【正文】 0個(gè)）； ?輸出控制信號(hào)形式（電、氣、液）； 檢測(cè)元件 要求： ?精度高（可選直接數(shù)字型）； ?多通道時(shí)輸出滿(mǎn)標(biāo)值盡量一致，并兼容系統(tǒng)輸入量程； 采樣周期 要求： ?根據(jù)經(jīng)驗(yàn)、綜合考慮； 計(jì)算機(jī)機(jī)型的選擇 字長(zhǎng)要求： ?符合精度要求； ?與數(shù)據(jù)總線線數(shù)相匹配（ 8位）； 原則：字長(zhǎng)適宜、速度較快、指令豐富、中斷功能強(qiáng)； 經(jīng)驗(yàn)： 單片機(jī)： MCS51系列 8位； 微處理器： 8086型 16位； 控制算法 要求： ?能反應(yīng)控制規(guī)律； ?綜合被控對(duì)象、性能指標(biāo)、機(jī)型等因素選擇盡可能優(yōu)的算法； 字長(zhǎng)的選擇 一般包括： A/D、 D/A、算術(shù)邏輯部件； A/D字長(zhǎng)：測(cè)量精度； D/A字長(zhǎng)： A/D2位； 算術(shù)邏輯部件： A/D+4位； 操作規(guī)范 主要內(nèi)容： ?操作步驟； ?用鍵盤(pán)輸入信息和修改參數(shù)的方法； ?顯示的內(nèi)容、格式、時(shí)間及其含義； ?打印制表的內(nèi)容、格式和時(shí)間； ?報(bào)警值的確定和報(bào)警形式； ?發(fā)生故障的應(yīng)急處理方法； 操作規(guī)范是 DDC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話(huà)的規(guī)定形式，是系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的主要依據(jù)； 系統(tǒng)的造價(jià)； 系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、通用性、可擴(kuò)充性； 三、結(jié)構(gòu)框圖和系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo) 技術(shù)指標(biāo)功能： ?硬件、軟件設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)依據(jù)； 結(jié)構(gòu)框圖功能： ?明確計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備的關(guān)系； ?規(guī)定硬件和軟件具體設(shè)計(jì)的正確方向； 8031單片機(jī)操作臺(tái)報(bào)警裝置打 印接 口打 印機(jī)顯 示窗 口采 樣 及 A / D 轉(zhuǎn) 化 1 采 樣 及 A / D 轉(zhuǎn) 化 2D / A 1 D / A 2總壓燃?xì)鈮哄憠簻囟瓤倝喝細(xì)鈮哄憠嚎諝鈮籂t壓雙筆記錄議溫度總壓燃?xì)鈮悍糯蠓糯蠓糯蠓糯蟛僮?操作2操作3操作4放大放大放大放大操作5操作6操作7備用? 根據(jù)測(cè)量精度確定 A/D轉(zhuǎn)化器的的位數(shù)類(lèi)型； ? 根據(jù)通道數(shù)量確定 A/D 芯片的數(shù)量和切換開(kāi)關(guān)的路數(shù)； 1．模擬量輸入通道設(shè)計(jì) 一、輸入輸出通道設(shè)計(jì) 第四節(jié) DDC系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 注意： A/D轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)化精度和傳感器一個(gè)數(shù)量級(jí)，比要求的精度高一個(gè)數(shù)量級(jí)； 一般采用一片 A/D芯片，模擬量的輸入采用切換開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)； ? 根據(jù)控制精度確定 D/A轉(zhuǎn)化器的的位數(shù)； ? 根據(jù)通道數(shù)量確定 D/A 芯片的數(shù)量； 2．模擬量輸出通道設(shè)計(jì) 注意： D/A芯片精度一般比 A/D低兩位； 一般采用多片 D/A芯片 。也可以自行設(shè)計(jì)。 ② 可編程串行接口：如 8251等。 ④ 定時(shí)器接口：如 8253等。 ⑥ 通信接口電路：可以是 RS232C， RS422和 RS485或者現(xiàn)場(chǎng)總線通信接口。 主要器件：操作器件、顯示器件、打印裝置、報(bào)警裝置； 四、存儲(chǔ)空間的設(shè)計(jì) 1存儲(chǔ)器容量的選擇； 一般 8位 DDC系統(tǒng)： ROM： 4KB— 16KB RAM： 256KB4MB 2存儲(chǔ)器空間的分配； ROM：固化程序（監(jiān)控、回路擴(kuò)展、功能鍵服務(wù)程序、顯示打印和初始化程序） RAM：應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)； 應(yīng)用程序設(shè)計(jì)的特點(diǎn) ? 與硬件配置密切相關(guān) ? 頻繁的端口操作 ? 對(duì)程序執(zhí)行時(shí)間的限制 ? 軟件可靠性與抗干擾能力 第五 節(jié) DDC系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 一、軟件設(shè)計(jì) 應(yīng)用程序的分類(lèi) ? 控制程序 根據(jù)系統(tǒng)理論設(shè)計(jì)所得的控制算法編制的應(yīng)用程序，以實(shí)現(xiàn)對(duì)控制系統(tǒng)的控制。 ? 巡回檢測(cè)程序 越限報(bào)警程序、事故預(yù)報(bào)程序、畫(huà)面顯示程序等。 應(yīng)用程序設(shè)計(jì)方法 ? 模塊程序設(shè)計(jì)法 ? 由頂向下程序設(shè)計(jì)法 ? 結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)法 一個(gè)完整的程序設(shè)計(jì)過(guò)程可以用左圖來(lái)說(shuō)明。 應(yīng)用程序設(shè)計(jì)的語(yǔ)言 ? 機(jī)器語(yǔ)言 機(jī)器指令，編程麻煩，效率很低。易讀、易記、易修改。 ? 高級(jí)語(yǔ)言 實(shí)時(shí)性差，難以滿(mǎn)足快速性控制要求。 對(duì)于這樣得到的數(shù)據(jù)，一般要進(jìn)行一些預(yù)處理，其中最基本的處理： 查表法 ? 順序查表法 即按照順序從第一項(xiàng)開(kāi)始逐項(xiàng)查找，直到找到所要查找的關(guān)鍵字為止。 ? 對(duì)分查表法 取數(shù)組的中間值進(jìn)行查找。 常用的線性化處理方法是 線性插值算法 。這是因?yàn)楸粶y(cè)量對(duì)象的各種數(shù)據(jù)的量綱與 A／ D轉(zhuǎn)換的輸入值是不一樣的。這些參數(shù)經(jīng)傳感器和 A／ D轉(zhuǎn)換后得到一系列的數(shù)碼，這些數(shù)碼值并不一定等于原來(lái)帶有量綱的參數(shù)值，它僅僅對(duì)應(yīng)于參數(shù)值的大小，故必須把它轉(zhuǎn)換成帶有量綱的數(shù)值后才能運(yùn)算、顯示或打印輸出，這種轉(zhuǎn)換就是標(biāo)度變換。 1．線性變換公式 2．公式轉(zhuǎn)換法 3．其它標(biāo)度變換法 線性變換公式 Y=(YmaxYmin)(XNmin)／ (NmaxNmin)+Ymin Y表示參數(shù)測(cè)量值 ， Ymax表示參數(shù)量程最大值 ， Ymin表示參數(shù)量程最小值 ， Nmax表示 Ymax對(duì)應(yīng)的 A／ D轉(zhuǎn)換后的輸入值 ， Nmin表示量程起點(diǎn) Ymin對(duì)應(yīng)的 A／ D轉(zhuǎn)換后的輸入值 ， X表示測(cè)量值 Y對(duì)應(yīng)的 A／ D轉(zhuǎn)換值 。 其它標(biāo)度變換法 許多非線性傳感器并不象上面講的流量傳感器那樣，可以寫(xiě)出一個(gè)簡(jiǎn)單的公式，或者雖然能夠?qū)懗?，但?jì)算相當(dāng)困難。 越限報(bào)警處理 越限報(bào)警是工業(yè)控制過(guò)程常見(jiàn)而又實(shí)用的一種報(bào)警形式，它分為上限報(bào)警、下限報(bào)警及上下限報(bào)警。 (2)下限報(bào)警 若 xn＜ xmin，則下限報(bào)警，否則繼續(xù)執(zhí)行原定操作。 根據(jù)上述規(guī)定，程序可以實(shí)現(xiàn)對(duì)被控參數(shù) y、偏差 e以及控制量 u進(jìn)行上下限檢查。 ℃ 。為了保證測(cè)量條件，溫箱或按照預(yù)定的升溫速率升溫，或保持恒定的溫度不變。 一、 溫度控制系統(tǒng)的組成 儀器用溫箱溫度控制系統(tǒng)原理圖如圖 1所示。在 CPU中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后，一方面送去顯示，一方面與鍵盤(pán)輸入的設(shè)定值進(jìn)行比較，若低于設(shè)定值，則進(jìn)行 PID調(diào)節(jié)后，輸出控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電加熱絲加熱。 二、 溫度控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 1．溫度檢測(cè)和模擬量輸入通道 （ 1）溫度檢測(cè)和放大電路 由于本系統(tǒng)的控制精度要求在 0~300℃ 范圍內(nèi)，誤差不超過(guò) 177。其測(cè)量及放大電路如圖所示。 VREF為一個(gè)精密穩(wěn)壓源。在所測(cè)的溫度范圍內(nèi)，此級(jí)運(yùn)算放大器的電壓變化范圍為 ~1V。經(jīng)檢測(cè)和放大的模擬信號(hào)送 A/D轉(zhuǎn)換器。它的主要特點(diǎn)是： V/F變化特性為 10Hz/mV，其非線性誤差?。?％），電源適應(yīng)能力強(qiáng)，可使用單5V電源。 用 V/F轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn) A/D轉(zhuǎn)換器，需要與頻率計(jì)數(shù)器配合使用，由 LM331實(shí)現(xiàn) A/D轉(zhuǎn)換器的框圖如圖所示。同時(shí)啟動(dòng)頻率計(jì)數(shù)器和定時(shí)器，頻率計(jì)數(shù)器用 V/F轉(zhuǎn)換器輸出的頻率信號(hào)作為計(jì)數(shù)脈沖，定時(shí)器采用基準(zhǔn)頻率作為定時(shí)脈沖，當(dāng)定時(shí)結(jié)束時(shí)，定時(shí)器產(chǎn)生輸出信號(hào)使頻率計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，這樣計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值與頻率之間的關(guān)系是 TDf ?而 ssfDT