监控程序设计

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1、第六章监控程序设计6.1监控程序的功能和组成一、监控程序的功能：1、进行键盘和显示管理，按键入的命令转入相应的键服务；2、接收因过程(输入输出)通道或时钟等引起的中断请求信号，区分优先级，实现中断嵌套，并转入相应的实时测量、控制功能子程序；3、实现对硬件定时器的处理及由此形成的软件定时器的管理；4、实现对系统自身的诊断处理；5、初始化，手-自动控制，掉电保护等。二、监控程序的组成监控程序的组成主要取决于测控系统的组成规模，以及系统的硬件配备与功能。通常由监控主程序、初始化管理、键盘管理、显示管理、中断管理、时钟管理、自诊断、手-自动控制等模块组成。图6-1-1监控程序的基本组

2、成1、监控主程序调用各模块，并将它们联系起来，形成一个有机整体，从而实现对系统的全部管理功能。2、测控算法程序主要实现测量与控制功能，它由描述一种或几种测控算法(如数字滤波，PID算法等)的功能模块构成，通常为实时中断程序或监控程序所调用。3、各功能模块又由各种下层模块(子程序)所支持。6.2监控主程序和初始化管理6.2.1监控主程序一、监控主程序的任务监控主程序是整个监控程序的一条主线，上电复位后首先进入监控主程序。它的任务是识别命令、解释命令并获得完成该命令的相应模块的入口。10监控主程序引导测控系统进入正常运行，并协调各部分软、硬件有条不紊地工作。二、监控主程序的组成模

3、块监控主程序通常包括可编程器件、输入、输出端口和参数的初始化，自诊断管理模块，键盘显示管理模块，以及实时中断管理和处理模块等，是“自顶向下”结构化设计中的第一层次。除了初始化和自诊断外，监控主程序一般总是把其余部分联接起来，构成一个无限循环圈，测控系统的所有功能都在这一循环圈中周而复始地、或有选择地执行，除非掉电或按复位(RESET)键，测控系统不会跳出这一循环圈。由于各个微机化测控系统的功能不同，硬件结构不同，程序编制方法不同，因而监控主程序没有统一的模式。图6-2-1微机温控仪监控主程序流程。6.2.2初始化管理一、可编程器件初始化――对可编程硬件接口电路的工作模式的初始

4、化微机化测控系统中常用的可编程器件有：键盘显示管理接口8279、I/O和RAM扩展接口8155，并行输入输出接口8255、定时计数器接口8253等，二、堆栈初始化――复位后首先在用户RAM中确定一个堆栈区域，由堆栈指示器SP来管理三、参数初始化是指对测控系统的整定参数(如PID算法的Kp、TI、TD三个参数的初值)、报警值以及过程输入通道的数据与过程输出通道的数据初始化。通常把这些可调整初始化参数集中在一个模块中，以便集中管理，也有利于实现模块独立性。10初始化管理模块作为监控程序的第二层次，通过分别调用上述三类初始化功能模块(第三层次)，实现对整个仪表和系统中有关器件的初始

5、化。6.3键盘管理6.3.1一键一义的键盘管理一键一义，即一个按键代表一个确切的命令或一个数字，编程时只要根据当前按键的编码把程序直接分支到相应的处理模块的入口，而无需知道在此以前的按键情况。键盘信号的获得有三种方法：一、单纯查询法主程序用扫描键盘等手段来获取键盘信息。微处理器(机)周而复始地扫描键盘，当发现按键时，首先判别是命令键还是数字键，若是数字键，则把按键读数读入存储器，通常还进行显示；若是命令键，则根据按键读数查阅转移表，以获得处理子程序的入口。处理子程序执行完后继续扫描键盘，如图6-3-1(a)。所示进行一键一义的键盘管理的核心是一张一维的转移表。如图6-3-1(

6、b)所示，在转移表内顺序登记了各个处理子程序的转移指令。图6-3-1查询法程序流程图查询法处理的一键一义监控程序（程序清单见教材）二、键盘中断法按下键盘任何键都引起一个中断请求，键码分析过程放在中断子程序中，这种方法需独自占用一个外部中断源，其监控程序结构如图6-3-2(a)所示。三、定时查询法每隔一定时间查询一次键盘，由于时间间隔通常很短，对于操作者来说键盘的响应是实时的，键盘的查询过程安排在定时中断程序中完成，其监控程序的结构框图如图6-3-2(b)所示。10图6-3-2中断法和定时法程序框图6.3.2一键多义的按键管理一、一键多义的一键多义，一个按键有多种功能，既可作多

7、种命令键，又可作数字键。在一键多义的情况下，一个命令不是由一次按键，而是由一个按键序列所组成。换句话说，对一个按键含义的解释，除了取决于本次按键外，还取决于以前按了些什么键。因此对于一键多义的监控程序，首先要判断一个按键序列(而不是一次按键)是否已构成一个合法命令。若已构成合法命令，则执行命令，否则等待新按键输入。二、一键多义的监控程序一键多义的监控程序仍可采用转移表法进行设计，不过这时要用多张转移表，组成一个命令的前几个按键起着引导的作用，把控制引向某张合适的转移表，根据最后一个按键编码查阅该转移表，