微型计算机控制技术课件.pptx

微型計算機控制技術;電腦技術

自動控制技術

檢測與傳感技術

CRT顯示技術

通信與網路技術

微電子技術;§1．1電腦控制系統概述

★自動控制：在沒有人直接參與的情況下，通過控制器使生產過程自動地按照預定的規律運行。

§1.1.1電腦控制系統及其組成

1．電腦控制系統

★電腦控制系統

————利用電腦來實現生產過程自動控制的系統。;;即時數據採集：

即時控制決策：

即時控制輸出：;2）線上方式和離線方式

★線上方式或聯機方式：生產過程和電腦直接連接，並受電腦控制的方式。

★離線方式或脫機方式：生產過程不和電腦相連，且不受電腦控制，而是靠人進行聯繫並作相應操作的方式。

3）即時的含義

★即時：是指信號的輸入、計算和輸出都要在一定的時間範圍內完成。

★即時控制系統必定是線上系統。;;★主機;軟體;3.工業控制機的特點;;2．直接數字控制系統（DirectDigitalControl—DDC）;3．監督控制系統（SupervisoryComputerControl—SCC）;4．集散型控制系統（DistributedControlSystem－DCS）;5．現場匯流排控制系統（FieldbusControlSystem—FCS）;§1.2電腦控制系統的發展概況及趨勢

1946年世界上第一臺電子電腦ENICA問世

§1·2·1電腦控制系統的發展概況

1．電腦控制技術的發展過程

?開創時期（1955～1962年）

?直接數字控制時期（1962～1967年）

?小型電腦時期（1967～1972年）

?微型電腦時期（1972年～至今）;軟體的發展：

50年代至70年代軟體發展緩慢

70年代末至今已採用各種高級語言進行即時控制

2．電腦控制理論的發展過程

?採樣定理

?差分方程

;?Z變換法;2)I／O通道

I／O通道：也稱為過程通道。它是電腦和控制對象之間資訊傳送和變換的連接通道。;本章學習目的:解決微型電腦和外部的連接問題，使電腦和外部構成一個整體，能正確、可靠、高效率的交換資訊，這是設計一個微機控制系統必須解決的基本問題。;2、I／O信號的種類;3、電腦和外部的通信方式;;;;;2.查詢傳送方式（條件傳送方式）;;§2.22．中斷控制I/O方式

1.中斷控制I/O時應解決的問題;2.中斷優先順序問題的解決;2)雛菊鏈法;3、DMA控制方式;§2.3I/O介面設計;獨立編址方式的優點：

?可尋址256個端口，執行I／O指令時間短，解碼電路簡單

?程式清晰易讀

?硬體設計簡單

獨立編址方式的缺點：

?專門I／O指令的功能有限，不如訪問記憶體指令豐富；

?增加了微處理器本身控制邏輯的複雜性。;2．I／0介面與記憶體統一編址方式;統一編址方式的優點：

?數據處理能力強

?輸入輸出部分可以和記憶體部分共用解碼和控制電路

?CPU不需區分訪內操作及訪問輸入輸出操作的控制信號，可以相應減少引腳

?I／O端口數目不受限制

統一編址方式的缺點：

?每個I／O操作需全字長地址解碼，整個指令執行時間較長

?程式中較難區分I／O操作

?I／O端口佔用了存儲空間地址;§2.3.2I／O介面與系統的連接;;;介面晶片和CPU之間必須連接的信號有下列4類：;74LSl38擴展地址解碼器;;例：採用74LSl38作地址解碼器設計的微機主機板介面子系統地址解碼電路。;;2.負載能力的擴展

1)應用匯流排收發器提高匯流排驅動能力

匯流排收發器——Intel8286;;2)應用介面晶片

常用的：

74LS244單向三態門

74LS373(74LS273)三態輸出鎖存器

74LS245三態輸出八匯流排收發器;;§2.3.3I／O介面設計的方法、步驟及設計舉例

1.I／O介面設計的方法、步驟

★I／O介面設計步驟

?瞭解常用週邊設備或被控設備與CPU之間資訊交換的要求；

?考慮硬體和軟體的功能分配；

?進行I／O端口的數量統計、數據流向安排和端口地址號分配；

?I／O介面硬體電路的擴展設計；

?I／O介面控制軟體設計；

?進行介面硬體和軟體聯調。;★I／O介面擴展的方案選擇:

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