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第六章 微型计算机控制系统的设计 6.1 控制系统设计的一般步骤 6.2 微型计算机控制系统的软件 6.3 常用应用程序设计 6.4 微机控制直流伺服系统设计 6.5 微机温度控制系统设计 第一节 控制系统设计的一般步骤 一．系统总体控制方案设计— 确定控制任务 1. 深入了解控制对象，熟悉生产工艺过程，提出系统的控制要求，确定系统要完成的任务。 ? 考虑系统结构 ? 执行机构采用什么方案 ? 有否特殊控制要求？特殊要求应采取那些措施。 ? 确定计算机在整个控制系统中所起的作用 2. 完成系统设计的任务书，画出系统构成的粗框图。 二．微型计算机选择 （一）? 微型计算机系统构成方案选择 1．组装方案 2．单片机方案：体积小、可靠性高、价格便宜、性能指标高。 3．通用微型计算机系统方案 4．通用工业控制计算机系统方案 （二）? 微型计算机系统性能指标选择 1．完善的中断系统 2．足够的存储容量 3．完备的输入输出通道和实时时钟 4．微处理器有足够的数据处理能力 字长、指令的执行速度、指令系统 三. 系统总体设计 ★ 硬件软件功能分配与协调 尽可能地用软件来实现系统的控制功能。 ★ 通道设计 系统I/O通道： ? 数字量I/O通道 ? 开关量I/O通道 ? 模拟量I/O通道 ? 脉冲量I/O通道 在总体设计中，应确定本系统应设置什么样的通道、每个通道由几部分组成，各部分选用什么器件等。 ★ 接口设计 接口设计内容： ? 扩充接口 ? 安排接口电路的I/O信号及交换方式。 接口电路I/O信号的交换方式： ?程序控制方式（无条件、查询） ?中断控制读取I／O方式 ? 直接存储器存取方式 常用的扩充方法： ? 选用专门的功能接口板 ? 选用通用接口电路 ? 用集成电路自行设计接口电路 ★ 操作员控制台设计 包括：各种转换开关、按钮、键盘、数字显示器、状态故障指示灯等。 四、硬件设计 任务：根据系统总体框图，设计出系统的电气原理图，再按照电气原理图选购元件和进行施工设计。 包括： ? 接口电路和I/O通道的扩充 ? 组合逻辑或时序逻辑电路 ? 供电电源 ? 光电隔离 ? 电平转换 ? 驱动放大电路等 五. 控制算法设计 在对系统数学模型分析、综合设计的基础上求得相应的控制规律，之后程序化。 （1）控制算法对系统的性能指标有直接的影响，确定算法能否满足控制速度、精度和系统稳定性的要求。 （2）各种控制算法提供了一套通用的计算公式，是对一般性的问题而言的，应针对具体情况，进行修改与补充。 （3）可实现性。确定为设计、调试方便，可将控制算法作合理的简化，逐步将控制算法完善，直到获得最好的控制效果。 六、软件设计 七. 系统联调：软硬件系统联调 第一步在实验室模拟装置上进行，要尽量创造条件使模拟装置接近于实际控制系统，在调试时应采取一些必要的测量监视和保护措施。 第二步是在工业生产现场进行工业试验。经过一段考机和试运行后，即可投入正式运行。 C语言程序调用汇编程序举例 例：用汇编过程完成A×2B计算，并由C语言程序将计算结果显示输出。 /*C语言程序：CAC.C，向汇编程序传送两个参数A和B，并将汇编程序返回的计算结果（由AX累加器传递）显示*/ Extern int power2 (int，int) main（） { Printf (“3times 2to the power of 5 is %d\n”，power2(3,5)) } ；汇编语言程序CAA.ASM MODEL