微型计算机控制系统概述学习教案.pptx

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1、会计学1微型微型(wixng)计算机控制系统概述计算机控制系统概述第一页，共38页。引言引言(ynyn)(ynyn)计算机控制技术计算机控制技术计算机控制技术计算机控制技术-是把计算机技术与自动化控制系统融为一体的一门综合性学问，是把计算机技术与自动化控制系统融为一体的一门综合性学问，是把计算机技术与自动化控制系统融为一体的一门综合性学问，是把计算机技术与自动化控制系统融为一体的一门综合性学问，是以计算机为核心部件的过程控制系统和运动控制系统。从计算机应用的角是以计算机为核心部件的过程控制系统和运动控制系统。从计算机应用的角是以计算机为核心部件的过程控制系统和运动控制系统。从计算机应用的角是以

2、计算机为核心部件的过程控制系统和运动控制系统。从计算机应用的角度出发，自动化控制工程是其重要的一个应用领域；而从自动化控制工程来度出发，自动化控制工程是其重要的一个应用领域；而从自动化控制工程来度出发，自动化控制工程是其重要的一个应用领域；而从自动化控制工程来度出发，自动化控制工程是其重要的一个应用领域；而从自动化控制工程来看，计算机技术又是一个主要的实现看，计算机技术又是一个主要的实现看，计算机技术又是一个主要的实现看，计算机技术又是一个主要的实现(shxin)(shxin)(shxin)(shxin)手段。本书立足于工业自动手段。本书立足于工业自动手段。本书立足于工业自动手段。本书立足于工

3、业自动化的领域，讨论这种不同于普通计算机的计算机控制系统的结构组成、相关化的领域，讨论这种不同于普通计算机的计算机控制系统的结构组成、相关化的领域，讨论这种不同于普通计算机的计算机控制系统的结构组成、相关化的领域，讨论这种不同于普通计算机的计算机控制系统的结构组成、相关技术及其工程应用。下图为一个制药车间的自动化生产流程。技术及其工程应用。下图为一个制药车间的自动化生产流程。技术及其工程应用。下图为一个制药车间的自动化生产流程。技术及其工程应用。下图为一个制药车间的自动化生产流程。第2页/共38页第二页，共38页。自动控制：在没有人直接参与的情况下，通过控制器使生产过程自动控制：在没有人直接参

4、与的情况下，通过控制器使生产过程(guchng)(guchng)自动地按照预定自动地按照预定的规律运行。的规律运行。计算机控制系统计算机控制系统 ：利用计算机来实现生产过程利用计算机来实现生产过程(guchng)(guchng)自动控制的系统。自动控制的系统。第3页/共38页第三页，共38页。计算机控制系统计算机控制系统(kn(kn zh x tn)zh x tn)概念概念n n计算机控制系统是由常规仪表计算机控制系统是由常规仪表控制系统演变而来的控制系统演变而来的;n n常规仪表组成的自动控制系统常规仪表组成的自动控制系统根据不同的控制要求，一般分根据不同的控制要求，一般分成闭环控制成闭环控

5、制(图图1-1a所示所示)与开环与开环控制控制(图图1-1b所示所示)两种结构形式两种结构形式;n n计算机控制系统原理计算机控制系统原理(yunl)组成组成用控制计算机代替图用控制计算机代替图1-1的控制器，如图的控制器，如图1-2所示；所示；第4页/共38页第四页，共38页。闭环控制系统闭环控制系统(xtng)euqy控制器控制器执行器执行器被控对象被控对象测量变送器测量变送器偏差偏差给定值给定值控制作用控制作用操纵变量操纵变量被控量被控量 测量值测量值r+_zf干扰干扰图图1-1(a)闭环控制系统闭环控制系统 闭闭环环控控制制系系统统-闭闭环环控控制制系系统统中中，测测量量变变送送器器对

