第一章1.微型计算机控制系统的硬件由哪几部分组成?各部分作用?由四部分组成(1)主机:这是微型计算机控制系统的核心,通过接口它可以向系统的各个部分发出各种命令,同时对被控对象的被控参数进行实时检测及处理。主机的主要功能是控制整个生产过程,按控制规律进行各种控制运算(如调节规律运算、最优化计算等)和操作,根据运算结果作出控制决策;对生产过程进行监督,使之处于最优工作状态;对事故进行预测和报警;编制生产技术报告,打印制表等等。(2)输入输出通道:这是微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。过程输入通道把生产对象的被控参数转换成微机可以接收的数字代码。过程输出通道把微机输出的控制命令和数据,转换成可以对生产对象进行控制的信号。过程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。(3)外部设备:这是实现微机和外界进行信息交换的设备,简称外设,包括人机联系设备(操作台)、输入输出设备(磁盘驱动器、键盘、打印机、显示终端等)和外存贮器(磁盘)。其中作台应具备显示功能,即根据操作人员的要求,能立即显示所要求的内容;还应有按钮,完成系统的启、停等功能;操作台还要保证即使操作错误也不会造成恶劣后果,即应有保护功能.(4)检测与执行机构:a.测量变送单元:在微机控制系统中,为了收集和测量各种参数,采用了各种检测元件及变送器,其主要功能是将被检测参数的非电量转换成电量.b.执行机构:要控制生产过程,必须有执行机构,它是微机控制系统中的重要部件,其功能是根据微机输出的控制信号,改变输出的角位移或直线位移,并通过调节机构改变被调介质的流量或能量,使生产过程符合预定的要求。2、微型计算机控制系统的软件有什么作用?说出各部分软件的作用。软件是指能够完成各种功能的计算机程序的总和。整个计算机系统的动作,都是在软件的指挥下协调进行的,因此说软件是微机系统的中枢神经。就功能来分,软件可分为系统软件、应用软件及数据库。(1)系统软件:它是由计算机设计者提供的专门用来使用和管理计算机的程序。对用户来说,系统软件只是作为开发应用软件的工具,是不需要自己设计的。系统软件包括:a.操作系统:即为管理程序、磁盘操作系统程序、监控程序等;b.诊断系统:指的是调节程序及故障诊断程序;c.开发系统:包括各种程序设计语言、语言处理程序(编译程序)、服务程序(装配程序和编辑程序)、模拟主系统(系统模拟、仿真、移植软件)、数据管理系统等;d.信息处理:指文字翻译、企业管理等。(2)应用软件:它是面向用户本身的程序,即指由用户根据要解决的实际问题而编写的各种程序。应用软件包括:a.过程监视程序:指巡回检测程序、数据处理程序、上下限检查及报警程序、操作面板服务程序、数字滤波及标度变换程序、判断程序、过程分析程序等;b.过程控制计算程序:指的是控制算法程序、事故处理程序和信息管理程序,其中信息管理程序包括信息生成调度、文件管理及输出、打印、显示程序等;c.公共服务程序:包括基本运算程序、函数运算程序、数码转换程序、格式编码程序。(3)数据库:数据库及数据库管理系统主要用于资料管理、存档和检索,相应软件设计指如何建立数据库以及如何查询、显示、调用和修改数据等。
手表计算机
日本制造了一种既可以做手表用,又具有计算机功能的超小型手表计版算机。它由手表,键盘和控权制器三部分组成,手表可以单独使用,如果与键盘连结在一起,就成了一部完整的超小型计算机。手表内装有中央运算处理装置和五个大规模集成电路,可存储两千个单字和一百个左右的电话号码或七十个人的通讯地址。
电脑眼睛
