劉岸松

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電子電路在其發(fā)展初期，電路主功率開(kāi)關(guān)管多使用晶閘管、半控型或者不可控型器件，主要通過(guò)模擬電路實(shí)現(xiàn)控制，工作效率低下，控制準(zhǔn)確性較低。現(xiàn)如今計(jì)算機(jī)控制技術(shù)發(fā)展迅速，將計(jì)算機(jī)控制技術(shù)用于電子電路中，能夠有效解決上述問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)對(duì)參數(shù)的有效調(diào)整以及避免溫度漂移，提高了電子電路的穩(wěn)定性和安全性。

1 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)概述

1.1 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)

電子電路中的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)表現(xiàn)為全控制型電子器件。當(dāng)前我們正處于信息化時(shí)代，計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展迅猛，傳統(tǒng)模式下的不可控器件已無(wú)法滿足人們的要求，因此基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的完全控制型電子器件得到了廣泛應(yīng)用。

1.2 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的特點(diǎn)

同傳統(tǒng)控制技術(shù)相比，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)具備下述優(yōu)勢(shì)：第一，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)可以有效解決傳統(tǒng)模擬調(diào)節(jié)器存在的問(wèn)題，例如溫度漂移，還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)部分參數(shù)的單獨(dú)控制，例如微分系數(shù)、積分及比例等[1]；第二，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用于電子電路中具有靈活性，符合特殊控制規(guī)律，通過(guò)對(duì)部分程序代碼進(jìn)行修改便能夠合理調(diào)節(jié)規(guī)律，并不需要安裝一些硬件設(shè)備，有效減少投入成本；第三，將計(jì)算機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用于電子電路有助于排除故障，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)部分運(yùn)行數(shù)據(jù)的自動(dòng)化儲(chǔ)存，如果設(shè)備出現(xiàn)故障能夠及時(shí)有效地對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，消除故障；第四，將計(jì)算機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用于電子電路能夠?qū)崿F(xiàn)和上級(jí)系統(tǒng)的通信，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人監(jiān)管和集中監(jiān)控；第五，系統(tǒng)控制從硬件控制更新為軟件控制，有助于調(diào)節(jié)、檢測(cè)反饋信號(hào)、進(jìn)行故障診斷，大大簡(jiǎn)化了流程，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。

總之，基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的全控型電子器件可以通過(guò)代碼修改方式改變規(guī)律，不需要增加設(shè)備便能夠增強(qiáng)控制能力；計(jì)算機(jī)控制技術(shù)能夠解決模擬調(diào)節(jié)器中的溫度漂移問(wèn)題，對(duì)于解決故障同樣作用明顯；大大減少了投入成本，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，符合集中監(jiān)控的要求；計(jì)算機(jī)控制技術(shù)通過(guò)在軟件方面的改進(jìn)，使得電子器件的硬件方面產(chǎn)生了進(jìn)步，增強(qiáng)了設(shè)備的控制能力，提高了故障解決效率，減少了故障問(wèn)題，從而使得投入的設(shè)備成本降低，既提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，又降低了成本，增加了利潤(rùn)空間。

2 電子電路概述

電子電路的主要組成部分包括控制電路和主電路，是一種全面整合電力、電子、控制等多項(xiàng)技術(shù)，對(duì)電能頻率、幅值以及相位等參量實(shí)施變化的電路。控制電路的主要功能為觸發(fā)信號(hào)，對(duì)主功率開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通和管斷進(jìn)行控制；主電路能夠形成電能能量傳輸通道，對(duì)電路輸出進(jìn)行有效調(diào)節(jié)。