6、对被被控控对对象象进进行行检检测测，把把被被控控量量如如温温度度、压压力力等等物物理理量量转转换换成成电电信信号号再再反反馈馈到到控控制制器器中中，控控制制器器将将此此测测量量值值与与给给定定值值进进行行比比较较形形成成偏偏差差输输入入(shr)(shr)，并并按按照照一一定定的的控控制制规规律律产产生生相相应应的的控控制制信信号号驱驱动动执执行行器器工工作作，执执行行器器产产生生的的操操纵纵变变量量使使被被控控对对象象的的被被控控量量跟跟踪踪趋趋近近给给定定值值，从从而而实实现现自自动动控控制制稳稳定定生生产产的的目目的的。这这种种信信号号传传递递形形成成了了闭闭合合回回路路，所以称此为按偏

7、差进行控制的闭环反馈控制系统。所以称此为按偏差进行控制的闭环反馈控制系统。第5页/共38页第五页，共38页。开环控制系统开环控制系统(kn zh x tn)开环控制系统开环控制系统-不同于闭环系统，它不需要被控对不同于闭环系统，它不需要被控对象象(duxing)(duxing)的测量反馈信号，控制器直接根据给的测量反馈信号，控制器直接根据给定值驱动执行器去控制被控对象定值驱动执行器去控制被控对象(duxing)(duxing)，所以，所以这种信号的传递是单方向的。开环控制系统不能自这种信号的传递是单方向的。开环控制系统不能自动消除被控量与给定值之间的偏差，其控制性能不动消除被控量与给定值之间的

8、偏差，其控制性能不如闭环系统。如闭环系统。uqy控制器控制器执行器执行器被控对象被控对象给定值给定值控制作用控制作用操纵变量操纵变量被控量被控量 r(b)(b)开环控制系统开环控制系统第6页/共38页第六页，共38页。计算机闭环控制系统计算机闭环控制系统(xtng)原理组成原理组成 计算机闭环控制系统的原理组成计算机闭环控制系统的原理组成-是把图是把图1-11-1中的控制器用控制计中的控制器用控制计算机即微型算机即微型(wixng)(wixng)计算机及计算机及A/DA/D（模（模/数）转换接口与数）转换接口与D/AD/A（数（数/模）转换接口代替，由于计算机采用的是数字信号传递，而一次模）转

9、换接口代替，由于计算机采用的是数字信号传递，而一次仪表多采用模拟信号传递，因此需要有仪表多采用模拟信号传递，因此需要有A/DA/D转换器将模拟量转换转换器将模拟量转换为数字量作为其输入信号，以及为数字量作为其输入信号，以及D/AD/A转换器将数字量转换为模拟转换器将数字量转换为模拟量作为其输出信号。量作为其输出信号。图图1-2 计算机控制系统原理图计算机控制系统原理图 第7页/共38页第七页，共38页。计算机控制系统计算机控制系统(kn zh x tn)的工作原理的工作原理a.a.实时数据采集实时数据采集实时数据采集实时数据采集-对来自测量变送器的被控量的对来自测量变送器的被控量的对来自测量变

10、送器的被控量的对来自测量变送器的被控量的瞬时值进行采集和瞬时值进行采集和瞬时值进行采集和瞬时值进行采集和输入输入输入输入 ；b.b.实时数据处理实时数据处理实时数据处理实时数据处理-对采集到的被控量进行分析、对采集到的被控量进行分析、对采集到的被控量进行分析、对采集到的被控量进行分析、比较和处理，按一比较和处理，按一比较和处理，按一比较和处理，按一定的控制规律运算，定的控制规律运算，定的控制规律运算，定的控制规律运算，进行控制决策进行控制决策进行控制决策进行控制决策(juc)(juc)；c.c.实时输出控制实时输出控制实时输出控制实时输出控制-根据控制决策根据控制决策根据控制决策根据控制决策(

11、juc)(juc)，适时地，适时地，适时地，适时地对执行器发出控制对执行器发出控制对执行器发出控制对执行器发出控制信号，完成监控任信号，完成监控任信号，完成监控任信号，完成监控任务；务；务；务；第8页/共38页第八页，共38页。在线方式和离线方式在线方式和离线方式 在线方式或联机方式：生产过程和计算机直接连接，并在线方式或联机方式：生产过程和计算机直接连接，并受计算机控制的方式。受计算机控制的方式。离线方式或脱机方式：生产过程不和计算机相连，且不离线方式或脱机方式：生产过程不和计算机相连，且不受计算机控制，而是靠人进行联系并作相应操作的方式。受计算机控制，而是靠人进行联系并作相应操作的方式。实