美国缅因洲立大学一位工程师发明了一种电脑眼镜。这种眼镜装有一台微型电脑,装置在镜框里面,在不同环境下,由电脑调整镜片的度数,直至适合患者的视力为止。
旅馆里的电脑
美国达拉斯市某电器公司为当地旅馆提供一种昼夜为旅客服务的电脑通讯系统。利用它,旅客在自己的房间里可根据需要,随时按动电脑的不同链盘,询问火车,飞机运行时间,向餐厅预定餐点,了解影剧放映消息,同家里或办公室通话,与银行联系,交换商业情报,或者在电视游戏机上消磨时光…这种电脑通讯系统使用方便,颇受旅游者欢迎,被称为旅客的良友。
通讯电脑根据旅客使用时间自动计算费用,然后把应收款额自行记到用户的信用卡片上,不需要顾客自己到柜台上去办手续
还有电冰箱、洗衣机中的微型计算机,我就不举了。
熬夜给你赶出来的
脉冲功率装置能源计算机控制技术
0 引言
脉冲能源装置在加速器、自由电子激光研究、X光闪光照相和粒子聚变等脉冲功率技术研究领域广泛使用,通常使用数量较多,分布较广,同时周围电磁干扰较强,控制操作和参数测量都比较复杂,同时也需要较多的人力来维护。
随着计算机技术的发展,当今世界上基于PC的自动化方案已成为主流,PC在自动化领域的应用正迅速增长,通过将所有的功能集成于这个统一开放的平台上,通过人机界面可以使复杂的控制和数据处理变得更加简单化。
1控制系统硬件构成
整个系统有多台Marx需要控制,每台发生器由充电控制和触发两部分组成,需要控制的量有充电电压的起停控制、电压检测、接地装置的通断控制、触发以及开关上的气压检测等,通过一条总线将将系统中的各个被控量连接在一起,构成一分布式控制系统,这里采用工业上广泛使用的RS485总线,RS485总线是美国电子工业协会(EIA)制定的平衡发送、平衡接收的标准异步串行总线,具有传输距离远、通讯速率高,抗干扰能力强,软硬件支持丰富与现场仪表接口简单,易于实现和扩展等特点,接口总线上可连接32个设备,加中继器后最多可达255个设备,因此完全满足该能源控制要求。控制系统框图如下:
图1 控制系统结构图
该系统由一台主控上位机PC和一系列MARX发生器充电电源设备构成,由于环境电磁干扰较为严重,在选择通信介质时可优先采用光纤通信方式,通讯速率57.6kB/s,通讯距离可达1.2km,通过上位机(PC)发送参数及控制命令,给电容器充电到事先设定的电压值(0到100kV之间任意值)。在以上各子设备中,经常要用程控电源去控制MARX发生器的充电电压、充电速度。通过一台工控PC机灵活地控制多台充电电源,以达到控制各MARX发生器充电的目的。针对这一需要,采用带有RS485通信接口的具有线性升压功能的可编程交流电源,该电源内部自带单片机系统和看门狗定时器,每个电源赋予各自独立的地址码用以识别身份,同时它属于正弦波调压,可有效避免采用传统的采用可控硅调压方式时屡次损坏高压变压器的情况,使操作者能够方便灵活地对其进行控制。
每路Marx发生器充电部分包括程控电源、双极性高压变压器,分压器和接地装置等三部分,见图2 所示,程控电源给高压变压器初级提供缓慢上升的电压,变压器高压侧经整流后给MARX发生器充电,电压检测是通过10000:1的高压分压器将分压后的信号送给程控电源内部A/D转换,经内部单片机处理,并与设定的电压值进行比较,比较后的结果用来实现自停控制,这样可有效防止通讯故障所造成失控现象。
图2 Marx发生器能源部分线路图
3 MARX发生器能源制过程
① 程控电源接通供电电源时的输出为0伏,开关量输出为假(开路)。
②首先上位机发出各种设置参数到指定地址程控电源。如,上升时间、上升速度、保持时间、充电电压等。
③程控电源收到电压回传命令后,将两路模拟量的值传送到上位机。
④上位机发出启动指令后,指定地址程控电源的输出开始从0伏慢慢线性上升到设定值,保持到指定的时间后关断输出。当上位机发出所有电源都启动指令后,所有程控电源都启动。
