机电一体化系统设计微机控制系统的选择及接口设计.pptxVIP

本章教学目标及要求;第四章 微机控制系统的选择及接口设计;第一节 微机控制系统设计的一般知识 ;2. 基本要求;第二节 微机控制系统的设计思路;二、微机控制系统设计;4.2.1 微机控制系统硬件与软件抉择和权衡 ;2）通用控制系统的构成与特点;（2）硬件与软件的权衡 /匹配; 由于工作环境比较恶劣（存在电噪声干扰等），易产生故障。为提高控制系统的环境适应能力和抗干扰能力，以及可靠性，必须采取相应的抗干扰措施。;4.2.2 微机控制系统的设计思路 ;（2）确定控制算法 ;（3）微型计算机选择;5）字长与速度 微处理器的字长定义为并行数据总线的线数。字长直接影响数据精度、寻址能力、指令数目和执行速度。字长短时，指令执行速度就慢，为保证实时控制，就必须选用速度快的机器。同理，字长长时就可选用速度稍慢的机器。 6）指令 一般说来，指令条数越多，程序越少越灵活。对于控制系统来说，尤其要求较丰富的逻辑判断指令和外围设备控制指令，通常8位微处理器都具有足够的指令种类和数量。 7）类型选择 根据成本高低、程序编制难易以及扩充I/O接口是否方便等因素，确定是选用单片机、单板机，还是微型计算机系统。;（4）接口设计;（5）操作控制台设计;（6）软件设计;（7）系统调试;第三节 微型计算机的系统构成及种类; 微型计算机(Microcomputer)简称MC。它是以微处理机(CPU)为中心，加上只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、输入／输出接口电路、系统总线及其他支持逻辑电路组成的计算机。 上述微处理机、微型计算机都是从硬件角度定义的，而计算机的使用离不开软件支持。一般将配有系统软件、外围设备、系统总线接口的微型计算机称为微型计算机系统(Microcomputer system)，简称MCS。; CPU、MC与MCS的关系;微型计算机的基本硬件构成;2．微型计算机的种类;;单片机应用系统： 单片机应用系统由硬件和软件组成，硬件是应用系统的基础。软件是在硬件的基础上对其资源进行合理调配和使用，从而完成应用系统所要求的任务。 单片机程序设计语言： 机器语言 汇编语言 　 高级语言;单片机应用系统开发 　　单片机虽然功能很强，但它却无法独立完成程序录入、查错、改错和程序固化等功能，必需借助于开发工具(仿真器、编程器等)才能实现相关操作。 利用独立型仿真器开发： 这种仿真器不需要依赖PC机就能独立完成单片机应用系统的在线仿真，便于在现场对应用软件进行调试和修改。 利用非独立型仿真器开发： 这种开发方式要由PC机和仿真器共同实现。仿真器与PC机之间以串行通讯方式连接，利用PC机配置的组合软件完成开发任务。有些仿真器上还有固化插座，能够将开发调试后的用户程序写入存储器芯片。与前一种相比，这种开发方式在现场参数的修改和调试方面不够方便。 不使用仿真器开发： 　新型单片机开发系统可以不使用仿真器，而是直接将单片机安装到印刷线路板上，利用PC机完成应用程序的编辑、汇编和模拟运行，最后将目标程序串行下载到单片机应用系统。 ;将微型计算机的基本体系CPU、一定容量的ROM和RAM、输入／输出端口(I/O电路)以及一些辅助电路分别做成LSI芯片，并将它们配置在一块印制电路板上，用电缆线和外部设备直接连接起来，这样的计算机叫做单板微型计算机，简称单板机。例如TP801是以8位微处理器(如Z80)为核心组装的8位单板机，SDK-86是以16位微处理器（Intel8086/8088)为中央处理器组装的16位单板机。 ;;工业PC机;4)　可编控制器PLC;; 按用途分类可以将微型计算机分为控制用和数据处理用微型计算机。对单片机来说：可分为通用型和专用型。 通用型单片机，即通常所说的各种系列的单片机。它可把开发的资源(如ROM、I/O接口等)全部提供给用户，用户可根据自己应用上的需要来设计接口和编制程序，因此通用型单片机可作为系统或产品的微控制器，适用于各种应用领域。 专用单片机或称专用微控制器，是专门为某一应用领域或某一特定产品而开发的一类单片机。为满足某一领域应用的特殊要求而开发的单片机，其内部系统结构或指令系统都是特殊设计(甚至内部已固化好程序)。;第四节 微机软件与程序设计语言;第五节 微机的应用领域及选用要点; 微机的应用范围十分广泛，如： （1）工业控制和机电产品的机电一体化。 （2）交通与能源设备的机电一体化。 （3）家用电器的机电一体化。 （4）商用产品机电一体化