計算機測控系統(tǒng)的設計

1、Loading ,計算機測控系統(tǒng)自學報告 計算機測控系統(tǒng)的設計 與 實現(xiàn),12013122 譚家易,內(nèi)容概要,一、計算機測控系統(tǒng)設計的基本要求 二、計算機測控系統(tǒng)開發(fā)研制的一般過程 三、計算機測控系統(tǒng)的硬件設計 四、設計實例 五、D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術指標,一、計算機測控系統(tǒng)設計的基本要求,1、達到或超過技術指標 2、盡可能提高性能價格比 3、適應環(huán)境，安全可靠 4、便于操作和維護,二、計算機測控系統(tǒng)開發(fā)研制的一般過程,一、確定任務、擬制系統(tǒng)方案 1、確定設計任務和整機功能 2、完成總體設計，選擇確定硬件類型和數(shù)量 二、硬件和軟件的研制 三、聯(lián)機總調(diào)、性能測定,三、計算機測控系統(tǒng)的硬件設計,1

2、、元器件的選擇： 2、電路設計的原則 3、硬件設計流程,1、元器件的選擇,（1）選擇微處理器 應考慮的因素：微處理器的用途、字長、尋址范圍和尋址方式、指令功能、執(zhí)行速度、功耗、中斷能力和DMA能力、硬軟件支持和成本。,1、元器件的選擇,（2）選擇外圍元器件 選擇元器件時一般還要注意如下幾點： a、在滿足技術要求的前提下盡可能選擇價格低的元器件。 b、盡可能選用集成組件。 c、盡可能選用單電源供電的組件。對只能采用電池供電的場合，必須選用低功耗器件。 d、元器件的工作溫度范圍應大于所使用環(huán)境的溫度變化范圍。 e、系統(tǒng)中相關的器件要盡可能做到性能匹配。,2、電路設計的原則,（1）硬件電路結構要結合

3、軟件方案一并考慮。軟件能實現(xiàn)的功能盡可能由軟件來實現(xiàn)。 （2）盡可能選用典型電路和集成電路。 （3）微機系統(tǒng)的擴展與外圍設備配置留有適當?shù)挠嗟?，以便進行二次開發(fā)。 （4）在把設計好的單元電路與別的單元電路相連時要考慮它們是否能直接連接。 （5）在模擬信號傳送距離較遠時，要考慮以電流或頻率信號傳輸代替以電壓信（6）號傳輸。在數(shù)字信號傳送距離較遠時，要考慮采用“線驅(qū)動器”。 （7）可靠性設計和抗干擾設計。,3、硬件設計流程,四、設計實例 ：電冰箱溫度測控系統(tǒng)設計,1、直冷式電冰箱的工作原理及控制要求 （1）設定3個測溫點，測量范圍-26+26，精度0.5； （2）利用功能鍵分別控制溫度設定、速凍設

4、定、冷藏室及冷凍室溫度設定等； （3）利用數(shù)碼管顯示冷凍室、冷藏室溫度，壓縮機啟、停和速凍、報警狀態(tài)； （4）制冷壓縮機停機后自動延時3min后方能再啟動； （5）電冰箱具有自動除霜功能，當霜厚達3mm時自動除霜； （6）開門延時超過2min發(fā)聲報警； （7）連續(xù)速凍時間設定范圍18h； （8）工作電壓180240V，當欠壓或過壓時，禁止啟動壓縮機并用指示燈顯示。,設計步驟,1.根據(jù)技術要求，進行總體方案設計（包括方案論證） 2.硬件電路設計 3.軟件設計 4.軟硬件聯(lián)機調(diào)試 5.編寫使用說明書（設計說明書）,2、總體方案確定,總體方案確定,冰箱控制原理框圖,確定核心單片機,核心單片機的必要、

5、固定電路,冰箱控制原理框圖,核心單片機的常見人機界面電路電路,控制要求: （1）設定3個測溫點，測量范圍-26+26，精度0.5； （2）利用功能鍵分別控制溫度設定、速凍設定、冷藏室及冷凍室溫度設定等； （3）利用數(shù)碼管顯示冷凍室、冷藏室溫度，壓縮機啟、停和速凍、報警狀態(tài)； （4）制冷壓縮機停機后自動延時3min后方能再啟動； （5）電冰箱具有自動除霜功能，當霜厚達3mm時自動除霜； （6）開門延時超過2min發(fā)聲報警； （7）連續(xù)速凍時間設定范圍18h； （8）工作電壓180240V，當欠壓或過壓時，禁止啟動壓縮機并用指示燈顯示。,3、功能模塊的確定：,控制要求: （1）設定3個測溫點，測量

6、范圍-26+26，精度0.5； （4）制冷壓縮機停機后自動延時3min后方能再啟動； （5）電冰箱具有自動除霜功能，當霜厚達3mm時自動除霜； （6）開門延時超過2min發(fā)聲報警； （8）工作電壓180240V，當欠壓或過壓時，禁止啟動壓縮機并用指示燈顯示。,溫度的檢測 需要A/D,壓縮機啟停 開關量輸出,霜厚度檢測A/D 除霜加熱啟停 開出,聲音報警,電壓檢測 A/D；指示燈顯示,總體方案確定之功能電路的確定,4、系統(tǒng)硬件電路設計,1、主機電路 2、A/D轉(zhuǎn)換電路及功能 3、功能鍵及顯示電路 4、除霜電路 5、制冷壓縮機和除霜電熱絲啟、?？刂齐娐?5、軟件設計,(1)主程序 主程序：完成初始

7、化，定時、中斷管理，循環(huán)執(zhí)行鍵盤、 顯示程序。 (2)T0中斷服務程序 T0中斷服務程序：欠電壓、過電壓、門狀態(tài)。 (3)T1中斷服務程序 T1的中斷服務程序：計數(shù)方式，使延時達到3分鐘。,(1)主程序,(2)T0中斷服務程序,(3)T1中斷服務程序,五、D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術指標,1、轉(zhuǎn)換精度 2、轉(zhuǎn)換速度 3、溫度系數(shù),1、轉(zhuǎn)換精度,D/A轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度通常用分辨率和轉(zhuǎn)換誤差來描述。,1、轉(zhuǎn)換精度,由：,可得：,1、轉(zhuǎn)換精度,3位D/A轉(zhuǎn)換器的比例系數(shù)誤差,1、轉(zhuǎn)換精度,3位D/A轉(zhuǎn)換器的失調(diào)誤差,1、轉(zhuǎn)換精度,為了獲得高精度的D/A轉(zhuǎn)換精度，不僅應選擇位數(shù)較多的高分辨率的D/A轉(zhuǎn)換器，而且還需要選用高穩(wěn)定的VREF和低零漂的運算放大器才能達到要求。,2、轉(zhuǎn)換速度,當D/A轉(zhuǎn)換器輸入的數(shù)字量發(fā)生變化時，輸出的模擬量并不能立即達到所對應的量值，它需要一