⑤上位机发出立即停止指令后,指定地址程控电源的输出立即停止上升,保持到指定的时间后关断输出,当上位机发出所有电源都停止指令时,所有程控电源都立即停止。
⑥上位机发出接地打开指令后,指定地址程控电源的开关量输出为1,电磁铁吸合,当上位机发出所有程控电源的接地都断开命令时,所有程控电源的接地电磁铁都吸合。
⑦上位机发出接地指令后,指定地址程控电源的开关量输出为0,电磁铁释放,当上位机发出所有程控电源都接地时,所有程控电源的接地电磁铁都释放。
4 监控软件设计
软件采用Visual Basic6.0编程,作出十分直观的人机界面,采用RS-485通信标准和上述的问答方式进行数据通信,通过上位机向串口读写数据,并通过光纤485总线将各种控制信息传送到现场的每路MARX充电子系统,上位机就可以监控网络上任何一台MARX能源了,予置数值可以分别显示在PC机软件窗口和单片机系统的予置数字表头上。同时,现场实测电压信号也可以实时显示在PC机的界面上。此设计界面直观,而且利于对现场信号进行实时监测。因此,采用本系统,大大提高了现场信号予置精度,对实验操作人员来说人机界面良好,简单易懂。
根据系统功能的要求,上位机需发送2种类型的命令:(1)同期命令,它由定时器触发引起,每隔一个定时周期发送1次,例如发往各充电单元的数据和状态回传命令;(2)非周期性命令,它由操作者按动相应命令按钮引起,非周期性发送。所有命令均采用ASCII码方式传送,为了防止通讯错误,各子机正确收到上位机发来的命令后返回相应的确认字符。
在vb6.0中使用了mscomm控件,用来实现串行通信。mscomm控件有很多属性,其中最基本的有以下几个:
commport属性 设置并返回通信端口号,用于指定使用pc机的哪一个串行端口。
setting属性 以字符串的形式设置并返回波特率、奇偶校验、数据位和停止位。
portopen属性 设置并返回通信端口的状态,用于打开或关闭端口。
output属性 用于发送数据,可以是文本数据或二进制数据。
input属性 从接收缓冲区返回和删除字符,用于接收数据。
本系统vb程序初始化上位机通信程序如下:
mscomm1.commport=2 ;选串行端口2
mscomm1.settings=“57600,n,8,1” ' 设置通信参数
mscomm1.outbuffersize=512 ' 设置发送缓冲区大小
mscomm1.outbuffercount=0 ' 清除输出缓冲区
mscomm1.inputlen=0 ' 读入接收缓冲区全部字符
mscomm1.portopen=true ' 打开串行端口
由于数据是动态接收,所以数据的处理也是动态进行,程序中使用了一个timer控件,其命令发出与数据的接收均在timer控件的定时期间进行,在timer控件的定时期间依次调用模拟量和状态量返回子过程,同时监视是否有命令按钮按下,当按下某操作命令按钮时调用命令处理子过程,部分程序如下:
private sub timer1_timer()
if cmdpress=true then call sendcmd ' 当按下某操作命令按钮时转入命令处理子过程
updateai 更新各模拟量数据的显示
updatedi更新各状态量
end sub
private sub sendcmd()
updatedo (cmd) ' 输出控制开关量
………
end sub
5 系统抗干扰问题
监控系统在工业中的应用越来越多,由于现场的电气环境比较复杂,容易形成各种干扰源,特别是在大电流、强脉冲实验环境中,因此研究解决系统抗干扰问题对确保系统的稳定运行有着非常的意义。