12、时的含义实时的含义 实时：是指信号的输入、计算和输出都要在一定的时间实时：是指信号的输入、计算和输出都要在一定的时间(shjin)(shjin)范围内完成。范围内完成。实时控制系统必定是在线系统。实时控制系统必定是在线系统。返回(fnhu)本章首页第9页/共38页第九页，共38页。图图1-3 微型微型(wixng)计算机控制系统原理图计算机控制系统原理图微微机机控控制制系系统统的的组组成成：微微型型计计算算机机、接接口口电电路路、外外部部(wib)通通用用设设备和工业生产对象等组成。备和工业生产对象等组成。1.1 微型计算机控制系统(kn zh x tn)的组成第10页/共38页第十页，共38

13、页。主机主机(zhj)(zhj)（单片机、（单片机、CPUCPU）中央处理器（中央处理器（CPU）内存储器内存储器(ni cn ch q)(RAM和和ROM)接口电路接口电路:主机与外部设备、输入输出通道进行信息主机与外部设备、输入输出通道进行信息(xnx)(xnx)交换的桥梁交换的桥梁过程输入过程输入/输出通道（输出通道（计算机和控制过程之间信息传递和变换的连接通道）模拟量输入通道模拟量输入通道AI模拟量输出通道模拟量输出通道AO开关量输入通道开关量输入通道DI开关量输出通道开关量输出通道DO外部设备外部设备 操作台操作台输入设备输入设备输出设备输出设备外存储器外存储器（CRT）显示器或）显

14、示器或(LED)数码显示器数码显示器 键盘（功能键和数字键）键盘（功能键和数字键）计算机控制系统的硬件组成计算机控制系统的硬件组成计算机控制系统的硬件组成计算机控制系统的硬件组成第11页/共38页第十一页，共38页。软件是指能完成各种功能的计算机程序的总和。它是微型计算机控制系统的神经中枢，整个系统的工作(gngzu)都是在程序的指挥下进行协调工作(gngzu)的。软件通常分为两大类：一类是系统软件，另一类是应用软件。返回(fnhu)本章首页计算机控制系统计算机控制系统计算机控制系统计算机控制系统(kn(kn zh x t zh x t n n)的的的的软件组成软件组成软件组成软件组成第12页

15、/共38页第十二页，共38页。返回(fnhu)本章首页软件软件(run jin)系统软件系统软件(x tn run jin)应用软件应用软件操作系统操作系统语言加工系统语言加工系统诊断系统诊断系统控制程序控制程序数据采集及处理程序数据采集及处理程序巡回检测程序巡回检测程序数据管理程序数据管理程序编辑程序编辑程序编译程序编译程序连接、装配程序连接、装配程序调试程序调试程序子程序库子程序库软件部分：软件部分：数据可靠性检查程序数据可靠性检查程序AD转换及采样程序转换及采样程序 数字滤波程序数字滤波程序 线性化处理程序线性化处理程序 数据采集程序数据采集程序 越限报警程序越限报警程序 事故预告程序事

16、故预告程序 画面显示程序画面显示程序 第13页/共38页第十三页，共38页。1.2 1.2 微机微机(wi j)(wi j)控制控制系统的分类系统的分类 操作指导控制系统（ODC）直接数字控制系统（DDC）计算机监督(jind)系统（SCC）分级计算机控制系统（DCS）现场总线控制系统（FCS）返回(fnhu)本章首页第14页/共38页第十四页，共38页。操作操作(cozu)(cozu)指导控制系指导控制系统统 返回(fnhu)本节优点：结构简单，控制灵活和安全优点：结构简单，控制灵活和安全(nqun)(nqun)。缺点：要由人工操作，速度受到限制，不能控制多个对象。缺点：要由人工操作，速度受

