微机应用系统设计V

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1、1.系统设计的原则与步骤1.1微机应用系统的一般构成微机应用系统由硬件系统(计算机+控制电路)和软件系统(系统软件+应用软件)两大部分构成。1、应用系统的硬件组成微机应用系统的硬件的一般构成框图。由图1可以看到，应用系统由如下几大部分组成。1)微机微机是整个应用系统的核心，其他所有设备都要在它的控制和管理下进行工作，因此称它为主机。在系统控制或监测过程中，主机能自动接收被控或被测对象送来的各种信息。在微机内，按人们事先安排好的程序，对这些信息进行加工运算、判别及分析，并做出相应的处理和控制决策，以信息

2、形式再回送给被控或被测的对象，从而实现对被控或被测对象的自动控制与管理。微机中的程序和有关的初始数据是人们事先编排好的。在操作前，通过输入设备将其输入或事前固化在ROM中。一旦系统被引导启动，微机就会按顺序取出一条条所存贮的指令执行。而系统就会按人们预先设想的规律，一步一步地完成整个系统的控制和监测过程。应用系统中的微机可以由前面提到的8088或其他CPU构成，也可以由单板机、单片机等构成。图1微机应用系统硬件的一般组成2)常规外围设备(1)输入设备：主要用于程序和数据的输入，常见的有纸带阅读机、键盘

3、、鼠标器和光笔等。(2)输出设备：主要用于程序处理后的信息或数据的输出。它把处理过的各种信息和数据，以人们能够直观接受的外形(如字符、数字、图形)提供给操作人员，以便操作人员能及时了解微机内部及整个应用系统的工作情况。常见的输出设备有打印机、X-Y记录仪和显示器等。(3)外存贮器：主要用来存贮程序及有关的数据，如磁带机、磁盘(硬盘和软盘)、光盘等。3)外部接口设备外部接口设备是应用系统与被控或被测对象之间进行信息变换和信息传递的设备。它包括输入接口和输出接口。接口设备通常应具备以下功能：(1)数据通道

4、：它能为微机提供一个输入/输出数据的通道。(2)信息格式的匹配与变换：接口应具备输入/输出信息，实现信息格式的匹配与变换功能，如A/D、D/A转换，串—并、并—串转换及其他信息格式的转换等。(3)输入/输出电平匹配：微机的输入/输出电平往往是TTL电平，而被控对象所要求的输入/输出电平的规格较多，为此，接口应具备电平转换功能。(4)负载匹配：微机的输出负载能力是比较小的，为了使系统能够控制大功率的被控对象，接口也应具备驱动和功率放大的能力。(5)同步：微机的工作速度是比较高的，而一般受控对象所要求的控

5、制速率却较低。这样，为了使微机的工作速度和外界受控对象所要求的控制速度相匹配，就要由接口设备的同步机构来实现内、外部系统的速度同步。尽管对微机接口设备要求较多，但并不是每种接口都具备上述所有功能。接口要求功能的多少往往视接口连接的对象而定。目前各器件生产厂家都生产了配套的输入/输出接口芯片，因此使接口设计变得比较容易，通常只要做少量的硬件工作就可以将微机与被控或被测对象连接起来。4)操作控制台及监视报警设备微机应用系统在正常工作时，并不需要人直接参与。但是无论如何，必须使人—机保持密切的联系。这是因为

6、系统在运行过程中，操作人员需要对运行状态进行监视和了解，在系统发生故障时，必须能自动报警，尔后，操作人员通过控制台上的按键干预。另外，当需要修改控制程序和控制参数时，同样也要通过控制台上的键盘或按键对系统的工作进行干预。根据上述要求，操作控制台应包含控制按键、面板显示和报警显示器等。在某些系统中，为了调试和工作方便，在控制台上还装有手动转换装置，以便在人工方式时，对被控对象进行操纵。2、应用系统的软件构成要使微机应用系统能正常工作，就必须在微机内存中存放一定的程序。系统管理需要程序，对某些对象进行控制

7、和监测也需要程序。可以这么说，微机应用系统的硬件是系统的躯体，而软件(即各种程序和数据的集合)是整个系统的灵魂。不同的控制对象和不同的控制任务，在系统软件构成上会有很大区别。一般来说，只有系统硬件确定以后，才能完全确定如何配置系统的软件。但是，这并不意味着系统的软件构成是不可捉摸的。一般根据其功能，软件系统大体可以分成以下几个部分。1)用户程序在微机应用系统中，对每个控制对象或控制任务都一定配有相应的控制程序，这些程序用来完成对各被控对象的不同控制。例如，我们要控制一台机床，对构件进行切削加工，就必须

8、配备一个切削加工程序。通常这种为了各种应用目的(控制、监测等)而编制的程序称为应用程序或用户程序。编写应用程序的工作一般都由用户自己开发完成。用户可以根据微机应用系统的资源配备情况，确定使用何种语言来编写用户程序，既可以用高级语言也可以用汇编语言。高级语言功能强，且比较近似于人们日常生活用语习惯，因此比较容易编写。而用汇编语言编写的程序则具有执行速度快、对硬件及端口操作灵活、占用存储器少的特点。目前，人们通常用高级语言和汇编语言混合编程的方法来编写用户程