shù)的進步是人們生活的需要。單片機是電子技術(shù)嵌入式系統(tǒng)的典型代表，已經(jīng)應(yīng)用到了各個領(lǐng)域，也在各個行業(yè)和領(lǐng)域得到了好的發(fā)展。相信在未來單片機的應(yīng)用還會更加的廣泛，也希望能加快對單片機的開發(fā)造福人類。消費者的需求在日益增加，對于產(chǎn)品的功能需求也會變得更加豐富，32位單片機的集成性和低功耗將會為這些產(chǎn)品開發(fā)帶來新的驚喜。在工業(yè)控制中，32位單片機強大的性能也會滿足其更多更復(fù)雜的電機控制來順應(yīng)工業(yè)需求。