第八章 微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、第八章第八章 微型計(jì)算機(jī)控制微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)8.1.18.1.1總體方案的確定總體方案的確定確定控制系統(tǒng)方案:采用開環(huán)控制/閉環(huán)控制。選擇檢測(cè)元件選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇輸入輸出通道及外圍設(shè)備畫出系統(tǒng)原理圖8.1.2 8.1.2 微型計(jì)算機(jī)及接口的選擇微型計(jì)算機(jī)及接口的選擇采用成品的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用成品的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 工業(yè)工業(yè)PC STD總線工業(yè)控制機(jī)總線工業(yè)控制機(jī) 單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)8.1.2 8.1.2 微型計(jì)算機(jī)及接口的選擇微型計(jì)算機(jī)及接口的選擇利用單片機(jī)芯片自行設(shè)計(jì)利用單片機(jī)芯片自行設(shè)計(jì)（1）較完善的中斷系統(tǒng)）較完善的中斷系統(tǒng) （2）足夠的存儲(chǔ)容量）足夠的存儲(chǔ)容量（3）完備

2、的輸入輸出通道和實(shí)時(shí)時(shí)鐘）完備的輸入輸出通道和實(shí)時(shí)時(shí)鐘（4）字長(zhǎng)）字長(zhǎng)（5）速度）速度（6）指令種類和數(shù)量）指令種類和數(shù)量（7）尋址范圍和尋址方式）尋址范圍和尋址方式 （8）內(nèi)部存儲(chǔ)器的種類和數(shù)量）內(nèi)部存儲(chǔ)器的種類和數(shù)量 （1）確定算法能否滿足控制速度、精度和系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求。（2）確定某些情況下要進(jìn)行修改與補(bǔ)充。（3）確定為設(shè)計(jì)、調(diào)試方便，可將控制算法作合理的簡(jiǎn)化，逐步將控制算法完善，直到獲得最好的控制效果。8.1.3 8.1.3 控制算法的選擇控制算法的選擇8.1.4 8.1.4 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展存儲(chǔ)器的擴(kuò)展模擬量輸入通道的擴(kuò)展模擬量輸入通道的擴(kuò)展模擬量輸出

3、通道的擴(kuò)展模擬量輸出通道的擴(kuò)展開關(guān)量開關(guān)量,I/O接口的設(shè)計(jì)接口的設(shè)計(jì)操作面板操作面板/人機(jī)接口設(shè)計(jì)人機(jī)接口設(shè)計(jì)系統(tǒng)速度匹配問題系統(tǒng)速度匹配問題負(fù)載匹配的問題負(fù)載匹配的問題硬件設(shè)計(jì)：硬件設(shè)計(jì)：根據(jù)系統(tǒng)總體框圖，設(shè)計(jì)出系統(tǒng)電氣原理圖，再按照電氣原理圖著手元件的選購和開始施工設(shè)計(jì)工作。8.1.5 8.1.5 控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)對(duì)軟件的要求控制系統(tǒng)對(duì)軟件的要求:實(shí)時(shí)性實(shí)時(shí)性,靈活性靈活性,通用性通用性,可靠性可靠性軟硬件折衷問題軟硬件折衷問題軟件開發(fā)過程軟件開發(fā)過程8.1.6 8.1.6 系統(tǒng)的調(diào)試系統(tǒng)的調(diào)試硬件調(diào)試硬件調(diào)試軟件調(diào)試軟件調(diào)試軟硬件聯(lián)合調(diào)試軟硬件聯(lián)合調(diào)試 經(jīng)過

4、一段考機(jī)和試運(yùn)行后，即可投入正經(jīng)過一段考機(jī)和試運(yùn)行后，即可投入正式運(yùn)行式運(yùn)行。圖8-1 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟流程圖控制對(duì)象的功能和工作過程分析估算及分配I/O口,存儲(chǔ)器容量及外圍設(shè)備畫系統(tǒng)工藝流程圖I/O口的具體分配畫系統(tǒng)程序框圖系統(tǒng)部件的詳細(xì)設(shè)計(jì)編制源程序部件芯片老化篩選和測(cè)試匯編布線及安裝形成目標(biāo)程序系統(tǒng)試運(yùn)行調(diào)試硬件調(diào)試和仿真完成否?硬件錯(cuò)否?完成否?寫入EPROM結(jié)束設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)是是是否否否開 始8.2 微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例 圖圖8-2 電阻爐爐溫控制系統(tǒng)原理圖電阻爐爐溫控制系統(tǒng)原理圖8.2.1 8.2.1 硬件電路硬件電路變送器鍵盤與顯示T0T1P1.3P1.2P1.1P1.0P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0ALEP0PSENWRRDEAP3.3803174LS37327328155CEOCD7 0ALECEIO/ MA7 0A7 01/2WRRDA0A1A2紅綠紅ABCCLKD7 0OEALESTARTIN0EOC.光耦驅(qū)動(dòng)器MC14528220V加熱絲LM31174LS00TIL117.過零信號(hào)發(fā)生器ACD0809.熱電偶1 遠(yuǎn)程空