17、到限制，不能控制多个对象。第15页/共38页第十五页，共38页。返回(fnhu)本节 操操作作指指导导控控制制系系统统-是是基基于于数数据据采采集集系系统统的的一一种种开开环环结结构构。计计算算机机根根据据采采集集到到的的数数据据以以及及工工艺艺要要求求进进行行最最优优化化 计计 算算，计计 算算 出出 的的 最最 优优 操操 作作 条条 件件，并并 不不 直直 接接 输输 出出(shch)(shch)控控制制被被控控对对象象，而而是是显显示示或或打打印印出出来来，操操作作人人员员据据此此去去改改变变各各个个控控制制器器的的给给定定值值或或操操作作执执行行器器，以以达达到到操操作作指指导导的的

18、作作用用。它它相相当当于于模模拟拟仪仪表表控控制制系系统统的的手手动动与与半半自自动动工工作作状状态态。OGCOGC系系统统的的优优点点是是结结构构简简单单，控控制制灵灵活活和和安安全全。缺缺点点是是要要由由人人工工操操作作，速速度度受受到到限限制制，不不能同时控制多个回路。能同时控制多个回路。第16页/共38页第十六页，共38页。直接直接(zhji)(zhji)数字控制系数字控制系统（统（DDCDDC）返回(fnhu)本节 要求(yoqi)：实时性好、可靠性高和适应性强 一台计算机通常要控制几个或几十个回路输入通道输入通道(AI.DI(AI.DI）输出通道输出通道(AO.DO)(AO.DO)

19、打印机打印机报报 警警操作台操作台CRTCRT计计 算算 机机生生 产产 过过 程程第17页/共38页第十七页，共38页。返回(fnhu)本节 DDCDDC系系统统-是是用用一一台台计计算算机机不不仅仅完完成成对对多多个个被被控控参参数数的的数数据据采采集集，而而且且能能按按一一定定的的控控制制规规律律进进行行实实时时决决策策，并并通通过过过过程程输输出出通通道道发发出出控控制制信信号号，实实现现对对生生产产过过程程的的闭闭环环控控制制，为为了了操操作作(cozu)(cozu)方方便便，DDCDDC系系统统还还配配置置一一个个包包括括给给定定、显显示示、报报警警等等功功能能的的操操作作(coz

20、u)(cozu)控控制制台台。DDCDDC系系统统中中的的一一台台计计算算机机不不仅仅完完全全取取代代了了多多个个模模拟拟调调节节器器，而而且且在在各各个个回回路路的的控控制制方方案案上上，不不改改变变硬硬件件只只通通过过改改变变程程序序就就能能有效地实现各种各样的复杂控制。有效地实现各种各样的复杂控制。第18页/共38页第十八页，共38页。计算机监督计算机监督(jind)(jind)系统系统（SCCSCC）n n计算机监督系统(xtng)（Supervisory Computer Control）简称SCC系统(xtng)。SCC系统(xtng)有两种不同的结构形式。一种是SCC+模拟调节器

21、，另一种是SCC+DDC控制系统(xtng)。n n（1）SCC+模拟调节器控制系统(xtng)n n（2）SCC+DDC控制系统(xtng)第19页/共38页第十九页，共38页。管理命令报告人工监管给定值测量值A/D多路开关检测元件生产过程管理命令报告人工监管给定值测量值A/D多路开关检测元件生产过程DDCD/A反多路开关返回(fnhu)本节第20页/共38页第二十页，共38页。返回(fnhu)本节 DDCDDC计计 算算机机生生 产产 过过 程程S SS SC C 计计 算算 机机记录记录显示显示打印打印调节调节测量测量设设 定定值值(b)(b)工艺数据工艺数据模模 拟拟调节器调节器生生

22、产产 过过 程程S SS SC C 计计 算算 机机记记录录显显示示打打印印调节调节测量测量设设 定定值值(a)(a)工艺数据工艺数据第21页/共38页第二十一页，共38页。这属于计算机在线最优控制的一种形式。当上位机出现故这属于计算机在线最优控制的一种形式。当上位机出现故障时，可由下位机独立完成控制。下位机直接参与生产过障时，可由下位机独立完成控制。下位机直接参与生产过程控制，要求其实时性好，可靠性高和抗干扰能力程控制，要求其实时性好，可靠性高和抗干扰能力(nngl)(nngl)强；而上位机承担高级控制与管理任务，应配置强；而上位机承担高级控制与管理任务，应配置数据处理能力数据处理能力(nn

