微機(jī)自動檢測系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)

第7章微機(jī)自動檢測系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)

本章主要內(nèi)容：7.1組合化與開放式系統(tǒng)設(shè)計思想

7.2自動檢測系統(tǒng)的設(shè)計工作7.3微機(jī)自動檢測系統(tǒng)硬件設(shè)計

7.4微機(jī)自動檢測系統(tǒng)監(jiān)控程序設(shè)計開放系統(tǒng)的設(shè)計思想(1)向未來的VLSI開放只需做少量的重新設(shè)計和調(diào)整，新一代VLSI就可能被現(xiàn)有系統(tǒng)所采納、吸收、兼容(2)向不同的用戶層次開放能靈活地采用不同配套層次，即能以盡可能完整的形式或盡可能采用半成品來開放其設(shè)計，以滿足不同層次用戶的實際需求。(3)向用戶的特殊要求開放既可滿足一般的和基本的要求，又能滿足特殊的應(yīng)用要求，能使實際應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計變得簡單、可靠和靈活。開放式系統(tǒng)設(shè)計的具體方法基于國際上流行的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)微機(jī)總線結(jié)構(gòu)，針對不同的用戶系統(tǒng)要求，選用相應(yīng)的有關(guān)功能模塊組合成最終用戶的應(yīng)用系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)計者將主要精力放在分析設(shè)計目標(biāo)，確定總體結(jié)構(gòu)，選擇系統(tǒng)配件等方面，而不是放在部件模塊設(shè)計及用于解決專用軟件的開發(fā)設(shè)計上。開放式體系結(jié)構(gòu)和總線系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展，導(dǎo)致了工業(yè)測控系統(tǒng)采用組合化設(shè)計方法的流行，即針對不同的應(yīng)用系統(tǒng)要求，選用成熟的現(xiàn)成硬件模板和軟件進(jìn)行組合。組合化設(shè)計方法：模塊化(又稱積木化)，硬、軟件功能模塊化是實現(xiàn)最佳系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵。優(yōu)點(diǎn)簡化設(shè)計并縮短設(shè)計周期結(jié)構(gòu)靈活，便于擴(kuò)充和更新，使系統(tǒng)的適應(yīng)性強(qiáng)維修方便快捷質(zhì)量穩(wěn)定并降低成本組合化設(shè)計方法中應(yīng)強(qiáng)調(diào)層次化問題（1)基礎(chǔ)層這一層指系統(tǒng)設(shè)計者組合應(yīng)用系統(tǒng)時可以選用的系統(tǒng)總線硬件模板和有關(guān)軟件。最終系統(tǒng)的先進(jìn)性應(yīng)從基礎(chǔ)層入手。(2)系統(tǒng)層這一層應(yīng)考慮被選用的硬件和軟件是否兼容，是否配套，是否完整．即是否能構(gòu)成完善的系統(tǒng)。質(zhì)量認(rèn)證和系統(tǒng)的可靠性應(yīng)重點(diǎn)考慮。(3)應(yīng)用層這一層解決測控系統(tǒng)與工業(yè)對象的接口關(guān)系，如何與工業(yè)對象的工藝過程相結(jié)合等問題，重點(diǎn)是應(yīng)用軟件問題。自動檢測系統(tǒng)的設(shè)計工作

系統(tǒng)分析系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)分析系統(tǒng)分析是確定系統(tǒng)總體方向的重要階段，主要是對要設(shè)計的系統(tǒng)運(yùn)用系統(tǒng)論的觀點(diǎn)和方法進(jìn)行全面的分析和研究。在現(xiàn)有的技術(shù)和硬、軟件條件下，選擇最優(yōu)的設(shè)計方案，以達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。系統(tǒng)分析的三個步驟1.確定任務(wù)2.提出初步方案3.可行性分析

確定任務(wù)

根據(jù)新系統(tǒng)的性能要求、功能范圍、要求的時間進(jìn)度、可能投入的人力和財力資源等，對其中的關(guān)鍵問題做出明確的描述，并以書面形式提出，可作為設(shè)計單位的重要設(shè)計依據(jù)。

