微型计算机控制系统的硬件组成_微型计算机控制器的组成-程序员宅基地

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微型计算机控制系统的硬件组成

微型计算机控制系统主要有主机CPU、接口电路及外部设备组成。不同的控制器硬件组成不同,但一般都可以根据需求进行扩展。

1、CPU

微型处理器是整个控制系统的指挥部,通过结构及软件可向系统的各个部分发出各种号令,对被测参数进行巡回检测、数据处理、控制计算、报警处理及逻辑判断等操作。因此,主机是微型控制系统的重要组成部分,主机的选用将影响到系统的功能机接口电路的设计等。由于单片机的种类繁多,功能各异,因此在选择单片机作为CPU时,对接口电路的设计必须要高度重视。

2、I/O接口

I/O接口是主机与被测对象进行信息交流的主要纽带。主机通过I/O接口与外部设备进行数据交换。目前,绝大多数I/O接口电路都是可编程的,及他们的工作方式可以由程序控制。目前工业型单片机的接口有:①并行接口,如8155接口和8255接口;②串行接口,如8251;③直接数据传送接口,如8237;④中断接口,如8259;⑤定时器/计数器接口,如8253等。由于计算机只能接收数字量,但是大部分传感器采集到的都是模拟信号,如电压、温度、流量等,因此为了实现此功能还必须将模拟信号转换成数字信号,及A/D转换。

3、通用外部设备

通用外部设备是为了扩大主机的功能而设置的,主要用来显示、打印、存储及传送数据。目前已有许多专业厂家生产各种各样的通用外部设备,如电传打印机、CRT显示终增、纸带打孔机、纸带读入机、卡片读入机、声光报警器、磁带机、磁盘驱动器、光盘驱动器和扫描仪等。这些设备就像微型机的眼、耳、鼻、舌和四肢样,大大扩充了主机的功能。

4、检测元件及执行机构

在微型机控制系统中,为了对生产过程进行控制,首先必须对各种数据.如温度、压力、流量、液位和成分等进行采集。为此,必须通过检测元件,即传感基把非电量参数转换成电量.如热电偶可以把温度转换成mV信号:压力变换器可以把压力转变成电信号,这些信号经变换器转换成统一的标准信 号(0-5V或4~ 20mA) 后,再送入微型机。因此,检测元件精度的高低,直接影响到微型机控制系统的精度。

此外,为了控制生产过程,还必须有执行机构。它们的作用就是控制各参数的流入量。例如,在温度控制系统中,根据温度的误差来控制进入加热炉的煤气(或油)量:在水位控制系统中控制进入容器的水的流量。执行机构有的采用电动、气动或液压传动控制,也有采用电机、步进电机及可控硅元件等进行控制。关于这部分内容将在第4章详细介绍。

5、操作台

操作台是人机对话的联系纽带。通过它人们可以向计算机输入程序,修改内存的数据,显示被测参数,以及发出各种操作命令等。它主要由以下4部分组成。

(1)作用开关。如电源开关、数据及地址选择开关及操作方式(如自动或手动)选择开关等。通过这些开关,人们可以对主机进行启停操作、设置和修改数据,以及修改控制方式等。作用开关可通过接口与主机相连。

(2)功能键。设置功能键的目的主要是通过各种功能键向主机申请中断服务,如常用的复位键、启动键、打印键和显示键等。此外,面板上还有工作方式选择键,如连续工作方式或单步工作方式。所有这些功能键通常以中断方式与主机进行联系。

(3) LED数码管及CRT显示。它们用来显示被测参数及操作人员感兴趣的内容。随着微型机控制技术的发展,CRT显示的应用越来越普遍。它不但可以显示数据表格,面且能够显示被控系统的流程总图、棒状指示图、开关状态图、时序图、变量变化趋势图、调节回路指示图、表格式显示,以及报警、索引等。

(4)数字键。用来送入数据或修改控制系统的参数。

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本文学习自教学课本:微型计算机控制系统(第2版)网络资源版。主编:潘新民、王燕芳

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