23、gl)(nngl)强，存储容量大的高档计算机。强，存储容量大的高档计算机。第22页/共38页第二十二页，共38页。分级分级(fn j)(fn j)计算机控制计算机控制系统系统 分散控制系统分散控制系统-是以微处理器为基础，借助于计算机网是以微处理器为基础，借助于计算机网络对生产过程进行集中管理和分散控制的先进计算机控制络对生产过程进行集中管理和分散控制的先进计算机控制系统。由于早期开发的分散控制系统在体系结构上具有分系统。由于早期开发的分散控制系统在体系结构上具有分散式系统的特征，因此国外将该类系统取名为分散控制系散式系统的特征，因此国外将该类系统取名为分散控制系统，国内也有人将其称为集散型控

24、制系统，或者是分布式统，国内也有人将其称为集散型控制系统，或者是分布式控制系统。分散控制系统简称为控制系统。分散控制系统简称为DCSDCS。DCS DCS 采用采用(c(c iyng)iyng)分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调的设计原则。综合协调的设计原则。第23页/共38页第二十三页，共38页。返回(fnhu)本节第24页/共38页第二十四页，共38页。返回(fnhu)本节操作站模拟量输出功能块控制功能块H1现场总线差压变送 器模拟量输入功能块PIDI10 .AOI10AI110H1H1网桥H2现场总线 .现场节点服务器LAN（局域网）

25、现场现场(xinchng)总线控总线控制系统制系统 FCS第25页/共38页第二十五页，共38页。返回(fnhu)本节 现场总线控制系统即现场总线控制系统即FCS-FCS-是新一代分布式控制结构。是新一代分布式控制结构。该系统改进了该系统改进了DCSDCS成本高和由于各厂商的产品通信成本高和由于各厂商的产品通信(tng xn)(tng xn)标准不统一而造成的不能互联等弱点，采用标准不统一而造成的不能互联等弱点，采用集管理控制功能于一身的工作站与现场总线智能仪表集管理控制功能于一身的工作站与现场总线智能仪表的二层结构模式，把原的二层结构模式，把原DCSDCS控制站的功能分散到智能控制站的功能分

26、散到智能型现场仪表中去，形成一个彻底的分散控制模式。每型现场仪表中去，形成一个彻底的分散控制模式。每个现场仪表个现场仪表(例如变送器、执行器例如变送器、执行器)都作为一个智能节都作为一个智能节点，都带点，都带CPUCPU单元，可分别独立完成测量、校正、调单元，可分别独立完成测量、校正、调节、诊断等功能，靠网络协议把它们连接在一起统筹节、诊断等功能，靠网络协议把它们连接在一起统筹工作。工作。第26页/共38页第二十六页，共38页。1.3 1.3 1.3 1.3 微机微机微机微机(wi j)(wi j)(wi j)(wi j)控制系统的发展概况及趋势控制系统的发展概况及趋势控制系统的发展概况及趋势

27、控制系统的发展概况及趋势 返回(fnhu)本章首页1946年世界上第一台电子计算机年世界上第一台电子计算机ENICA问世问世131计算机控制系统的发展概况计算机控制系统的发展概况 1计算机控制技术的发展过程计算机控制技术的发展过程(guchng)开创时期（开创时期（19551962年）年）直接数字控制时期（直接数字控制时期（19621967年）年）小型计算机时期（小型计算机时期（19671972年）年）微型计算机时期（微型计算机时期（1972年至今）年至今）第27页/共38页第二十七页，共38页。返回(fnhu)本章首页软件的发展：软件的发展：50年代至年代至70年代软件发展缓慢年代软件发展缓

28、慢 70年代末至今已采用各种高级语言进行年代末至今已采用各种高级语言进行(jnxng)实时控制实时控制2计算机控制理论的发展过程计算机控制理论的发展过程 采样定理采样定理 差分方程差分方程 第28页/共38页第二十八页，共38页。返回(fnhu)本章首页 Z变换变换(binhun)法法 状态空间理论状态空间理论 最优控制与随机控制最优控制与随机控制 代数系统代数系统(xtng)理论理论 系统系统(xtng)辨识与自适应控制辨识与自适应控制第29页/共38页第二十九页，共38页。1.3.2 1.3.2 微机微机(wi j)(wi j)控控制系统的发展趋势制系统的发展趋势 返回(fnhu)本章首页