提出初步方案分析新系統(tǒng)的要求，確定系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)。確定新系統(tǒng)的功能和范圍。確定新系統(tǒng)的總體功能結(jié)構(gòu)、子系統(tǒng)或局部功能的劃分。確定新系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)或物理結(jié)構(gòu)。提出新系統(tǒng)設(shè)計的組織方案。制定新系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)度計劃。提出經(jīng)濟(jì)預(yù)算，制定投資計劃方案。

將以上各方面的工作內(nèi)容形成設(shè)計技術(shù)文件。

可行性分析對初步方案進(jìn)行可行性分析是非常重要的，它關(guān)系到新系統(tǒng)研制的成敗。所謂可行性分析就是對新系統(tǒng)的初步方案在技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上、實現(xiàn)的條件等方面是否可行進(jìn)行分析。系統(tǒng)設(shè)計

系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)(物理結(jié)構(gòu))的設(shè)計

系統(tǒng)的信息結(jié)構(gòu)和動作結(jié)構(gòu)設(shè)計

各子系統(tǒng)的設(shè)計與制造

總裝調(diào)試和實驗分析

系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計

用自頂向下的“下推式”結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法，將系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)按功能進(jìn)行分解，其目的是確定新系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案。系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)(物理結(jié)構(gòu))的設(shè)計

把系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)模型轉(zhuǎn)化為物理模型，需要具體考慮實際因素：物理尺寸大小、重量、功率、冷卻、電源及供電等；系統(tǒng)的精度問題，關(guān)系到如何建立系統(tǒng)的誤差分析模型和進(jìn)行誤差分配問題；系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性問題

從系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、元器件和工藝、操作性能、系統(tǒng)的抗干擾性能、系統(tǒng)的適應(yīng)性和可擴(kuò)充性能等多方面綜合考慮，選定系統(tǒng)各組成部分的物理結(jié)構(gòu)和具體實施方案。

系統(tǒng)的信息結(jié)構(gòu)和動作結(jié)構(gòu)設(shè)計

新系統(tǒng)按功能劃分為若干子系統(tǒng)，它們按照一定的規(guī)律(或邏輯組合)相互配合和協(xié)調(diào)動作，共同完成既定目標(biāo)和任務(wù)。各子系統(tǒng)之間的信息聯(lián)系和信息轉(zhuǎn)換可用圖形方式描述出來，各部分的具體動作結(jié)構(gòu)可以詳細(xì)描述各子系統(tǒng)的操作運(yùn)行過程，以便各部分在時序上能有效地配合，可靠地運(yùn)轉(zhuǎn)。各子系統(tǒng)的設(shè)計與制造

這一步是具體實施設(shè)計方案，可以在已定的方案基礎(chǔ)上，分別對各子系統(tǒng)、各環(huán)節(jié)進(jìn)行具體設(shè)計:機(jī)械、電子線路等設(shè)計;對樣機(jī)進(jìn)行試驗和分析，提出修改方案和意見;再設(shè)計和再試驗反復(fù)多次，直到最后定型并滿足設(shè)計指標(biāo)為止。總裝調(diào)試和實驗分析

一般實驗要與模擬的被測對象相聯(lián)系，如果前面各階段工作很成功，這階段可能很順利，但在大多數(shù)情況下，總裝調(diào)試中會暴露出一些問題，如對前一階段一些設(shè)計不合理、選擇錯誤等問題需要加以修改。在完成所有的必要修改和調(diào)試工作以后，即可以對系統(tǒng)進(jìn)行基本性能測試，包括精度分析，基本誤差測定，附加誤差測定，各種壽命試驗和環(huán)境試驗等。如果基本特性、指標(biāo)的測試及性能考核后，認(rèn)定基本實現(xiàn)設(shè)計目標(biāo)和各種技術(shù)指標(biāo)，到此就基本完成了系統(tǒng)的設(shè)計和試制工作。7.3微機(jī)自動檢測系統(tǒng)硬件設(shè)計

設(shè)計關(guān)鍵是根據(jù)系統(tǒng)劃分的硬件和軟件功能選擇微機(jī)類型