第章 概论 IC 总线

计算机控制技术主讲教师：孙驷洲1有关本课程学习的几点建议

本课程属于专业课,多媒体上课,信息量大,速度块;课件内容比较多,上课重点讲解一些内容;有些内容作为扩展知识面,课堂不进行讲解,考试不做要求（自学）;本门的课程的难点在于:(1)和前续课程的联系,温故而知新；记笔记……有条件打印;(2)前沿性的东西很多,新技术,新设备不断推陈出新,培养自己自学能力要求:每个学生准备一本练习本,上课做笔记,2参考书籍：1.潘新民王燕芳《微型计算机控制技术》20032.胡文金《计算机测控应用技术》重庆大学20033.林敏《计算机控制技术及工程应用》国防工业出版社20054.（国外教材）《计算机控制系统：原理与设计》(第3版)瑞典Astrom,Wittenmark著周兆英翻译20013本门学科发展很快,技术不断更新;不断跟踪电子技术的最新发展网络、杂志、广告;中国期刊网杂志：《测控技术》《工业控制计算机》《单片机与嵌入式系统应用》网站：4第1章概论第2章(1)计算机控制的数据采集技术(前向通道)第2章(2)计算机控制的后向通道及功率接口技术第3章数字程序控制技术第4章常规及复杂控制技术第5章应用程序设计和实现技术(1)数据处理技术第5章应用程序设计和实现技术(2)监控组态软件第5章应用程序设计和实现技术(3)抗干扰技术第6章测控网络技术(1)控制网络技术第6章测控网络技术(2)DCS与FCS第7章控制系统设计与工程实现理论教学:(40学时)实验教学4*2(8学时)Σ40+8=48成绩评定：平时占20%(作业+实验+考勤）期末考试占80%（闭卷笔试）GoodLuck!!！5第一章:绪论本章重点掌握一些基本概念：1.计算机控制系统,几部分组成；2.总线、外部总线、内部总线；3.集散型控制系统；4.现场总线控制系统；5.实时控制、在线方式、离线方式；6.ISA、PCI、USB、IEEE1394、AGP总线；61.1计算机控制系统概述 1.1.1计算机控制系统及其组成 1.1.2计算机控制系统的典型形式1.2计算机控制系统的发展概况及趋势 1.2.1计算机控制系统的发展概况 1.2.2计算机控制系统的发展趋势1.3工业控制机IPC 1.3.1IPC结构组成1.3.2IPC总线结构 1.3.3IPC功能特1.3.4IPC产品简介1.4IPC总线结构 1.STD总线2.PC总线 3.ISA/PCI/USB/1394/AGP7计算机技术(单片机、IPC、PLC)自动控制技术传感器技术CRT显示技术通信与网络技术微电子技术►计算机控制系统及其组成►计算机控制系统的典型形式►计算机控制系统的发展概况及趋势8

计算机控制技术及工程应用--是把计算机技术与自动化控制系统融为一体的一门综合性学问,是以计算机为核心部件的过程控制系统和运动控制系统. 从计算机应用的角度出发,自动化控制工程是其重要的一个应用领域；而从自动化控制工程来看,计算机技术又是一个主要的实现手段. 本课程立足于工业自动化的领域,讨论这种不同于普通计算机的计算机控制系统的结构组成、相关技术及其工程应用.

9下图昼为一个制药剧车间的自义动化景生产嚷流程韵.101.嘴1喊计算俭机控弱制系膜统概破述★(自复习庭)自动厦控制端：在榨没有熔人直腊接参好与的郊情况益下,溉通过予控制纸器使最生产法过程举自动府地按优照预挖定的拦规律守运行艺.计算傍机控铺制系杏统及晃其组概成1．棋计算血机控旦制系屋统的定义——散——品利用计算蛮机来实孙现生感产过粒程自兵动控暖制的斑系统鞭.11输出通道D/A输入通道A/D对象被控变量y输入通道计算机给定1）姑计算火机控辆制系伴统的工作拆原理121.银实时数据采集：2.奥实时控制决策：3.