29、第30页/共38页第三十页，共38页。可编程控制器可编程控制器 可编程逻辑控制器可编程逻辑控制器-简称可编程控制器或简称可编程控制器或PLCPLC，是计算机技术与，是计算机技术与继电逻辑控制概念相结合的产物，其低端为常规继电逻辑控制的替继电逻辑控制概念相结合的产物，其低端为常规继电逻辑控制的替代装置，而高端为一种高性能的工业控制计算机。它主要代装置，而高端为一种高性能的工业控制计算机。它主要(zh(zh yo)yo)由由CPUCPU、存储器、输入组件、输出组件、电源及编程器等组成。外、存储器、输入组件、输出组件、电源及编程器等组成。外观如图所示。观如图所示。第31页/共38页第三十一页，共38

30、页。可编程控制器（可编程控制器（可编程控制器（可编程控制器（PLCPLC）特点：）特点：）特点：）特点：一种数字运算操作的电子系统一种数字运算操作的电子系统一种数字运算操作的电子系统一种数字运算操作的电子系统,专为工业环专为工业环专为工业环专为工业环境下应用而设定境下应用而设定境下应用而设定境下应用而设定;采用可编程序的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控采用可编程序的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控采用可编程序的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控采用可编程序的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术操作的指令，并通过数字式、模拟式制、定时、计数和算术操作

31、的指令，并通过数字式、模拟式制、定时、计数和算术操作的指令，并通过数字式、模拟式制、定时、计数和算术操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出；的输入和输出；的输入和输出；的输入和输出；应用广泛应用广泛应用广泛应用广泛-不仅不仅不仅不仅(bj(bj n)n)在顺序程序控制领域中具有优势，而且在顺序程序控制领域中具有优势，而且在顺序程序控制领域中具有优势，而且在顺序程序控制领域中具有优势，而且在运动控制、过程控制、网络通信领域方面也毫不逊色；在运动控制、过程控制、网络通信领域方面也毫不逊色；在运动控制、过程控制、网络通信领域方面也毫不逊色；在运动控制、过程控制、网络通信领域方面也毫不逊色；PL

32、CPLC具有系统构成灵活，扩展容易，编程简单，调试容易，抗具有系统构成灵活，扩展容易，编程简单，调试容易，抗具有系统构成灵活，扩展容易，编程简单，调试容易，抗具有系统构成灵活，扩展容易，编程简单，调试容易，抗干扰能力强；干扰能力强；干扰能力强；干扰能力强；第32页/共38页第三十二页，共38页。总线总线(zn xin)式工控式工控机机 总线式工控机，是基于总线技术和模块化结构的一种专用于总线式工控机，是基于总线技术和模块化结构的一种专用于工业控制的通用性计算机，一般称为工业控制计算机，简称为工业控制的通用性计算机，一般称为工业控制计算机，简称为工业控制机或工控机。通常，计算机的生产厂家是按照某

33、个总工业控制机或工控机。通常，计算机的生产厂家是按照某个总线标准，设计制造出若干符合总线标准、具有各种功能的各式线标准，设计制造出若干符合总线标准、具有各种功能的各式模板，而控制系统的设计人员则根据不同模板，而控制系统的设计人员则根据不同(b tn(b tn)的生产过程的生产过程与技术要求，选用相应的功能模板组合成自己所需的计算机控与技术要求，选用相应的功能模板组合成自己所需的计算机控制系统。总线式工控机的外形类似普通计算机，如图所示。制系统。总线式工控机的外形类似普通计算机，如图所示。第33页/共38页第三十三页，共38页。n n 不同的是它的外壳采用全钢标准的工业加固型机不同的是它的外壳采