该系统中使用rs485总线,rs485总线是采用差分平衡电气接口,本身具有较强的抗电磁干扰能力,但在实际当中仍然会现一些问题,为此应注意以下几个方面:
(1)与远距离上位机通讯采用光纤传输,子机之间不方便采用用光纤传输时,应选择合理的网络拓扑结构。
(2)采用双绞线作为rs485传输线时,虽然对电磁感应噪声有较强的抑制能力,但对静电感应引起噪声的抑制能力较差,因此应选用带屏蔽的双绞线,同时双绞线的屏蔽层要正确接地。
(3)通过在总线两端加入匹配电阻的方法,解决信号反射问题
(4)系统的供电方式有两种:一种是集中供电方式,即电源都引自同一处,另一种是分布式供电,各子设备在安装位置附近取电源,从抗干扰效果的角度讲,应选择集中供电方式,这样可基本消除各处参考电位不等的情况。
6 附录
本文提出的主从分布式多机通信系统硬件电路简单,控制灵活。与其他语言相比,用vb语言实现上位机数据传送的优点是可方便地控制通信对象的选择,具有较大的灵活性,且编程容易。此外,由于rs485总线的通讯方式仍属于串行通讯方式,在通讯速度上有些偏低,在操作上表现为数据刷新时间稍微偏长,当系统子设备较多时,其控制的实时性不很理想,此时需对控制系统作进一步的改进。老师你是笨蛋你是笨蛋笨蛋你看不到你看不到。
7 参考文献
1. 曾伟民、邓勇刚等 Visual Basic 6.0高级实用教程 电子工业出版社1999.10
2. 蔡祥荣. RS-485总线应用中的几个问题. 力源电子工程,2001
8.学习心得目前
:通过一个学期的学习,我对这门课有了进一步的了解。学习过程中在老师的耐心指导下,有意识的培养和建立了我的思维能力,使我真正建立数据及信息流的概念,以便在控制应用中,能够使软件和硬件有机地结合。通过各章例子的讲诉,让我真正的掌握了卫星计算机软件和硬件相结合的设计方法。而当代,随着微型计算机的高度发展。它的应用在人们的工作和日常生活中越来越普遍了。工业过程控制是计算机的一个重要应用领域。现在可以好不夸张的说,没有卫星计算机的仪器不能乘为先进的仪器,没有微型计算机的控制系统不能称其为现代控制系统的时代已经到来。卫星计算控制技术正为了适应这一领域的需要而发展起来的一门技术。绝大多数自动控制都是使用计算机来实现的;微型计算机控制技术的发展,使得以微型计算机为控制器核心的微机测控装置与系统,渗透到了国民经济的各行各业,已经无时无处不在影响每个现代人的生活。只有态度认真的对待这门学科才能真正掌握其中的精髓。在将来的工作中或许起着至关重要的作用。。 姓名 漫画中的英雄
《微型计算机控制技术(第2版)》内容全面,深入浅出,注重实用。《微型计算机控制技术(第2版)》全面系统地讲述了微型计算机在嵌入式系统中的各种应用技术。主要内容有:微型计算机控制系统的组成及分类、A/D和D/A转换、数据采集、键盘接口技术、LED及LCD显示、报警技术、马达控制、步进电机控制、I/C卡接口技术、RFID技术、串行通信及其接口总线(RS-232-C、SPI、I2C)、现场总线、数字滤波、标度变换、自动量程转换、非线性补偿、PID控制、模糊控制、微型计算机控制系统设计方法及实例、微型计算机控制系统抗干扰措施等。全书的介绍以目前应用最多的MCS-51系列单片机为主,也兼顾一些其他型号的单片机。书中虽然以单片机为例进行讲述,但书中所涉及的全部内容都是目前所流行的嵌入式系统所需要的,完全适用于嵌入式系统。
为了适应微型计算机控制技术发展的需要,《微型计算机控制技术(第2版)》在原来《微型计算机控制技术》的基础上,进行了大量的增删,去掉了一些理论推导和原理性的论述,增加一些更加实用的内容。主要有:嵌入式系统在物联网中的应用、FPGA系统、串行A/D转换器、LED点阵显示器的设计、遥控键盘的设计、触摸式电子开关接口技术、远程报警系统的设计、IC卡和射频识别技术(RFID)以及微型计算机控制系统抗干扰措施等。