呜实时控制输出：工作额原理这：对来废自测睡量变瓜送装西置的电被控竞变量贫的瞬时胁值进行检测和输嫂入；对采仇集到点的被晃控变窝量进催行分智析和袋处理下,并努按已定闻的控辣制规勉律,决法定将柴要采乐取的偏控制娘行为公；根据邮控制洽决策旦,适殿时地对执辈行机得构发出职控制帜信号赛,完动成控旷制任倦务；132）鬼在线酬方式改和离膛线方躲式★在线方式意或联机方式换：生抓产过改程和缎计算贝机直接局连接,并聪受计算援机控丑制的指方式役.★离线方式换或脱机方式悟：生凳产过呼程不和写计算携机相晚连,且轻不受抓计算倦机控扰制,弱而是研靠人皱进行膀联系毁并作锦相应歌操作捎的方石式.退（调烧试）3）实时的含小义（皱Re草al蔬ti瞧me庭c达on柱tr愚ol朗）：★实时觉：是队指信狮号的逝输入筹、计报算和兄输出串都要托在一定乡丰的时轻间范蹄围内端完成往.★轰实时桨控制纳系统必定奋是在推线系尝统142.娘计算剩机控糟制系盘统的贪组成15计算折机控练制系呆统包做括：孕硬件严与软掀件16★划主机中央译处理沟器（与CP叙U）内存榆储器债(R河AM酿和R车OM)★接舱口电稻路:主机艰与外仙部设缘瑞备、蛾输入和输出邻通道昆进行卡信息弱交换厌的桥梁★过鹅程输笔入/要输出察通道模拟翁量输职入通剖道模拟简量输咐出通兴道开关写量输宴入通施道开关祸量输运出通惕道★外部妈设备★操作荐台输入蓬设备输出干设备外存抢储器（C洋RT艳）显太示器膊或(俗LE匹D)彩数码取显示看器键盘瓶（功尘能键海和数行字键庭）硬件晶部分泰(H区ar缎dw解ar去e)17软件系统炮软件应用捡软件操作战系统语言岸加工泪系统诊断洁系统控制僻程序数据常采集呜及处智理程摩序巡回亡检测责程序数据锁管理萄程序编辑概程序编译瞒程序连接础、装油配程矛序调试树程序子程板序库软件茅部分忧(S宰of桶tw歪ar终e)数据泡可靠斗性检西查程权序A/避D转声换及材采样甲程序数字蜘滤波丽程序线性河化处招理程蚁序数据戚采集筛程序越限掌报警沉程序事故脉预告拐程序画面即显示尊程序181.结1.些2足计祸算机若控制翠系统棵的典婚型形初式1．操作厘指导穿控制俊系统码(O变GC婚-O玻pe至ra丧ti修ng字G滔ui晌de比C贤on屈tr装ol浩)(了础解)这种漂形式竞的系叙统属伏于开环柄系统,计加算机茂按照本一定匹的时虚间间伶隔对芽生产远现场哨的参绕数进欠行采宴样、瓣处理灿、显掌示、臭打印板或报皂警,操作狮人员慈根据认这些腰结果齿进行斯设定忽值的宴修改弓或必陕要的斩操作俗.优点梅：结克构简认单,帮控制枣灵活堪和安写全.缺点刘：要活由人工魄操作,速家度受膛到限踪蝶制,假不能货控制政多个鬼对象仁.192.直接蓬数字怨控制洗系统战（D竟DC瓦—D挂ir千ec凑t拔Di蚕gi士ta眨l秩Co玩nt顷ro温l）(了雷解)利用微型春计算站机对励多个源被控离参数踢进行腰巡回尚检测,并倒与给主定值型比较绪,然芽后按伴照预钓定的桶控制尺规律俱进行慨计算败,最易后发井出控池制信剥息完刃成对泉生产嘉过程浑的控挡制,汁使被殿控参芒数稳唐定在拐给定涂值上梅.要求且：实时四性好孝、可靠奖性高郊和适悼应性传强一台宰计算筝机通者常要控制愤几个刊或几洪十个申回路输入通道(AI.DI）输出通道(AO.DO)打印机报警操作台CRT计算机生产过程203．监督染控制轰系统（S翻up株er勿vi跌so脾ry州C祥om虏pu牙te鸣r亭Co伐nt狸ro遵l躲—SC起C）(了往解)19卷60年在拐美国邻的一吨个合成闹氨厂采乔用R托W-浸30庭0计厨算机磁系统海实现茎了计算巴机监创督控亲制.基本蜓思想咽是微拌型计常算机闪根据原始凳工艺伯信息模和其外它参横数,按趴照描古述生面产过侄程的斯数学蛋模型怜,自苍动改坛变模拟跃调节长器或池DD赚C微婶型计杂算机蛋的给疼定值,从纳而使周生产帜过程揭始终耀处于据最优甜工况雄.21DDC计算机生产过程SSC计算机记录显示打印调节测量设定值(b)工艺数据模拟调节器生产过程SSC计算机记录显示打印调节测量设定值(a)工艺数据SC驰C+郑模拟菜调节遣器SC孔C+浴DD牙C224．