测控系统原理与设计3_主机及接口ppt课件.ppt

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1、测控系统原理与设计测控技术与仪器教研室王民慧第三章主机及其接口第一节主机电路由PC机组成的测控系统充分利用PC机的显示、数据存储与处理、打印、网络通信能力，使测控系统的性能和灵活性得到大大提高。由于PC机与外部测控接口电路的数据交换是通过PC机的各种总线进行，故主机电路通常分：内插式外接式混合式一、基于PC机的主机电路由PC机组成的测控系统充分利用PC机的显示、数据存储与处理、打印、网络通信能力，使测控系统的性能和灵活性得到大大提高。由于PC机与外部测控接口电路的数据交换是通过PC机的各种总线进行，故主机电路通常分：内插式外接式混合式1、内插式内插式接口电路一般使用的是PC机的PCI总线

2、、ISA总线、VESA总线、AGP总线。特点：构成简单，结构紧凑，成本低；但由于PC机扩展槽数量有限，因而灵活性差。显示器打印机键盘测量电路鼠标控制电路PC主机系统扩展槽2、外接式输入和输出接口电路通过外部总线（如：RS232C、IEEE488、USB、IEEE1394等）与PC机传递数据。这种方式构成的测控系统灵活方便。显示器打印机键盘测量电路鼠标控制电路PC主机系统外接电箱3、混合式混合式是内插式与外接式的结合，这种方式灵活方便、适用范围广，可组成复杂的测控系统。显示器打印机键盘测量电路鼠标控制电路PC主机系统扩展槽外接电箱二、基于单片机的主机电路单片机的主机电路主要是指：存储器扩展

3、电路外接I/O接口（即I/O口扩展）电路单片机存储器和I/O口扩展电路举例第二节CPU与测控通道接口A/D接口V/F接口D/A接口输出功率接口一、A/D接口A/D转换芯片的信号一般有：数据输出启动转换转换结束其他控制信号（如通道控制等）A/D芯片与CPU之间的接口即是处理这些信号的电路。对于数据输出字长与CPU匹配的A/D芯片，只要电平能和CPU配合，可以直接和CPU相连。对于字长与CPU不匹配的A/D芯片，必须设计相应的电路将A/D转换后的输出数据分时读出。A/D芯片的启动转换信号一般直接由CPU控制。但要注意所选用的A/D芯片对启动转换信号的要求（脉冲信号还是电平信号？）转换结束信号

4、视CPU和A/D之间采用哪种方式传送数据来决定是否需要和CPU相连。CPU与A/D芯片接口举例例：MCS-51与ADC0809接口主要处理好以下信号的连接问题：START：由CPU提供一个100ns宽的脉冲EOC：若采用中断方式，此信号作CPU的中断请求输入线；若采用查询方式，此信号作CPU的一个输入线，供CPU查询转换是否结束。OE：CPU读数据时需向此线送一个高电平。MC14433与8031的接口A/D接口程序设计1.等待延时方式取数据区首址和第一个通道地址启动转换延时等待读取数据并存储数据区指针加1取下一通道地址全部通道转换结束？是否2.中断方式启动转换关闭中断读取数据并存储存储数

5、据取下一通道地址全部通道转换结束？是否中断服务程序中断返回设数据区首址和第一个通道地址开中断执行其他任务主程序3.查询方式取数据区首址和第一个通道地址启动转换读取数据并存储数据区指针加1取下一通道地址全部通道转换结束？是否转换结束？否是二、V/F接口V/F转换器是将电压信号转换成频率信号的器件，适用于转换速度要求不高的场合。它与计算机的接口有以下特点：接口简单：数据线只有一根线，可作为计算机的I/O线，或中断源，或计数输入。抗干扰性能好：频率信号是数字信号，具有较强的抗干扰能力。便于远距离传输。V/F转换器与MCS-51的接口T0和T1分别对基准频率fo和被测频率fx同时开始计数。当T0

6、溢出时产生中断，CPU响应中断后，停止T0计数并将T1的计数值Nx读出，则Nx与被测电压Vx的关系为：其中：m——预置数S——频率电压转换系数使用光电隔离器减少干扰图3-2-7使用串行通讯器件增大传输距离三、D/A接口无输入锁存的DAC与CPU接口内部无输入锁存的DAC不能直接与CPU相连，必须用一外接锁存器来保存CPU输出的待转换数据。如DAC的位数与CPU的数据总线相同，就只要一个位数相同的锁存器；如DAC的位数与CPU的数据总线不同，则需要两级锁存。2.有输入锁存的DAC与CPU接口有的DAC内部只有一级数据锁存器(如AD558，AD7524)；有的DAC内部有两级数据锁存器(如D

7、AC0832)，但可以工作在单缓冲器方式。内部有两级数据锁存器的DAC工作在单缓冲器方式时，其内部的两个数据锁存器有一个处于直通方式，另一个受CPU的控制。DAC0832的结构与引脚DAC0832与MCS-51的接口(1)DAC0832与MCS-51的接口(2)四、输出功率接口典型继电器接口电路继电器—接触器接口电路脉冲变压器—晶闸管输出电路定时波形图第三节人机接口微机化测控系统通常都要有人－机对话功能，这个功能有两方面的含义：一是