文档介绍：微机接口与软件编程参考书: 1、《计算机控制系统》武汉理工大学出版社 2、《MCS-51 系列单片机实用接口技术》李华主编北京航空航天大学出版社 3、《单片机应用程序设计技术》周航慈北航 4、MCS 单片机应用系统实用指南陈宝江等机械工业出版社主要内容: 第一章计算机控制系统第二章接口技术(信号变换、 A/D 、D/A 、人机及通信) 第三章总线及通信第四章 DCS 系统现场总线及 FCS 第五章工业以太网及网络控制第六章 DSP 及嵌入式系统第七章计算机抗干扰技术第一章计算机控制系统 1-1 :计算机控制系统的发展 1、开始微机第一代( 1976 年):INTEL 公司的 4004 (4位)和 8008 (8位) 第二代( 1978 年):INTEL 8080 (8位) ZELOG Z80 (8位) MOTOROLA M6800 (8位) 第三代( 1980 年):INTEL 8086 (16位) ZELOG Z800 (16位) MOTOROLA M68000 (16位) 第四代( 1986 年: 32位第五代(当今):DSP (数字信号处理) 嵌入式 GAL CPLD FPGA 2、控制系统开始小型计算机作主机 DJS-130 机微机控制接口集中式控制分散式控制完全分散式控制(现场总线) 网络控制 1-2 控制系统的构成及分类一:构成: 1CPU 部分 2接口 3通信及人机界面 1、单总线控制系统优点:成本低、冗余度小、代码短缺点:开发周期长、经验需要多适合于:产品开发或小控制系统 2、双总线控制系统(多总线) 优点:开发周期短、成本中等、冗余度大缺点:体积大、可靠性稍差、实时性稍差 3、嵌入式系统优点:有 OS、开发工具简单、支持高级语言 4、集散式 1上下位机系统②集散式 A/D D/A CPU RAM ROM BUS PC ( 总线) A/D D/A 外总线 CRT PC 键盘控制器对象 C1 PC ③多级网络式控制系统④网络控制:现场总线是网络控制的一个小分支。 1-3 计算机控制系统的构成一:硬件构成 1、CPU 单元( CPU 、RAM 、EPROM EEPROM ) 2、接口电路: I/O 、A/D 、D/A 、脉冲、通信电路、人机交互( LED 、数码管、 CRT 、液晶) 二:软件 1、监控程序(自行开发) 2、高级语言( C、DELPHI ) 3、操作系统:实时 OS(DOS 、WINDOWSCE 、LINUX ) 4、开发工具软件:组态软件、调试软件(断点、单步)、模拟软件第二章计算机接口技术第一节信号变换电路测量对象 1、电量:直流、交流 2、非电量:温度、速度、压力、流量、湿度 3、计算机可接受的量:a、DDZ2 (电压 220V ) 测试范围电流 0—10MA电流 0?—5V 220V 0~10mv b、DDZ3 (供电电压 24V 左右) 测试范围电流 4—20MA电流 1—5V +24V _ 4、温度传感器服务器集散式管理功能( MIS ) 控制功能(1)热电偶 mv信号的大小与温差有关 a、常用热电偶* 铂铑一铂热电偶,一般合金丝直径为 毫米,精度高,热电势较大, 性能稳定,抗氧化性较好, 温度一般在 1000 ℃医生使用,并可在 1300 ℃高温炉内长期使用。缺点是价格高,不宜在还原性气氛中使用。铂铑一铂 10S铂铑一铂 13R铂铑一铂 30B(比例值—分度) *镍铬一镍硅和镍铬一镍铝热电偶,分度为 K。合金丝直径为 3毫米,它的热电势较大,精度较高,价格便宜,抗氧化性也较好,可在 900 ℃以下炉内长期使用。缺点是材质硬。*镍铬硅一镍硅分度为 N * 镍铬一考铜热电偶,它的热电势很大,灵敏度高,价格便宜,宜在还原性气氛中使用,使用温度不超过 600 ℃。缺点是易氧化。*铁一康铜热电偶,热电势较大,灵敏度高,价格低廉,宜在 600 ℃以下还原性气氛中长期使用。缺点是易氧化。(常用的热电偶分度表附图如后) b、特殊热电偶钨铼系一般用在 200 ℃~2000 ℃(2500 ℃)之间(高温应用) 镍铬—金铁一般用在 0℃~217 ℃之间(低温应用) 5、应用(1)自由端 0℃(冷端补偿) a、加冷端补偿电路(硬件) b、软件补偿:热电偶存入计算机、温室存入计算机(2)引线的补偿问题热电偶的导线要用“补偿导线”(3)信号放大 a、反相比例反放大器 V0= —(R2/R1 )Vi b、同相比例放大器。 V0= (1+R2/R1 )Vi (2)热电阻 a、铂热电阻: Pt100 (指在 0℃时电阻的阻值为 100 欧姆) Pt10 铂电阻某个温度的电阻值: 温度在 0℃以上时, Rt=R0 (1+αt) 温度在 0℃以下( 一般是-200 ℃~0℃) 时, Rt=R0 (1+At+Bt