集散打型控制植系统（D清CS输—D阳is债tr猴ib慰ut输ed奶C貌on顺tr饶ol夫S常ys慰te役m）基本挺思想炊是：盲利用肚分散已控制疮、集隐中操画作、王分而根自制新、综材合协街调的摇原则竹,将催测控劣系统锤分为难分散厦过程萌控制撑级、班集中曲操作狸监控车级和委综合茫信息甜管理烫级,性构成遗一分饥级分感布式埋控制唐系统苹.（宗重要布）23245．现场窑总线控制都系统（F州CS诊--纷--表Fi栋el收db故us戒C患on咱tr聪ol盘S哑ys遵te亮m）其结引构模然式为笋“工作邀站—羽—现类场总进线智觉能仪重表”二买层结乒构,足成本甩低,雄可靠木性高雹,可多实现姻真正冲的开血放式娘互连削系统异结构米（重售要）25操作站模拟量输出功能块控制功能块H1现场总线差压变送器模拟量输入功能块PIDI10…...AOI10AI110H1H1网桥H2现场总线…….现场节点服务器LAN（局域网）261.庙可编估程控遍制器黄P脊LC可编洞程逻驱辑控莫制器洗是计文算机妥技术狼与继侄电逻向辑控颈制概躁念相载结合滴的产研物,疫其低端乳为常巴规继喜电逻汽辑控亲制的束替代壶装置守,而辩高端失为一凉种高犬性能缠的工粒业控哪制计技算机库.它主生要由烛CP台U、驴存储筒器、鸦输入想组件隆、输宏出组副件、晓电源艳及编宰程器关等组抄成.1.蝴1.层3慨控纲制装科置种密类西门迅子S醋7-姥20赤0/拉30瞒0/潜40朗027特点萄：一种穴数字叮运算尊操作坦的电量子系朽统,使专为工业墨环境下应辆用而逐设定冷;采用可编剃程序握的存么储器,在轨其内成部存娇储执陕行逻董辑运裳算、浆顺序罪控制表、定句时、偶计数母和算砍术操魄作的成指令龄,并席通过松数字食式、即模拟剧式的招输入哥和输崭出；应用裕广泛侮--防不仅遭在顺序消程序葱控制领域岔中具少有优烫势,筒而且写在运动雁控制帮、过惰程控猜制、课网络敏通信舍领域阻方面也毫住不逊犬色；PL川C具样有系嘉统构窃成灵隶活,米扩展傻容易猜,编落程简骆单,巧调试亿容易公,抗独干扰课能力饥强；282.愚可编怖程调秆节器又称祖单回服路调领节器爷、智能棚调节公器、数咽字调枣节器腐.它酷主要锤由微处诉理单牺元（暗单片疏机）、过束程I包／O抢（输遗入/巾输出起）单障元、胀面板豆单元采、通撑信单物元、据硬手雷操单贼元和部编程耀单元阻等组糠成.魔外观证如图烤所示刺.29可编灿程调厘节器料是一种仪表根化了奴的微盆型控祝制计僵算机易操验作,偏易编扇程、毙方便具灵活设计抄时无傅需考垫虑接概口、浪通讯惭的硬停件设攀计软件右编程瞎上也外只需捎使用乳一种糟面向第问题迅的组耗态语醒言具有毕断电杀保护路、自侄诊断浙功能桥、通敞信等徐功能可以栽组成爪多级棋计算伪机控证制系委统,碧实现根各种丙高级孤控制销和管吵理大型砖分散协控制晒系统炕中最策基层烫的控浙制单醒元适用芝于连临续过墙程中模拟嚷量信胞号的敌控制你系统中303.购总线虏式工控戒机总线驼式工视控机凡,是粗基于兰总线疏技术嗽和模布块化绝结构赶的一孟种专数用于脉工业申控制皂的通场用性岗计算嘉机,孔一般汇称为工业筒控制祥计算糕机,无简称利为工毫业控沸制机恳或工顶控机.通碧常,汇计算爷机的拢生产芝厂家铁是按焦照某脚个总线券标准,设订计制询造出昂若干蝇符合屡总线钢标准丙、具遭有各叹种功衬能的灿各式末模板侵,而酷控制苹系统叙的设嗽计人部员则抬根据脏不同迈的生野产过椅程与弊技术腊要求帖,选用珍相应主的功罚能模穗板组合罢成自任己所隔需的绪计算只机控能制系辰统.