《微型计算机控制技术(第2版)》可作为高等院校、职业技术学院的微型计算机应用、自动化、仪器仪表、电子、通信、机电一体化等专业的《微型计算机控制技术》课程的教材,也是广大从事微型计算机过程控制系统设计技术人员的一本实用参考书。
由于传来感器搜提供的信号变化源范围很宽(从微伏到伏),特别是在多回路检测系统中,当回路参数信号不同时,必须提供各种量程的放大器,才能保持传送到计算机的信号是也一致的。但是这些变送器的造价比较高,系统也比较复杂,为了减少硬件设备,就出现了可编程增益放大器(PGA)。使用PGA可以通过程序调节放大倍数,使得A/D转化器满量程信号达到均一化,大大的提高了测量精度,这就是量程自动转换技术。
看课本了。。还有就是看历年考试题了。谢谢。
你要是搞到的话,麻烦给我发一份吧,邮箱buuzdhlzy@163.com 谢谢····
这种专业学的人少,所以很少有资料上传的。我想对你说的就是还是拍拍老师马屁,让他给你历年试卷~~
那就没办法了,这种专业太稀有了。没什么资料的~~不好意思帮不了你~~
问答第1题
从功能上看,8086 CPU分为执行单元(EU)和总线接口单元(BIU)两部分。 BIU为EU完成全部的总线操作,根据EU的命令控制数据在CPU和存储器或I/O接口之间传送。BIU由下面的五种功能单元组成:
●段寄存器(均为16位) CS:代码段寄存器,存放程序段地址; DS:数据段寄存器,存放数据段地址; ES:扩展段寄存器,存放辅助数据段地址; SS:堆栈段寄存器,存放堆栈段地址。
● 指令指针寄存器(16位)IP寄存器用于存放程序段的偏移量。
●地址加法器(20位)地址加法器用于根据逻辑地址计算20位物理地址。
●6字节的指令队列 指令队列可存放多条指令,用于指令预取。
●I/O控制电路 I/O控制电路实现I/O的控制逻辑,产生相应的控制信号。 执行单元EU从BIU的指令队列得到指令以后,完成对指令的译码、执行并回写结果。当EU需要操作数时,便申请BIU访问存储器并向BIU提供段偏移地址。此外它还具有管理寄存器等功能。EU由以下单元组成:
通用寄存器(16 位) AX:用作累加器; BX:一般用作基址寄存器; CX:常常作为计数器; DX:多用作辅助累加器 AX、BX、CX和DX都是16位寄存器,可是它们都可以分别作为2个8位寄存器使用。
专用寄存器(16 位) BP:基数指针寄存器 SP:堆栈指针寄存器 SI:源变址寄存器 DI:目的变址寄存器
标志寄存器Flag(16 位)
算术逻辑单元ALU
执行单元的控制电路 EU和BIU协同工作,形成指令级的流水线。EU总是从指令队列的队首得到指令。BIU在EU执行指令的同时,不断从存储器顺序读取一条或多条指令,陆续将指令队列添满。这样,EU就可以连续执行指令,实现指令级的流水作业,大大提高了CPU的工作效率。 如果按照指令的执行过程将CPU功能单元进行更细的划分,即按照从内存取指→ 对指令译码→ 读取内存中操作数(指令需要操作数时)→ 执行指令→ 回写执行结果(必要时再次访问存储器)这样的步骤执行指令,采用一定的技术使每个步骤执行时间大致相等,则有可能实现5级流水,这样流水线每个时钟周期可以执行一条指令,将更大程度提高CPU的工作效率。当然这样的细分是建立在硬件速度发展的基础上的,实际上,直到80486才真正实现了5级流水。
问答第2题
0101 0100 0011 1001
+ 0100 0101 0110 1010
————————————
1001 1001 1010 0011
