第12章微机应用系统设计与实现ppt课件.ppt

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1、第12章微机应用系统设计与实现12.1微机应用系统概述12.2系统设计的原则与步骤12.3微机应用系统设计实例12.4虚拟仪器技术习题1212.1概述12.1微机应用系统概述由于大规模集成电路的飞速发展，计算机的微型化很快，其性能价格比也大为提高，因而微型计算机的应用越来越广泛。计算机在各个领域中的应用，已取得显著的经济效益和社会效益。微型计算机不但在理、工、农、文教、卫生、国防科学等方面已得到广泛的应用，而且在办公自动化及家庭生活中也已逐渐得到推广和应用。12.1.1微机应用的意义在术语方面，所说的“应用”(Ap

2、plication)将区别于“使用”(Use)。所谓计算机的“使用”，是指计算机在一般环境下，按照说明书操作，来完成用户的工作需求。而“应用”的含义将更为广泛，它除具有上述“使用”的意义之外，还可以在用户选配的外围设备或器件(硬件)的支持下，对仪器、仪表、装置以及整个工业过程进行检测控制。在用户自编应用程序的支持下，一方面可以利用计算机来积累资料、总结经验，以达到通过自学总结实践中的规律，从而作为改进以后控制方法的依据，另一方面，还可以利用计算机进行实时控制，随时总结经验，随时指导下一步的控制规律。总之，“使用”是

3、对计算机本身的硬件毫无增减，在软件上也是只在对计算机配备好的软件略加增减；“应用”则既可以是对计算机的硬件作相当大的增加(如检测通道、执行通道及相应的接口)，也可以是在原有软件(操作系统，监控程序)的支持下设计出完全满足用户需要的应用软件。也就是说，“应用”必须是通过硬件和软件或硬件或软件的增减，来满足用户的需要。12.1.2微机应用系统的一般类型微机的应用一般可分成三种类型。1.检测控制型检测控制型微机应用系统用于对控制对象的状态作某些判断，然后再去控制其执行机构。它不需要做复杂的数学模型的计算工作，但它必须有检

4、测控制对象的某些现象的传感器件，并且还要将由传感器得到的模拟信号(连续的电压或电流值)转换成数字信号(量化的数字量)，即通过ADC实现A/D转换。作为一个计算机控制系统，如果把计算机比作人的“头脑”的话，则传感器就相当于“耳目”，执行机构则是行动的“手脚”，而ADC是起到使“耳目”和“头脑”之间匹配的作用，或者说起到将模拟信号翻译成数字信号的作用，以适应计算机的工作需要。执行机构如果要求开关量驱动，则计算机只要输出开关量(如继电器)即可；如执行机构是模拟量驱动，则计算机要将数据经过DAC转换才能产生用于控制的模拟量

5、(如电压或电流值)。这里要指出的是，ADC和DAC是计算机控制系统的必备的重要器件。其他的“手脚”和“耳目”之类的器件都是一般控制检测装置上通用的，只要适当地选配，即可以构成计算机控制系统。2.数据处理型数据处理型计算机应用系统是指输入数据量比较大(几十、几百、甚至成千上万个数据)，数据输入后需要按照一定规律进行分类、排序(列表)、折算(如线性化)、换算(如求均值、方差等)，然后送入有关的数学模型进行繁杂运算的计算机系统。这类系统为了便于人机对话，必须配有CRT显示器和键盘，某些情况下还可增设若干个带有电传打字机的

6、终端机。这类系统多为键盘输入数据，然后在显示器上显示结果，这就是所谓的离线处理。如果系统中数据输入端随时输入数据，计算机连续运算，并随时或定时给出计算结果，该系统则为在线处理。当然在系统构成方面后者要比前者复杂得多。3.混合型混合型即以上二者的复合型式。混合型计算机应用系统一方面既有很多数据输入，并进行相应的处理，另一方面又要根据处理的结果去控制相应的对象，以达到整个系统的预期目的。12.2系统设计的原则与步骤12.2.1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

7、)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如图12.1所示。由图可以看到，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

8、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、数字信号处理器(DSP)等构成。图12.1微机应用系统硬件的一般组成2)常规外围设备(1)输入设