交总线失式工蜻控机每的外形远类似鼓普通删计算园机,如图加所示查.31不同关的是匆它的驾外壳匹采用全钢其标准态的工咽业加找固型箩机架矛机箱,机渣箱密岁封并塔加正压脑送风切散热,机崭箱内魔的原木普通个计算柄机的搞大主杠板变桥成通排用的底板恶总线臂插座茧系统,将主板冻分解血成几精块P券C插捆件,采耻用工桐业级抗干允扰电夜源和票工业拆级芯骗片,并胖配以谎相应揉的工业译应用胶软件.32总线直式工璃控机拌具有小型朋化、爪模板而化、寒组合蕉化、两标准连化的设佩计特吸点,眉能满杆足不爪同层大次、俘不同巡寿控制违对象菊的需碑要,战又能在恶馆劣的傍工业店环境秤中可行靠地尺运行绕.因而老,它薪广泛啦应用撕于各尺种控涂制场唉合,狸尤其色是十究几到移几十晕个回绩路的团中等阵规模胃的控鄙制系显统中携.334.民单片将微型头计算尊机随着塑微电冠子技童术与誉超大仪规模匹集成声技术胞的发阁展,捉计算伏机技遍术的河另一项个分鸡支─棒─超炒小型聋化的挖单片效微型赖计算百机(S令in狭gl柿e与Ch呢ip肠M替ic决ro抱co块mp时ut外er饼)简劲称单臣片机诞生辞了.均它是市将C邻PU棚、存挥储器暂、串蔬并行睁I/山O口胡、定顺时/悄计数争器、象甚至A/验D转醋换器趣、脉艳宽调葡制器袄、怠图形喜控制挣器等功洲能部衬件全都要集成膜(S乌OC谎-S爽ys的te得m套On尤C佛hi绝p)在一肝块大异规模池集成背电路托芯片罩上,誓构成棋了一鸽个完镇整的序具有贵相当里控制糖功能胆的微段控制根器.3435At畏me摊l标准宇型：弓AT首89尼C5浩1雄AT违89举C5听2缩慧AT陵89某lv耕51苦A城T8伙9l物v5唤2低档蛮型：最AT予89隶C1斩05食1府AT歪89秤C2苦05侨1(旅2K皮fl穗as肌h)贫(爱20近PI春N)高档逝型:典A留T8壁9S焰51雅A玩T8劝9S昨52及I良SP厨功能AV碧R系杠列Ph劝il贿ip脑sP8请0C宵XX唤P陶87圈CX担X踏P8是9C蚊XX谊P汪87仇LP鞭C7仁XXTI大M卖SP订43汉0PI早C系拳列36单片部机的币应用旬软件胀可以辫采用逮面向穴机器飞的汇编短语言,但就这需说要较爸深的陪计算奋机软邻硬件遵知识爬,而乌且汇敢编语烫言的宴通用海性与信可移婚植性肚差.埋随着握高效藏率结现构化备语言喘的发睬展,偷其软裕件开红发环规境正港在逐剩步改候善.版目前袋,市查场上鞭已推字出面劫向单名片机妨结构才的高剑级语慎言,勤如早柳期的材Ar产ch吵im帽ed霜es匀C稻和F辨ra坚nk汪li鞠n偏C,不现在陪的Ke针il叙C毫51、D助yn担am晶ic尾C姨等语体言.37由于趣单片凯机具两有体御积小堵、功罚耗低遵、性兄能可猛靠、楚价格索低廉暗、功湾能扩纹展容袜易、轻使用迅方便院灵活辈、易魔于产劫品化课等诸号多优纤点,耗特别呀是强大瓦的面体向控玻制的赞能力寒,使它警在工伍业控毛制、腥智能腔仪表晚、外阶设控匙制、揪家用术电器希、机陪器人倘、军疲事装垄置等盟方面私得到携了极湾为广岗泛的驴应用扫。单片疑机的纽奉应用输从4俗位机榴开始慎,历川经8位单、1低6位、3张2位底四种看.但戴在小漏型测啊控系增统与刚智能待化仪讯器仪嗽表的摧应用挖领域肿里,会8位哥单片科机因饥其品躬种多路、功吼能强横、价夜格廉抄,目刘前仍酷然是带单片将机系姻列的主流他机种。(了解)385.导其他沸控制波装置DC暮S分华散控励制系负统与传FC丑S现恭场总爷线控批制系阅统-伴-最立初是庆以一泼种控制兽方案施的形征式出现川的,要但很支快受梳到工该控市凑场的朱极大馆推崇互,因捞而已植经成只为国旅内外兽自动胳化厂野家争羽先推采出的两种心典型兼的装两置,产激品不纵断推创陈出孤新.391.敏2蛙计端算机未控制昨系统茧的发展湖概况尚及趋滴势（了内解）19屡46建年世睛界上才第一扩台电尊子计异算机般EN甚IC职A问诸世1.撤2.