自动检测技术第3版马西秦第14章节微型计算机在检测技术中的应用.ppt

第十四章 微型计算机在检测技术中的应用 微型计算机在检测领域中的应用日益广泛，微机自动检测系统已成为检测技术发展的主要方向。在掌握传感器及信号处理技术的基础上，运用工程设计的一些基本方法，可以方便地构建微机自动检测系统。 第二节 微机自动检测系统设计 微机自动检测系统种类很多，按用途大体上可分为通用和专用两大类。 专用检测系统是针对具体的检测任务而设计的，系统结构较为简单，所需的器件少，研制成本也较低，是本节讨论的重点内容。 三、数据采集系统的软件设计 微机自动检测系统的软件运行在不同的平台下，设计中可能用到不同层次的程序设计语言。 数据采集装置通常基于单片机或片上系统，一般用汇编语言或C语言编写监控程序。监控程序的主要作用是及时响应来自系统或外部的各种服务请求，有效地管理系统软硬件资源，并在系统一旦发生故障时，能及时发现和作出相应的处理。 系统的数据处理功能通常在微机上实现，一般用高级语言开发应用软件。 第三节 微机自动检测系统应用实例 一.基于单片机的数据采集系统 1、方案制定 根据设计要求，微机自动检测系统硬件由传感器及测量电路、数据采集装置和通用微机三部分组成，系统结构如图14-10所示。 传感器及测量电路是检测系统的前置部分，它将被测参数转换成-10V～＋10V双极性电平信号。 数据采集装置是一个单片机系统。 微机的主要任务是对信号进行分析处理。 3、微机应用程序 应用程序在WINDOWS平台下用VB6.0开发。 应用程序的主要任务是对检测系统进行监控管理及数据处理，功能包括：通信设置、发送命令控制字、接收现场数据、数字滤波、检测信号的标定、必要的非线性补偿、检测结果分析、频谱分析、实时及历史数据存取、图形界面的信息输出等。 图14-13为数据采集系统运行时的界面。 尚辅网 / 第一节 现代检测技术综述 现代检测系统的技术基础是总线技术、虚拟仪器技术和网络化测试技术 . 一.总线技术 总线是一组互联信号线的集合，是计算机、测量仪器、测试系统内部以及相互之间信息传递的公共通路，也是微机自动检测系统的重要组成部分。微机自动检测系统的功能及形式与其总线标准有很大的关系。利用总线技术，能够大大简化系统结构，增加系统的兼容性、开放性、可靠性和可维护性，便于实行标准化以及组织规模化的生产，从而显著降低系统成本。 总线的类别很多，分类方式多样。 根据总线上传输的信息不同，计算机系统总线分为地址总线、数据总线以及控制总线； 根据信息传送方式，总线又可分为并行总线和串行总线； 从系统结构层次上区分，总线分为片内总线、元件级总线、系统总线（内总线）及通信总线（外总线），如图14-1所示。 片内总线是集成电路芯片内部用以连接各功能单元的信息通路。 元件级总线是印刷电路板上连接各芯片的信息通路。 系统总线是微机机箱内的主板总线，用以连接微机系统的各插件板，一般为并行总线。 通信总线用于微机系统之间、微机与仪器或其它外设之间的连接，可以是并行总线，也可以是串行总线。 图14-1 微机各级总线示意图 1、系统总线 除了许多计算机总线可用作系统总线外，还有不少专门为自动检测系统设计的总线。系统总线主要包括： 1）VME/VXI总线 2）PCI总线 PCI(Peripheral Component Interconnect) 3）PXI总线 PXI(PCI Extension for Instrumentation) 2、通信总线 1）串行总线 2）并行总线 3、现场总线 现场总线（Fieldbus）是用于过程自动化和制造自动化最底层的现场设备或现场仪表互联的通信网络，是现场通信网络与控制系统的集成。 图14-2 CAN测控网络 二.虚拟仪器技术 虚拟仪器由计算机、应用软件和仪器硬件三部分构成，计算机与仪器硬件又称为VI的通用仪器硬件平台。 虚拟仪器将计算机强大的图形界面、数据处理能力与仪器硬件的测量、控制能力结合在一起，实现对数据的显示、存储以及分析处理。 虚拟仪器由三大功能块构成： 信号的采集与控制, 信号的分析与处理, 结果的表达与输出. 图14-3 虚拟仪器结构图 虚拟仪器的关键是软件，这是因为虚拟仪器技术最核心的