3 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在電子電路中的應(yīng)用分析

3.1 通過(guò)單片機(jī)進(jìn)行調(diào)控

單片機(jī)也稱為單片微控制器，近些年來(lái)在電子電路中得到了廣泛應(yīng)用。從其表面展開(kāi)分析，其只是一種邏輯功能芯片，但是計(jì)算機(jī)也是由多種微型芯片集合而成的，其諸多功能也需要依靠芯片實(shí)現(xiàn)。微型芯片形態(tài)小、質(zhì)量輕，有助于了解計(jì)算機(jī)運(yùn)行原理，實(shí)現(xiàn)軟件的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。在使用電子電路的過(guò)程中，單片機(jī)的主要功能為調(diào)節(jié)電壓電流和電路運(yùn)算，和電路系統(tǒng)的運(yùn)行關(guān)系密切。在應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的過(guò)程中，能夠?qū)崿F(xiàn)雙調(diào)控制高頻PWM控制技術(shù)。從特定層面展開(kāi)分析，通過(guò)單片機(jī)能夠有效解決PMW中精度和高頻之間的問(wèn)題。除此之外，在智能儀器儀表以及工業(yè)測(cè)試等結(jié)構(gòu)中，單片機(jī)的應(yīng)用也非常廣泛。對(duì)于傳統(tǒng)模擬電路的革新關(guān)鍵便在于單片機(jī)的使用，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)大大提高了工作效率。但是單片機(jī)控制也存在一些問(wèn)題，主要體現(xiàn)在頻率和精度方面，如果處理的數(shù)據(jù)量較大，單片機(jī)極易發(fā)生失誤。因此，在通過(guò)單片機(jī)控制時(shí)，應(yīng)該控制所需處理的數(shù)據(jù)量，在保證頻率和精度的前提下，選擇適量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

3.2 通過(guò)DSP進(jìn)行調(diào)控

DSP是以波特率發(fā)生器、FIFO緩沖器為基礎(chǔ)所發(fā)展的新型可編程處理器，同時(shí)也是一種數(shù)字信號(hào)處理器。DSP的主要功能更包括采樣、保持、PMW信號(hào)輸出等。同單片機(jī)進(jìn)行對(duì)比，其主要優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在CPU存儲(chǔ)量、處理速度及集成性能方面。DSP可以在一個(gè)周期內(nèi)完成數(shù)個(gè)指令，并且DSP使用了通過(guò)改良的哈佛結(jié)構(gòu)，程序和數(shù)據(jù)空間具有獨(dú)立性，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)和程序的同時(shí)存儲(chǔ)。除此之外，強(qiáng)大的運(yùn)算能力也是DSP的主要優(yōu)勢(shì)之一。單片機(jī)的主要結(jié)構(gòu)為諾依曼結(jié)構(gòu)，指令系統(tǒng)十分復(fù)雜，在相同空間中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和程序，無(wú)法對(duì)指令和數(shù)據(jù)進(jìn)行同時(shí)訪問(wèn)，在運(yùn)算方面，因?yàn)槭艿紸LU功能影響，無(wú)法做乘法，不能共同進(jìn)行多個(gè)指令，運(yùn)行速率不佳。DSP則使用單指令執(zhí)行運(yùn)算方法，執(zhí)行速率更快。將其應(yīng)用于電子電路中，其主要作用為對(duì)主電路進(jìn)行全面監(jiān)控和保護(hù)，發(fā)揮系統(tǒng)通信的功能。除此之外，DSP還具有檢測(cè)、控制顯示等功能。雖然其優(yōu)勢(shì)明顯，但是也存在一定的不足，例如采樣超時(shí)、運(yùn)算時(shí)間及準(zhǔn)確度等，對(duì)電路的控制性能有一定的影響。因此，DSP雖然執(zhí)行速率快且具備監(jiān)控保護(hù)等功能，但應(yīng)用過(guò)程中應(yīng)合理適度使用，否則將對(duì)電路控制產(chǎn)生影響，從而可能會(huì)引起電路的故障。

3.3 FPGA應(yīng)用實(shí)踐

FPGA屬于一種可編程的門(mén)列陣，能夠滿足人們對(duì)集成電路的要求，解決傳統(tǒng)可編程器件門(mén)電路存在的問(wèn)題。同時(shí)，F(xiàn)PGA也是一種能夠重構(gòu)的器件，通過(guò)內(nèi)部邏輯結(jié)合用戶的要求進(jìn)行設(shè)定，得到了眾多用戶的認(rèn)可，在電子電路中得到了廣泛應(yīng)用。通常情況下，可以將FPGA劃分為可編程I/O模塊、可編程內(nèi)部連線以及邏輯塊三部分。FPGA中的等效門(mén)數(shù)量繁多，通過(guò)對(duì)FPGA的合理使用有助于處理復(fù)雜的邏輯系統(tǒng)，進(jìn)而形成分立元件組成電路。除此之外，如果存在軟件復(fù)雜、取樣效率低、任務(wù)單一的情況，使用FPGA效果明顯。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在電子電路系統(tǒng)中使用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，同傳統(tǒng)模擬控制電路相比優(yōu)勢(shì)明顯，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中仍存在一些問(wèn)題，不管是單片機(jī)、還是DSP抑或是FPGA，均各有利弊。因此在使用過(guò)程中應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合理分析，選擇控制芯片混合產(chǎn)品，充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的功能及優(yōu)勢(shì)。