宇1讨计算充机控最制系作统的怒发展碗概况1．醋计算犹机控盾制技鱼术的嗓发展射过程►特开准创时烦期（镇19明55赌～1涌96疯2年包）►科直游接数忍字控扶制时价期（款19粗62奇～1浆96搏7年练）►滤小味型计黎算机向时期掩（1紫96己7～垫19名72觉年）►微型炮计算伞机时塘期（辩19洪72蛛年～虹至今程）40软件亲的发齐展：50厌年代近至7帆0年犯代软肺件发云展缓笋慢70近年代京末至演今已写采用虏各种大高级裹语言渗进行元实时遣控制2．计算矮机控常制理垫论的发痒展过滋程►恰采处样定浅理►皆差爹分方歌程41►Z变脉换法►习状态仁空间民理论►最优米控制与随依机控防制►捐代数惯系统悔理论►系统关辨识挽与自育适应愁控制421.掘2.抖2而计撤算机细控制命系统蛮的发展害趋势1．客推广清应用成熟岂的先晚进技录术►普及国应用可编开程序羽控制痕器（健PL橡C）►走广泛匠使用智能洪调节胸器►维采用喘新型蜓的DC恶S和韵FC仇S2．画大力稿研究决和发摘展智能豪控制秀系统►棍分级悼递阶壤智能广控制茎系统透►躁模糊拣控制稳系统►隙专家偷控制虾系统米►葛学矛习控帽制系暮统►盏神经脂控制帜系统431.河3工业间控制新计算涛机IP科C（In别du券st括ri劣al则P黑er为so山na锦l桃Co进mp则ut血er）1.判IP示C的订结构隙组成爹、总抱线技享术和刚模板芹结构激化2.难IP寨C的圈功能泳特点梳与主劈燕要模衣板4445IP是C在硬件切上,由计锅算机盾生产时厂家宅按照锋某种险标准恢总线饱,设钩计制芳造出横符合工业捉标准的主机筝板及各种探I/予O模危板。在软件带上,丙利用椒熟知运的系赛统软哗件和热工具钳软件匙,编题制或芽组态属出相悦应的践应用筝软件,1.赴3.誓1挨I宫PC庭结构剑组成46硬件组成IP赔C的各部毅件均考采用械模板合化结伸构,即携在一松块无搜源的竭并行临底板著总线哨上,莲插接滋多个疤功能除模板龙即组狠成了呜一台惧IP宝C的相硬件弄装置矮.47除了货构成乌计算丽机基诉本系辆统的舅CP络U、泊RA低M/白RO拣M主讯机、但人机汉接口培、系退统支忠持、拔磁盘铜系统帮、通溪信接感口板录外,正还有AI降、A骨O、脉DI胳、D朵O等烈数百犁种工患业I势/O经接口朋板可字供选破择.其绣选用缺的各溪个模指板彼周此通泰过内啦部总勇线相寸连,飞而由穴CP夹U通砍过总侍线直四接控皱制数独据的万传送捐和处主理.敏下面经分别略介绍锹各个草组成骂部分闸.481．窄内部盆总线嫩和外犁部总勺线内部铲总线蜓是I付PC改内部建各组升成部郊分进袍行信猴息传豆送的旦公共旧通道,是港一组蛋信号问线的奸集合馋.常杜用的境内部愿总线销有P手C总宝线、亩ST畏D总妖线,征以及蓬VM桃E总督线和摊Mu鸦lt慢ib吴us积等总叉线.外部科总线喘是I凡PC定与其响它计氏算机米或智纺能设滥备进僵行信野息传团送的禽公共浙通道应.常用幕的外旧部总敬线有RS弦-2匀32传C、毒RS脸-4警85和I起EE杆E－匠48招8,舌US若B通询信总目线等.（RS呀-4去85熊、R办S-捉23欲2C裁看资拖料要测掌握慕着）2．颜主机看板主机朝板由撤中央桃处理栋器（镰CP谜U）膝、内钻存储饶器（诵RA食M、番RO械M）咱等部划件组胃成,吼它是什IP捷C的回核心493．炕人-折机接阀口人机夜接口选是人毛与计奶算机贱交流仓的一减种外锹设.日它由旬标准珠的PC白键盘证、鼠穴标、计显示去器和练打印勒机等组毯成.4．兄系统悄支持权板IP建C的乳系统恨支持燃板主由要包谅括如夺下部桨分：（1伍）程序所运行术监视弃系统务,即看门毙狗定弊时器狮：当奶系统抓出现狱异常铜时能尘使系译统自蜘动复征位,筐恢复赶运行.（2胀）电源续掉电葱检测惹：其目惹的是敞为了米及时仔检测锅到电鸽源掉拦电后絮,立沫即保屿护当基时的荒重要逃数据龄和各荐寄存阻器的立状态萄.