徐馨怡

摘 要：对于设备自动化改造而言，最为核心的一部分为单片机。单片机为设备自动化创造了一定的技术支撑，并弥补了以往机械装置存在的不足之处，可有效提升机械设备的自动化程度。在设备自动化中应用单片机，可让机械装置操作更加的安全与简便，并强化了作业效果，提升了工作效率，节省人力与物力的投入。

关键词：设备自动化 改造 单片机 应用

现阶段，社会科技迅速进步，在极大程度上提升了社会生产活动中的机械化水平，且在工业生产中多种多样的机械设备已得到普及，通过应用这些机械设备，不仅能够降低生产成本，提升工业生产的效率，并有利于企业利润的积累。但是，以往的机械设备已无法适应社会经济发展、市场规模与产业拓展的需要，自动化设备逐渐取代了原有的机械设备，自动化设备能够降低工作人员的工作强度，提高生产效率。因此，为能够进一步提升设备的自动化成效与程度，必须重视单片机的应用。

（一）简述单片机

单片机属于集成电路芯片之一，主要技术为超大规模集成电路技术，其在一块硅片上集中运用了多种拥有数据信息处理能力的系统或技术，包括：输入/输出口、中央处理其、中断系统等。单片机之所以能够在实时控制、电力工业等领域得以普及，是由于其具备功耗低、体积较小、质量较轻、良好的扩展性，并具备数字控制与逻辑控制能力，其可结合预先设置的程序来有序开展相应的生产操作。单片机控制系统的结构主要包括：软件系统、控系统及传感系统等。这一系统于1971年被研发出来，这一时期该系统主要应用到工业控制领域中。在上世纪90年代，该系统逐渐应用到电子领域，并在极大程度上提升了单片机的处理能力。现如今，单片机的集成化、自动化与智能化程度进一步提升，体积愈小，且引进了纳米技术，使之具备十分强大的功能与性能，在一定程度上实现了模块化[1]。

二、设备自动化改造中单片机的具体应用

（一）软件设计

对于设备自动化的改造，应将软件当作系统的中心，因为自动化系统也需在软件平台中运行。在软件的开发设计过程中，设计人员应对设备系统的具体要求进行全方位的考量，使用逻辑运算的方式来计算输入的变量，再由输出口加以输出。通常，设计人员会选择模块化的设计手段，具体指：明确所有模块的程序任务，可将程序作出详细地、局部地调试与修改，且不会对另外的模块正常运行造成干扰，借助模块化的方式可有效促进软件的升级与扩充，并有助于分工合作。

（二）控制总电路的设计

为确保系统控制具有良好的性能与灵敏性，并保障每个子系统能够协调工作，必须科学合理的设计控制总路。若未合理的设计控制总电路，将造成控制系统无法顺利运行，出现失灵或是误动问题。单片机的结构比较紧凑，具備较强的指令系统功能，不会占用过多的系统资源，所以在设计控制总电路过程中，设计人员应对控制的可靠性、实时性及安全性进行充分考虑，对于特殊功能需求，应对特殊功能的扩展需求与中继系统扩展进行考量。同时，在输入和输出电路的设计过程中，设计人员必须恰当地设计寻址形式，保障选择形式的科学性，杜绝因数据与地址不匹配而引发时延等问题，从而严重影响系统的灵敏性。为此，需选择线选法与译码法来设计寻址功能。对于输出显示，应结合单片机时序分析，对地址信号加以科学处理，以便能够更好的应对输入变化，对输入状态进行锁存，保障输出的精准性和科学性。

（三）驱动电路设计

为确保单片机的软件系统与硬件系统之间能够协调工作，必须借助驱动来实现。所以，设计人员必须重视驱动电路的设计，在设计过程中应对输入输出信号处理、端口驱动连接形式等进行全面考虑，保证单片机和控制器件之间互相连接。

（四）系统的干扰与抗干扰

（1）系统干扰：对单片机的运用，若没有良好的运行条件，将会影响到设备自动化系统的有序运作，并干扰到其他有关工作的安全性与可靠性，进而造成操作错误，给企业造成极大的经济损失；对于这一情况，可结合具体的影响因素和干扰方式进行控制，主要有耦合方式、辐射耦合方式等；（2）系统抗干扰：抗干扰方式主要有软件抗干扰、硬件抗干扰，一般软件执行多个程序的过程中形成抗干扰，中央处理器在刚刚运行的过程中，极易受到外界干扰而发生程序紊乱的问题，对于这一问题的处理，必须对软件系统执行抗干扰，可通过“软件陷阱”的方式来实现抗干扰，就是选用一条引导指令，把得到的程序强制性转移到其他特定的并不影响正常运行的区域，该区域拥有一定的程序可对错误进行有效处理。硬件抗干扰指立足于干扰源来进行控制，以此来实现抗干扰，具有指：一是，将续流二极管设置于继电器线圈上，当断开线圈时，可消除反电动势干扰出现；二是，将滤波电路设置于电路上，电路板上所有的IC均有一个高频电容和该电路互相连接，从而大大减小IC对电源产生的影响；三是，对于线路的布置，必须杜绝垂直折现的情况出现，从而杜绝高频噪音的发生[2]。

三、结语

综上所述，随着单片机在各个领域得以广泛应用，在极大程度上可促进多个领域与行业的数字化、自动化及智能化进程的发展。对于设备自动化改造，通过有效运用单片机，不仅能够有效提升控制系统的可靠性、安全性及有效性，还能够提高工业生产的效率，推动我国工业生产可持续发展。

参考文献：

[1] 刘文源.设备自动化改造中单片机的应用[J].电子技术与软件工程，2018（08）：249-250.

[2] 张丹.单片机在设备自动化改造中的应用[J].科学技术创新，2017（31）：6-7.