第三章计算机系统设计PPT课件

.,1,第三章计算机系统设计,.,2,第一节概述,一.控制计算机在机电一体化系统中的作用1.典型结构2.作用：,机械工业过程进行直接控制机械生产过程的监督与控制机械生产过程的参数自动检测、显示和分析智能性的机电一体化产品,.,3,.,4,二.机电一体化系统对控制计算机的要求1.工业控制计算机与信息处理机的区别实时性高可靠性丰富的过程输入/输出功能环境的适应性丰富的应用软件技术综合性,.,5,2.对控制计算机的要求接口功能及可扩展性数据精度运算速度电磁兼容和可靠性,.,6,第二节常用控制计算机,一.可编程逻辑控制器PLC（programmablelogiccontroller),1.特点：高可靠性、抗抗干扰能力强通用性强、使用方便程序设计简单模块化结构、系统组成灵活设计周期短安装简单调试容易2.类型小型：中型大型,.,7,.,8,.,9,.,10,TypicalPLCControlSystem,.,11,.,12,.,13,3.应用：开关逻辑控制模拟量控制闭环控制定时控制计数控制顺序控制数据与处理联网和通信4.主要厂家美国的A-B（Allen-Bradly）公司、GE（GeneralElectric）公司，日本的三菱电机（MitsubishiElectric）公司、欧姆龙（OMRON）公司，德国的AEG公司、西门子（Siemens）公司，法国的TE（Telemecanique）公司,.,14,二.单片机、DSP1.单片机(microcontroller)将CPU、RAM、ROM、定时器/计数器及I/O接口集成在一片芯片上的芯片级计算机。2.结构,.,15,.,16,3.特点优异的性价比集成度高，体积小具有专用型低电压和低功耗4.生产厂家：Intel、Motorola、Atmel、Microchip、Ti、Zilog、Toshiba、Fojitsu、NEC、Hitachi、Philips、Semens5.类型：按字长4位：NECUPD75xx8位：IntelMCS51、MotorolaM68HC05M68HC11AtmelAT8916位：IntelMCS96/98、MotorolaM68HC16、32位：IntelMCS80960、MotorolaM683006.数字信号处理器DSP(DigitalSignalProcessor),.,17,.,18,二.工业PC机1.类型ISA总线结构PCI总线结构PC-104总线结构,.,19,.,20,.,21,.,22,第三节控制系统的选用,一.典型控制系统的特点1.单片机和DSP控制系统2.PC组成的控制系统3.工业PC4.PLC,.,23,.,24,例1工业PC与个人计算机的特点,.,25,AT89C2051,.,26,设备输入信号操作方式：手动、单步、单周期、连续手动时运动选择开关：上/下，左/右，夹紧/放松位置检测：上/下，左/右限位开关工件检测,.,27,第四节接口设计,一.接口的分类和特点1.人机接口2.机电接口,二.人机接口1.分类：,输入接口：控制开关、BCD二十进制码拨盘、键盘输出接口：状态灯、LED、LCD显示屏、扬声器,.,28,2.输入接口（一）.开关输入接口设计,.,29,（二）.拨盘输入接口设计1.BCD码拨盘结构,2.BCD码拨盘接口方法,.,30,.,31,（三）.键盘输入接口设计1.矩阵式键盘工作原理,2.键盘接口方法,.,32,3.输出接口（一）.发光二极管接口设计（1）.发光二极管,工作电压Vf：1.52.5V，电流If=515mA,.,33,（2）.七段LED显示器结构,.七段LED显示器接口电路,.,34,.,35,（二）.扬声器接口设计,.,36,三.机电接口设计分类：,信息采集接口控制量输出接口,（一）信息采集中的A/D转换接口设计,.,37,1.Pin1(VAG)模拟地，为高阻输入端，被测电压和基准电压的接入地。2.Pin2(VR)基准电压3.Pin3(Vx)被测电压的输入端，MC14433属于双积分型A/D转换器，因而被测电压与基准电压有以下关系：,.,38,（二）控制量输出接口中的D/A转换接口设计,.,39,四.控制量输出接口中的功率接口设计1.功率晶体管2.功率晶体管的应用,步进电机的驱动电路,.,40,3.功率场效应管的应用,.,41,4.固