（3苦）保角护重市要数黑据的胀后备拌存储倡器：激采用带有所后备希电池的S叨RA殃M、容NO种VR急AM灶、E俘EP宫RO胡M,悔能在牲系统御掉电闲后保张证数璃据不豆丢失遵.50（4削）实迁时日渗历时婚钟：闷用于灭定时光自动热执行乔某些夜控制忍功能和圾自动缘瑞记录仇某个吹控制位是在酸何时隐发生畏的.5.只磁盘谨系统磁盘楚系统榆有半金导体估虚拟却磁盘膛以及肌通用游的软陈磁盘艺和硬磁死盘.6.游通信敬接口通信暴接口掀是I登PC石和其药它计付算机片或智亭能外咱设的扶接口周,常能用的殃接口快有RS粒-2忠32绿C、丑RS爷-4汉85和IE抢EE汪-4笛88等接健口.517．读输入今输出萄模板输入娇输出控模板晌是I女PC统和生喘产过税程之撤间信览号传刘递和前变换怎的连讽接通湖道.相它包业括模拟或量输她入（挨AI魂或A册D）把模板领、模乡丰拟量愁输出门（A驱O或云DA役）模和板,丑数字收量输镰入（坐DI挖）模晚板、乱数字插量输斤出（亡DO析）模石板等种珠类.由于藏输入笋或输衣出均慎涉及汇到生络产现胡场被算控参泽数的洋种类洁、个罪数、咸精度壁、干虫扰等要等,嘴因而储其该躬类模罪板是岗系统答中性灿能差异街最大继、品蛮种类邀型最肌多、直也是领用户茅选择篇最为勤丰富补的一盒种.在捡第2待、3抚章将恒要讨贝论的乏接口鬼电路榨技术泪就是滨此类举模板烂的构艺成基钢础,箱也是接选用匠这类柄模板醉性能授指标俊的理钩论依忧据.52软件顿组成软件趟可分确为系统殃软件捕、工牛具软犁件和拌应用劲软件三大隔部分透,有想时也故将工毅具软森件归杨于系敌统软玩件.531．租系统予软件系统验软件奥用来比管理运IP篇C的艇资源充,并亏以简准便的蕉形式齿向用炸户提霉供服锄务,纱包括实时惰多任趋务操何作系生统R尸TO歌S、引浑导程捡序、狡调度京执行廊程序馅等,谱其中南操作碗系统众是系隐统软肆件最葬基本概的部林分,胳如M割S-览DO抓S和Wi惭nd扁ow地s直(X密P/黑20便00接/N售T)等系讨统软吸件.2.江工具旅软件工具拜软件垄是技鞠术人侮员从绝事软晨件开炎发工芽作的叉辅助州软件愤,包斥括汇堵编语详言、明高级河语言杯、编志译程隆序、剃编辑奖程序煌、调台试程朽序、段诊断羊程序辆等,邮借以耐提高签软件真生产仅效率犹,改剪善软惹件产乡丰品质尽量.(K役EI器L,斧PR侵OT弓EL土……来)543．遵应用颂软件应用零软件厘是系统防设计亩人员桶针对跌某个情生产摆过程眼现时雀编制甩的控期制和谜管理渴程序,它蓬往往岭涉及层应用图领域驶的专练业知斑识.份它包握括过术程输键入程戚序、歌过程络控制劈燕程序侨、过炮程输墙出程猛序、敌人机场接口直程序忠、打攀印显宣示程既序和堪控制棍程序紫等.鸡当今抬工业障自动军化的虾发展更趋势怜是计算璃机控蜡制技断术的品控制韵与管近理一身体化,以蛛便适醒应不眼断变甩化的完市场脆需求窃.而躺工业秩控制塞的应亚用软棕件就谅起着曲关键症性的用作用命,因史此它炊应具趁有通笼用性写、开场放性蜘、实汪时性块、多击任务射性和屿网络绿化的怖特点望.现在掠许多更专业舍化公贿司开尊发生怒产了曾商品蹦化的隙工业贷控制颗软件休,如数据膏采集萝软件标、工返控组坚态软伪件、诱过程练仿真歪软件等,懒这些鲜都为浪应用粘软件膜的开览发提循供了翅绝佳远的使泄用平插台.551.桐3.刷2值I黎PC疲功能吓特点伏（了挨解）IP电C是花一种金专用爆于工业摊场合下的欣控制惧计算刮机.崖一方盈面工慎业环输境常避常处主于高温见、高努湿、巾腐蚀逃、振鼓动、碰冲击许、灰变尘,以呼及电磁脆干扰外严重船、供著电条文件不赴良等等左恶劣通环境粉中；牛一方企面工损业生缝产过续程因后行业广、原预料、伙产品清的不第同,寸而使蛛生产载过程绿、工灾艺要谜求也督五花门八门像.这类些都佛是工业巴自动惠化控托制中裁要解疗决的抽重要延课题.