单片机在农业机械设备自动化改造中的应用

时间：2024-07-28

吴汉鹏

（长江大学文理学院湖北荆州 434020）

1 引言

农业机械自动化是一门综合性极高的技术，汇聚了计算机技术、系统工程、控制论、液压气压技术等，能够替代人工操作，独立完成相关的农业机构任务。因此，农业机械自动化对于推动农业现代化发展具有至关重要的作用，不仅可以减轻人力操作的强度，还可以提升劳动的生产效率，解决当下农村劳动力短短缺的问题。随着信息时代的突飞猛进，人们对农产品质量、数量要求的不断提升，只有不断提升农业机械化的水平，才能与时俱进，全面满足。所以，不断加强单片机在农业机械设备自动化改造中的应用，不断提升农业生产效率、生产质量以及生产精度，是现代农业发展的主要方向。

2 单片机在农业机械设备自动化改造中的实施意义

随着现代化技术的突飞猛进，传统的农业机械化设备，操作起来存在很多问题，操作不便捷，安全性能差、工作效率低，人工成本高，不能很好地满足农业生产的需要。而运用了单片机技术进行改变的农业机械自动化设备，操作起来能够很好地规避这些问题，不仅效率高，还十分安全，大大节约的人力成本，为企业节约了资金的投入[1]。随着单片机技术的不断发展与创新，农业机械自动化的水平也在不断提高，且已向智能化的方向迈进，势必会推进我国的农业机械设备自动化水平的不断提高。

3 单片机的功能和特点

单片机主要通过在外设与存储器之间交换相关的数据，通过控制总线包括CPU外部送入和CPU发出的控制信号线，以及应答信号线来实现控制，这种结构形式来源于半导体的工艺，具有很多非常显著的功能和特点，它已经成为计算机应用和发展的一个重要领域，从根本上改变了控制系统思路和设计方法，相比于传统的控制技术，是一次控制技术的革命，因而在各个领域都得到了迅猛的发展。

单片机在七、八十年代已经出现，但由于技术的限制，只运用于工业制造方面，在农业机械设备自动化中并不常见。随着经济和社会的发展，科学技术的日新月异推动了单片机在自动化、智能化和集成化方面的发展，也让它的运用越来越广泛，农业机械设备也因为单片机的运用自动化程度越来越高。这完全得力于单片机突出的优势，不只体积小，而且重量也轻，具有很高的扩展性，且基本不需要多少人力参与，完全程序控制，十分的便捷和节约投资。

它通过内部总线把计算机的各主要部件接为一体，其内部总线包括地址总线、数据总线和控制总线。其中，地址总线的作用是在进行数据交换时提供地址，CPU通过它们将地址输出到存储器或I/O接口；数据总线的作用是在CPU与存储器或I/O接口之间。

4 单片机在农业机械设备自动化改变中的具体方法

如今，单片机在农业机械设备自动化中具有非常重要的作用，为农业发展转型奠定了坚实的基础。继续加强单片机今后在农业机械设备自动化中的应用，可以从以下几个方面着手。

4.1 加强软件的性能

软件系统对于单片机来说，是最精细的部分，承担着任务细化，资源管理和发布指令的功能。进一步优化和自动化的改造、控制、自动化设备的系统运行，能够使单片机的软件更加完善，从而提升单片机的功能。一是保证单片机各个系统之间的科学配合，确保系统软件的有效实施，为机械化的运行，提供保证[2]。在单片机软件的设计过程中，要尽量将系统分模块来进行，从而降低系统调控的难度，这样才能保证单片机在农业机械设备自动化中的正常运用。

4.2 加强单片机软件和硬件系统的抗干扰设计

单片机功能的完美运用不只是依靠软件，同时也离不开软件和硬件的相互配合。但是目前单片机在农业机械设备自动化的改变中，环境比较差不能保证农业机械设备自动化设备的顺利改造。在这种情况下，就要加强对单片机系统和软件的抗干扰设计，进而提高设备系统的稳定性。加强抗干扰设计，可以减少单片机运用的农业机械设备频繁接收到错误的信号，进而对设备造成损坏[3]。面对不一样的情况，单片机的抗干扰系统也要不断更新和升级，这样才能很好地保证单片机的软件和硬件很好地配合，从而安全稳定地运行。

4.3 驱动电路的设计

单片机的软件可以设计，但是即使用到软件，那么必须有辅助的硬件做为对应。通过软硬件的配合和协调，实行系统的正常运行。因此，在单片机在农业机械设备自动化改变中，也要加强驱动电路的设计，这是单片机系统与硬件实现各种控制功能的重要保证。尤其要注意的是，在设计单片机驱动电路时，要对端口驱动的链接方式和子系统以及输入输出信号端口方面着重设计和加强，这样可以有序保证单片机软件各个部位的运行[4]。

4.4 实现控制总电路的设计

要想让单片机的软件系统发挥出真正的系统性能，让农业机械设备自动化的水平不断提升，并能够安全稳定地运行，必须对单片机进行控制总电路的设计。只有在总电路的设计下，对控制系统的灵敏性及控制性进行很好的协调和提高。因为，一些不合理的控制电路设计，会对单片机的系统造成不必要的损坏和影响，比如失灵、故障等现象。极大地影响了单片机在农业机械设备自动化改造中的运用效果[5]。所以，就单片机系统来说，除了要设计强大、且指令丰富的控制系统，还要对其总电路进行设计，及时实现控制的安全、及时和稳定性。