【精品】课件---第01章计算机控制技术绪论2.ppt

第1章 计算机接口与微型计算机控制系统概述 1.1 微型计算机控制系统的组成 1.2 微型机控制系统的分类 1.3 计算机控制系统的发展趋势 如果把上图中的控制器用微型计算机来代替，就可以构成微型计算机控制系统，其基本框图如图下所示。在微型计算机控制系统中，只要运用各种指令，就能编出符合某种控制规律的程序。微处理器执行这样的程序，就能实现对被控参数的控制。 1.1.2微型计算机控制系统的硬件组成 微型计算机控制系统由微型计算机、接口电路、外部通用设备和工业生产对象等组成，其原理如图1-1所示。 1.1.2微型计算机控制系统的硬件组成 计算机控制系统硬件一般包括： 主机--CPU ＋RAM＋ROM＋系统总线 常规外部设备--输入/输出设备、外存储器等 过程输入输出通道—AI、AO、DI、DO 操作台—CRT、LED、LCD 等 通信设备—交换机、modem、集线器等 检测元件及执行机构 1.1.2微型计算机控制系统的硬件组成 1.常用接口及I/O通道 (1)并行接口，8255、8155 (2)串行接口，8251 (3)直接存储器传送接口，8237 (4)中断控制接口，8259 (5)定时器／计数器接口，8253 (6)模拟量与数字量之间转换接口，DAC0832，ADC0809 等。 1.1.2微型计算机控制系统的硬件组成 2．I/O通道 (1)模拟量输入通道，关键部件A/D（把模拟量变成数字量） (2)模拟量输出通道，关键部件D/A（把数字量变成模拟量） (3)数字量输入/输出通道 3.接口外部设备，用以扩大主机的功能 显示、打印、存储等 1.1.2微型计算机控制系统的硬件组成 4．检测元件及执行机构 1．检测元件：把非电量变成电量（传感器）。如热电偶、节流装置、压力变送器。 2．变送器：把传感器的输出信号变成 CPU 所能接收的电压信号。 3．执行机构：接收 CPU 输出的控制量并加以动作，以对生产参数进行控制的机构。如阀、开关、电机等。 1.1.2微型计算机控制系统的硬件组成 5.操作台和实时时钟 人机对话的联系纽带 1．操作台的组成 （1）作用开关：电源开关；数据、地址选择开关；操作方式选择开关，等。 （2）功能键：用以向CPU申请中断，以得到相应的服务，如复位键、启动键、打印键、显示键、连接工作或单步工作方式键等。 （3）显示：LED或CRT显示器件，显示数据，图、表、流程图等。 （4）数字键：用以送入数据或修改控制系统参数。 2．实时时钟 1.1.3 常用的计算机控制系统主机 微型计算机的发展，促进了工业控制的进步。目前，已有各种各样的微型机控制系统在工业生产中应用，根据被控对象的规模来分，主要有下面几种： 1.1.3 常用的计算机控制系统主机 （3）人—机接口:键盘、显示器、打印机。 （4）磁盘系统：软盘和硬盘。 （5）通信接口：工业控制机和其它计算机或智能外设通信的接口。常用RS—232C和IEEE—488接口。 （6)系统支持功能 ①监控定时器(Watchdog) ②电源掉电检测 ③保护重要数据的后备存贮器体 ④实时日历时钟 1.1.3 常用的计算机控制系统主机 (7)输入输出通道：工业控制机和生产过程之间设置的信号传递和变换的连接通道。它包括模拟量输入(AI)通道、模拟量输出(AO)通道、数字量(或开关量)输入(DI)通道、数字量(或开关量)输出(DO)通道。 它的作用有两个： 其一是将生产过程的信号变换成主机能够接受和识别的代码； 其二是将主机输出的控制命令和数据，经变换后作为执行机构或电气开关的控制信号。 1.1.3 常用的计算机控制系统主机 2）工业控制机的总线结构 （1）内部总线 所谓内部总线，就是计算机内部功能模板之间进行通信的总线，它是构成完整的计算机系统的内部信息枢纽。常用的有IBM PC、PCI总线和STD总线。 （2）外部总线 ? 所谓外部总线，就是计算机与计算机之间或计算机与其它智能设备之间进行通信的连线，常用的外部总线有IEEE—488并行总线、USB和RS—232C串行总线。 1.1.3 常用的计算机控制系统主机 3）软件组成 (1)系统软件 系统软件包括实