由于王IP只C采损用了总线忽技术迟和模稍板化闯结构,再兴加上腐采取国了多重孙抗干渐扰措隶施,因叮而使名IP巩C系艳统具沙有其饱它计舌算机掀系统可无法获比拟慨的功腹能特费点.56IP昌C的摄模板督结构杂正是挥依存伟于它庄的总求线结辟构.总遇线的闲定义是一雾组信愁号线脑的集钳合,败它定灭义了差各引先线的转信号馅特性康、电猫气特斧性和腊机械扔特性称,使锄计算惯机箱猫内各较模板役之间留以及柔主机伏与外阿部设灭备之像间建龙立起夏信号瞧联系晴,进乎行信宵息传撤送和伤通信杆.因此陷总线械是I咳PC烫的重织要组堪成部离分,罢它分内部趣总线街与外惭部总缴线两种涂.1.资4粒I竭PC甲总线母结构调（塔掌握悉)57内部奔总线内部服总线扩是指IP痛C内淹部各誉个功胶能模她板之脊间的胞信息铅通路,它垄是构弟成完赌整的开计算邪机系倒统的蒙内部惹信息列枢纽让,也欣称为系统拳总线.尽哪管各要种总立线的牺引线幻玉数目马不同粉,但粪按功眉能都剖是分醋为数据赤总线颠DB山、地房诚址总转线A略B、蚂控制荐总线惊CB和电源明总线将PB四大芹部分贿.58内部网总线字是一圣块置于地机箱眨内的丙无源颗底板狂上的拆多组袖并列揉插槽,各插泰槽上欣的同帝号引争脚是质电气丢相连狠的,从锐而完返成插孙入槽潜内的原各功改能模毕板之冤间的页信息陕传送齿.显袖然,笋内部窄总线撑对计敢算机设计注者和貌用户都是稍十分染重要核的一虾种设计夏标准.采诱用总碎线标扰准设像计、胁组装罪的计拦算机甜模板考与设锄备的怎兼容皇性很换强,念因为讲接插含件的途机械孝尺寸男、各救引脚卖的信雄号定林义、狡逻辑祸关系廊、时敲序要或求和货驱动纸能力独等都遵守庆统一艇的总足线标翠准.貌（了权解）由于竹历史铸的原沸因,徒存在统着多玻种总年线标抹准.季目前刻工控纷领域驶里应宰用最锣广的龟两种伟总线沟是ST萄D总爆线和申PC近总线.591.志S骂TD蓝总线告S拖ta摩nd万ar端dST横D总稍线是仗美国PR恋O-字LO董G公元司1迅97站8年推出爬的一碌种工生业控胶制计夫算机雀的标顽准系纠统总伯线.该总指线结锄构简呜单,全部积56钟根引批脚线都级有确变切的墙定义动.庆ST毛D总仔线定共义了巧一个8位摘微处添理器总线遮标准休,其唉中有8根鞭数据由线、清16们根地监址线蝇、2赞2根屯控制碑线和塑10英根电哀源线,可桐以兼鞭容各克种通甚用的奶8位迅微处曾理器干,如尊80晚80线、8洪08施5、地68交00恩、Z8世0、N纱SC禾80鞭0等乔.通床过采形用周坡期窃置取和须总线惠复用挥技术模,还妇可以鬼定义清16纽奉根数咽据线麦、2扔4根距地址策线,使S晕TD拌总线明升级为8表位/小16眼位微宿处理盒器兼雾容总甜线,门可以娱容纳16漠位微串处理跑器,如80郊86、6魂80积00汁、8遵02铸86泥、8但03句86鲁等.60表1么-1优列出您了ST败D总拿线的骗56驾根引冠脚分放配,其幻玉中：电源干线和辅秆助电民源线难为引否脚1腰～6争和5蒸3～毛56除,数据江总线为引痰脚7艺～1从4、地址池总线为引疏脚1邀5～执30报、控制恨总线为引忙脚3魂1～扑52帝.6119垂87煮年,ST模D总造线被国捧际标塞准化程会议栋定名尺为IE忌EE宿96残1.随着纷32蛙位微课处理刻器的冠出现谈,通南过采笛用附株加金手碗指或系丧统总绩统与柏局部选总线针转换气等技永术,器19谅89势年美逮国的竭EA投IT蠢EC萄H公窗司又惜开发剂出对32炊位微倚处理构器兼容被的ST惧D3族2总纵线.ST兰D总薪线I嘉PC遇由于息具有小模好板结辅构、开冒放式茄结构丧和兼糖容式图总线榴结构痰的几骆大优底点,现以及米价格抛较低慌,因漏而成接为20牢世纪绳八、喉九十汽年代之的主哭流机绘型.622.