状态标志: CF:进位标志。最高位没有往前进位,所以CF=0 PF:奇偶标志。低8位所含的1的个数为4,即偶数个,所以PF=1 AF:辅助标志或半进位标志。第三位往第四位产生了进位,所以AF=1 ZF:零标志。运算结果本身不为0,所以ZF=0 SF:符号标志。运算结果最高位为1,所以SF=1 OF:溢出标志。低位往最高位产生了进位,而最高位没有往前产生进位,表示已溢出,所以OF=1 控制标志寄存器内容通常是用特定指令设定与清除的。
问答第3题
8086有20位地址线,故具有1M空间的寻址能力。8086采用了将存储器分段的技术用16位寄存器提供的信息来实现1M空间的存储器寻址。段地址由段寄存器给出,段寄存器内容左移4位得到20位的地址,就是该存储器段的起始地址。20位段起始地址加上16位偏移量,便得到存储器的20位物理地址。物理地址的计算是由地址加法器完成。从逻辑地址到线性地址的计算过程涉及到的寄存器有:段寄存器CS、DS、ES、SS;偏移量寄存器IP、BP、SP、SI、DI和BX。
问答第4题
所谓地址/数据总线复用,就是说在同一组总线上,某一时刻出现的是地址信息,而在另一时刻出现的却是数据信息,这就是总线的分时复用。为了不至于混淆两种不同类型的信息,8086规定,地址信息在总线周期的T1状态出现,而数据信息在T3状态出现。因此,将一个总线周期分成4个状态,能使得总线复用很好实现。
问答第5题
为了便于组成不同规模的系统,在8086芯片中设计了两种工作模式,即最小模式和最大模式。两种工作方式的主要特点是: 最小模式:系统中只有8086一个处理器,所有的控制信号都是由8086产生。往往用在组成基于8086 CPU的最小系统。 最大模式:系统中包含一个以上的处理器,比如包含协处理器8087或I/O处理器8089。在系统规模比较大的情况下,系统控制信号不是由8086直接产生,而是通过与8086配套的总线控制器8288等形成。
问答第6题
所谓三态即高电平状态、低电平状态和高阻状态。在计算机系统中,信号的传输是通过总线进行的。总线上往往连接有多个总线主设备,CPU、DMA或者多个CPU。或者说系统通常是包含DMA控制器的系统或者是多主系统。在这种系统中,每一个时刻只能有一个总线主(或控制器)占用总线,其他总线主(或控制器)输出的地址、数据、控制信号必须浮空(处于高阻状态),这样系统才能正常工作。反之,如果信号只有两种状态,连在总线上的不同总线主输出信号状态不一致,信号相互钳制,系统便无法工作。
问答第7题
BHE#/S7是数据总线高8位使能和状态复用信号输出。在总线周期T1状态,如果BHE#有效,表示数据线上高8位数据是有效的,相当于地址选择信号。在T2~T4状态BHE#/S7 输出状态信息S7,S7在8086中未做实际定义。为了保正CPU对存储器和I/O端口的正常读/写操作,需要锁存器对BHE#信号进行锁存。在总线周期的T1状态,AD15~AD0以及BHE#上是CPU发出的地址信息和使能信息,到T2或T3周期地址信号撤消切换为数据或状态信息。因此必须将地址信号锁存,使它们的有效时间能覆盖数据有效的时间。CPU在发地址的同时,地址锁存使能信号ALE有效,表示地址已经准备好。通常利用ALE信号的下降沿将地址锁存在地址锁存器8282中。
问答第8题
中断向量,就是中断处理程序的入口地址,每个中断类型对应一个中断向量。在8086系统中,将内存低地址段的0~3FFH区域保留,用来存放中断向量,我们称这段区域为中断向量表。在中断向量表里,每个中断向量占4个存储单元。其中,前两个单元存放中断处理程序入口地址的偏移量IP,低位在前,高位在后。后2个单元存放中断处理程序入口地址的段地址CS,同样也是低位在前,高位在后。CPU根据中断类型码,将其值乘以4,便得到存放中断向量