自動檢測系統(tǒng)的設計-文庫吧資料
2025-01-24 19:48本頁面
【正文】 軟件不同于一般的計算和管理軟件，需要和硬件密切相關，因此只有在相應的硬件系統(tǒng)中進行調(diào)試才能最后證明其正確性。 軟件調(diào)試 為了驗證編制出來的軟件無錯，需要花費大量的時間調(diào)試，有時調(diào)試工作量比編制軟件本身所花費的時間還長。一旦認定一部分問題能夠歸入一個模塊之內(nèi)，就不要再進一步設想如何來實現(xiàn)它，即不要糾纏細枝末節(jié)； ? （ 3）對每一個模塊作出具體定義，包括解決某問題的算法、允許的輸入輸出值范圍； ? （ 4）在模塊中只有循環(huán)、順序、分支三種基本程序結構； ? （ 5）可利用已有的成熟的程序模塊。 ? （ 1）適當劃分模塊。并且為了使程序便于編寫、調(diào)試和排除錯誤，也為了便于檢驗和維護，總是 設法把程序編寫成一個個結構完整、相對獨立的程序段， 這就是所謂的一個程序模塊。對于標準總線檢測系統(tǒng)，只需選擇一種高級語言進行編程，所以可以直接采用現(xiàn)有的商品程序開發(fā)環(huán)境，如 LabVIEW、 VC++、 VB等，對于單片機檢測系統(tǒng)，需要選擇匯編語言或 C語言進行開發(fā)。 軟件開發(fā)平臺 開發(fā)環(huán)境的任務是提供用戶編寫程序代碼，編譯和連接程序并生成可執(zhí)行程序的環(huán)境。 圖 74 模塊化結構 模塊的劃分有很大的靈活性，但也不能隨意劃分，劃分時應遵循以下原則： （ 1）每個模塊應具有獨立的功能，能產(chǎn)生明確的結果； （ 2）模塊之間應盡量相互獨立，以限制模塊之間的信息交換，以便利于模塊的調(diào)試； （ 3）模塊長度適中。 軟件的總體結構 當明確軟件設計的總任務之后，即可進入軟件總體結構設計。軟件的設計、開發(fā)、調(diào)試及維護常要花費巨大的精力和時間。通常采用的方法是編制一些小的調(diào)試程序，分別對相應的各硬件單元電路的功能進行檢查，而整各系統(tǒng)的硬件功能必須在硬件和軟件設計完成之后才能進行。 自動檢測系統(tǒng)硬件電路可以先采用某種信號作為激勵，然后通過檢查電路能否得到預期的響應來驗證電路是否正常。 ? （ 3）采樣 /保持器的選擇 ? 為了保證 A/D轉換器的穩(wěn)定輸出，要求在 A/D轉換期間其被轉換模擬信號保持不變，因此，在 A/D轉換器前必須加設采樣 /保持器。 A/D轉換器的位數(shù)不僅決定采集電路所能轉換的模擬電壓動態(tài)范圍，也很大程度影響采集電路的轉換精度。其目的是可以采用同一時刻的各個參數(shù)，以便進行比較。但它的最大優(yōu)點是節(jié)省硬件開銷。圖 73所示給出兩種結構形式。 ? 總之，除了以上選用原則以外，還應盡可能兼顧結構簡單、體積小、重量輕、價格便宜、易于維修和便于更換等條件。然而，傳感器的精確度也并非越高越好，因為還要考慮到經(jīng)濟性。 （ 5）精確度 傳感器的精確度表示傳感器的輸出與被測量真值的對應程度。影響傳感器穩(wěn)定性的因素是時間與環(huán)境。實際傳感器的響應總有一定延遲，但延遲時間越短越好。線性范圍愈寬，則表明傳感器的工作量程愈大。因此，對傳感器往往要求有較大的信噪比。 （ 1）靈敏度 傳感器的靈敏度越高，可以感知的變化量越小，即被測量稍有微小變化，傳感器即有較大的輸出。當傳感器確定之后，與之相配套的測量方法和測量設備也就可以確定了。 檢測元件的選擇 在確定方案的同時，必須選擇好被測參數(shù)的測量元件。在選擇時，首先應根據(jù)系統(tǒng)具體要求，確定是采用現(xiàn)成的微機系統(tǒng)或者是采用某種微處理器芯片研制專用系統(tǒng)。為了加快設計速度，縮短研制周期，應盡可能 采用熟悉的機型或利用現(xiàn)有系統(tǒng)進行改進 。 三、自動檢測系統(tǒng)硬件的設計 ? 微型計算機的選擇 微型計算機是自動檢測系統(tǒng)的核心，對系統(tǒng)的功能、性能價格以及研發(fā)周期等起著至關重要的作用。 ? 畫出系統(tǒng)原理圖 ? 基于以上方案選擇之后，要畫出一個完整的自動檢測系統(tǒng)原理框圖；其中包括各種傳感器、變送器、外圍設備、輸入輸出通道及微型計算機。 （ 1）充分貫徹標準化、通用化、系列化、模塊化要求； （ 2）人機關系諧調(diào)，符合有關人機關系標準，使操作者操作方便、舒適、準確； （ 3）設備具有良好的維護性，需經(jīng)常維修的單元必須具有良好的可拆性； （ 4）結構設計必須滿足設備對強度要求，盡量減少重量，縮小體積； （ 5）盡量采用成熟技術，采用成熟、可靠的結構形式和零、部件； （ 6）造型協(xié)調(diào)、美觀、大方、色彩宜人。創(chuàng)造使設備正常、可靠地工作的良好環(huán)境?？傮w設計包括系統(tǒng)的 控制方式選擇 、 輸入輸出通道 及 外圍設備的選擇 、 系統(tǒng)結構 等幾個方面。 （ 1）被測對象參數(shù)的數(shù)量； （ 2）各輸入、輸出通道是串行操作還是并行操作； （ 3）各通道數(shù)據(jù)的傳輸速率； （ 4）各通道數(shù)據(jù)的字長及選擇位數(shù)； （ 5）對顯示、打印有何要求 在檢測系統(tǒng)分析的基礎上，明確設計目標之后，即可 進行總體方案的構思與設計。 ? 輸入、輸出通道及外圍設備的選擇 ? 自動檢測系統(tǒng)中與計算機相連的輸入輸出通道，通常根據(jù)被測對象參數(shù)的多少來確定，并根據(jù)系統(tǒng)的規(guī)模及要求，配以適當?shù)耐鈬O備，如打印機、 CRT、磁盤驅(qū)動器、繪圖儀等。 二、自動檢測系統(tǒng)總體方案的設計 ? 確定系統(tǒng)的控制方式 ? 自動檢測系統(tǒng)的控制方式根據(jù)被測對象測試要求確定，其控制方式如果按照信號傳輸方式可分為開環(huán)系統(tǒng)還是閉環(huán)系統(tǒng)，或是數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。在檢測有源參數(shù)時，一般可直接利用被測對象本身的能源，但當被測對象本身不具有足夠大的能量時，容易產(chǎn)生測量誤差，這時必須注意選擇適當?shù)臋z測方法。首先應當了解在規(guī)定的使用條件下，存在哪些影響被測參數(shù)的其他因素，以便在設計時設法消除其影響。為
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