34、用全钢标准的工业加固型机架机箱，机箱密封并加正压送风散热，机箱内的原普架机箱，机箱密封并加正压送风散热，机箱内的原普通计算机的大主板变成通用的底板总线插座系统，将通计算机的大主板变成通用的底板总线插座系统，将主板分解成几块主板分解成几块PCPC插件，采用工业级抗干扰电源和插件，采用工业级抗干扰电源和工业级芯片，并配以相应的工业应用软件。工业级芯片，并配以相应的工业应用软件。n n 总线式工控机具有小型化、模板化、组合化、总线式工控机具有小型化、模板化、组合化、标准化的设计特点标准化的设计特点(tdi(tdi n)n)，能满足不同层次、不同，能满足不同层次、不同控制对象的需要，又能在恶劣的工业环

35、境中可靠地运控制对象的需要，又能在恶劣的工业环境中可靠地运行。因而，它广泛应用于各种控制场合，尤其是十几行。因而，它广泛应用于各种控制场合，尤其是十几到几十个回路的中等规模的控制系统中。到几十个回路的中等规模的控制系统中。第34页/共38页第三十四页，共38页。单片微型计算机单片微型计算机 随着微电子技术与超大规模集成技术的发展，计算机技术的另一个分支超小型化的单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)简称单片机诞生了。它是将CPU、存储器、串并行I/O口、定时(dn sh)/计数器、甚至A/D转换器、脉宽调制器、图形控制器等功能部件全都集成在一块大规模集成电路芯片上

36、，构成了一个完整的具有相当控制功能的微控制器。第35页/共38页第三十五页，共38页。n n 单片机的应用软件可以采用面向机器的汇编语言，但这单片机的应用软件可以采用面向机器的汇编语言，但这需要较深的计算机软硬件知识，而且汇编语言的通用性与可需要较深的计算机软硬件知识，而且汇编语言的通用性与可移植性差。随着高效率结构化语言的发展，其软件开发环境移植性差。随着高效率结构化语言的发展，其软件开发环境正在逐步改善。目前，市场上已推出面向单片机结构的高级正在逐步改善。目前，市场上已推出面向单片机结构的高级语言，如早期的语言，如早期的Archimedes CArchimedes C和和Franklin

37、CFranklin C，现在的，现在的Keil C51Keil C51、DynamicCDynamicC等语言。等语言。n n 由于单片机具有由于单片机具有(jy(jy u)u)体积小、功耗低、性能可靠、价体积小、功耗低、性能可靠、价格低廉、功能扩展容易、使用方便灵活、易于产品化等诸多格低廉、功能扩展容易、使用方便灵活、易于产品化等诸多优点，特别是强大的面向控制的能力，使它在工业控制、智优点，特别是强大的面向控制的能力，使它在工业控制、智能仪表、外设控制、家用电器、机器人、军事装置等方面得能仪表、外设控制、家用电器、机器人、军事装置等方面得到了极为广泛的应用。到了极为广泛的应用。n n 单片机

38、的应用从单片机的应用从4 4位机开始，历经位机开始，历经8 8位、位、1616位、位、3232位四种。位四种。但在小型测控系统与智能化仪器仪表的应用领域里，但在小型测控系统与智能化仪器仪表的应用领域里，8 8位单位单片机因其品种多、功能强、价格廉，片机因其品种多、功能强、价格廉，目前仍然是单片机系列目前仍然是单片机系列的主流机种。的主流机种。第36页/共38页第三十六页，共38页。思考题思考题n n1 1计算机控制系统与常规仪表控制系统的计算机控制系统与常规仪表控制系统的主要异同点是什么？主要异同点是什么？n n2 2微型计算机控制系统的硬件由哪几部分微型计算机控制系统的硬件由哪几部分组成？各部分的作用组成？各部分的作用(zuyng)(zuyng)是什么？是什么？n n3 3微型计算机控制系统的软件有什么作用微型计算机控制系统的软件有什么作用(zuyng)(zuyng)？n n4 4计算机控制系统划分成那几大类？计算机控制系统划分成那几大类？n n5.5.计算机控制技术计算机控制技术n n6.6.计算机控制系统计算机控制系统 第37页/共38页第三十七页，共38页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)！第38页/共38页第三十八页，共38页。