微型计算机控制技术（第2版）课件：微型计算机控制系统应用软件.pptx

微型计算机控制系统应用软件

01常用控制程序设计微型计算机控制系统软件概述02

微型计算机控制系统软件概述常用控制程序设计

微型计算机控制系统软件概述微型计算机控制系统软件主要包括系统软件与应用软件。系统软件是指操作系统（DOS，Windows）。它提供了程序运行的环境（不同的操作系统下有不同的人机界面），以及各种设计语言、算法库、工具软件。一般这些软件由专业厂商以产品形式向用户提供。应用软件是用户为完成特定的任务而编写的各种程序的总称。一般需要应用单位根据不同的控制对象和不同的控制任务组织专门人员进行编写。控制对象的差异性使对应用软件的要求也有很大的差别。一般在工业控制系统中，针对每个控制对象，为完成相应的控制任务，都要求配置相应的专门控制程序，才能使整个系统实现预定的功能。在进行软件设计时，首先要考虑采用何种语言进行编程，是用汇编语言、C语言还是VisualBASIC等；尽管用汇编语言设计的程序执行速度最快，程序代码最短，但由于汇编语言是低级语言，使用汇编语言编程是一件很麻烦的事情，尤其是进行数值运算或结果演示时更为复杂。因此，只有对程序执行的时间要求十分苛刻时，才考虑使用汇编语言。一般情况，开发人员都使用结构化较强的C语言作为开发工具。对于涉及微机硬件接口技术的应用系统的开发，普遍认为C语言与汇编语言的混合编程是最佳的软件设计方法。本章主要涉及一些常用应用程序，因此只介绍使用C语言进行设计。为了使叙述的方法具有通用性，讨论中不涉及具体系统。本章还结合流程图，给出了一些源程序代码，以便于初学者自学。

基本功能应用软件随应用领域的不同而不同。目前，在计算机控制系统中，应用软件除控制生产过程之外，还对生产过程实现管理。主要功能如下：（1）控制程序控制程序主要实现对系统的调节和控制，它根据各种各样的控制算法和千差万别的被控对象的具体情况来编写，控制程序的主要目标是满足系统的性能指标。常用的有数字式PID调节控制程序、最优控制算法程序、顺序控制及插补运算程序等。（2）数据采集及处理程序它主要包括数据可靠性检查程序，用来检查是可靠输入数据还是故障数据；A/D转换及采样程序；数字滤波程序，用来滤除干扰造成的错误数据或不宜使用的数据；线性化处理程序，对检测元件或变送器的非线性用软件补偿。（3）巡回检测程序除包括数据采集程序之外，还包括越限报警程序，用于在生产中某些量超过限定值时报警；事故预报程序，生产中某些量不容许超过限定值，从这些量的变化趋势来看若有可能超过限定值，则发出事故预报信号；画出显示程序，用图、表在CRT上形象地反映生产状况。（4）数据管理程序这部分程序用于生产管理部分，主要包括统计报表程序，按生产管理部门要求地格式打印各种报表；产品销售、生产调度及库存管理程序；产值利润预测程序等。

应用程序设计步骤应用程序设计通常分为五个步骤：问题定义、程序设计、编码、调试、维护和再设计等。问题的定义是确定控制任务对微型机控制系统的要求，它包括定义输入和输出、处理要求、系统具体指标（如执行时间、精度、响应时间等）以及出错处理方法等.程序设计是指把所定义的问题用程序的方式对控制任务进行描述。这一步要用到流程图和模块程序、自顶向下设计、结构程序等程序设计技术.手编程序是把设计框图变成计算机能接受的指令。实时控制中通常采用C语言编写源代码。查错也称程序验证，它用来发现编程中的错误。在查错阶段可以利用诸如查错程序、断点、跟踪、模拟程序，逻辑分析器以及联机仿真器等手段。

应用程序设计步骤测试也称程序正确性确认，通过测试保证程序正确完成要求的任务。在测试这一步要注意选择正确的测试数据和测试方法。文件编制用流程图、注释、存储器分配说明等方法来描述程序并形成文件，以便于用户和操作人员了解。维护和再设计是对程序进行维护、改进和扩充，以解决现场设备发生的问题，有时还要有特殊的诊断手段（或程序）及维护手段，有时为满足新的要求和处理任务，可能需要改进或扩充程序。应用程序设计的每一步往往是相互影响的。问题定义时，必须考虑到测试方案、形成文件的标准和程序的可扩展性。设计者往往同时在几个步骤上进行设计，如手编程序、查错、文件编制可能同时进行。显然，应用程序设计所涉及的内容相当广泛，这里只能介绍一些基本的概念。

程序设计方法程序设计方法是指程序设计的某种规程和准则。通常有模块化程序、自顶向下程序设计、结构化程序设计等几种方法。1.模块化程序设计模块化程序设计是把一个较长的完整程序分成若干个小的程序或模块，在分别进行独立设计、编程、测试和查错之后，最终装