债PC府总线PC沈总线柔是I衣BM棚P青C总盆线的语简称冷,P毅C总抱线因IB刺M竖PC奸及其欲兼容逮机的广确泛普轮及而烦成为布全世脊界用响户承屠认的术一种软事实焦上的计标准煮.P足C总许线I先PC当,或孤称为帐工业演PC醒机即毛IP妻C,姥即是拒脱胎盈于I斑BM便P旗C机耕发展扁起来庙的.IB败MPC狮总线绝共有压62零根引摊脚线,其话CP往U是骑In解te仓l公咳司准千16劳位的触80协88纽奉或16耻位的运80接86,随甚着C血PU盾的更林新换还代,盖PC神总线茅也随估之扩愚充,挪诸如侮支持园80忌28拾6C有PU破的IS质A总视线、支持馆80栋48芳6和奔腾比系列塘的P注CI臣、V秩ES病A总篮线等.63表1酿-2抄列出何了PC文总线某的6趋2根齿引脚饿分配,其卖中：惠电源赚线和易辅助诸电源票线为制11版根,数据扔总线诸为8源根,换地址阿总线麦为2鸭0根小,控恼制总卫线为辫21患根,另斧外还气有外柴态线稿2根纸,即饮I/圾O（五I/朝O通帖道检种查）替、I牧/O小C谨H起RD奏Y（看I/埋O通封道准椒备好钻）.PC探总线禾IP搁C由省于既酿兼顾全了S村TD终总线筹IP好C的湾抗干剂扰性引能,宋又与杨PC疏机及算其不齐断升掏级的臭硬软弊件资纤源完歪全兼耀容,述因而旨近年盟来已侍成为工控蓄领域锅中的负主流蛾机型.64外部质总线外部快总线是指计算妇机与堪计算塘机之仍间、糖计算毯机与批远程证终端绣之间瓜、计染算机撞与外处部设纠备以贼及测妻量仪滴器仪版表之阔间的消信息肥通路陶,常称抚为通信衰总线.通柔信总馆线的桶数据葱传输若方式兴可以只是并行的,贯也可诉以是串行的,柴可分添别称床为并行斯通信花总线俊和串别行通震信总雅线.65为了膊充分眠发挥池总线临的作借用,墓每个棒总线谊标准勾都必窝须有恶具体挑和明姻确的统规范墨说明只,通蒸常包虎括如怕下几辱个方讯面的兰技术虹规范束或特古性：(1蹦)懒机械骑特性套：规定傻模块覆插件斩的机械性尺寸,总薄线插现头、拴插座坊的规俊格及场位置恳等；(2导)赔电气残特性致：规定匠总线钓信号既的逻辑敲电平荡、噪速声容陵限及师负载冶能力员等；(3研)功婆能特间性：给出雅各总壶线信四号的财名称荡及功能定义赚；(4驻)穗规程载特性支：对各渣总线记信号抗的动壶作过穷程及议时序裂关系钟进行竿说明爸.66总线煤标准饥的产洗生通援常有企两种跳途径苦：(1练)葡某计算再机制滔造厂驴家(逃或公诵司)峡在研次制本捆公司的微获机系虹统时然所采浊用的迹一种环总线诞,由于买其性词能优掩越,搭得到术用户法普遍滴接受鉴,逐砌渐形劣成一窝种被昂业界跑广泛严支持吃和承退认的孤事实贴上的总赵线标暴准.(2垄)挺在国际畜标准兰组织杆或机盒构主扁持下开嫂发和其制定张的总涝线标觉准,志公布坏后由财厂家犯和用钟户使碧用.673.修另外野几种柱常见墓和重贯要总嫂线:页IS歼A/恋PC侵I/悔US底B/贵13超94且/A睛GP20寸世纪辈80吧年代纱初期阁,I话BM究在推础出自惩己的旷微机吓系统拣IB誉MPC央/X烟T时,岩就定傅义了姨一种水总线慨结构估,称否为XT丙总线侦.这是联8位投数据谜宽度零的总哑线.随着郊IB咱M采异用8概02蔑86伶C滔PU验,推焰出I啦BMPC弱/A制T微机愧系统氧,又捏定义铃了与喉XT士总线谁兼容汽的1全6位烫的AT价总线.IS闸A总肾线即华AT宴总线掩,它是兆在8芳位的凭XT竞总线害基础遍上扩袍展而搅成的16弃位的堆总线院体系喝结构.(1旷)盾IS杏A总迁线(I扰nd丹us普tr震ia剧l米St边an渔da格rd旅A袋rc紫hi摘te堤ct月ur削e)工业腰标准埋结构拖总线68697071在一碎段时猎间内荒,大荡多数缩慧Pe丝式nt哲iu扬m系缘瑞列的胆PC饭机主奶板上而仍保脊留3～嫁4个还IS币A总焦线扩茄充槽,即绳可以闹插入优8位类IS江A卡泊,又伶可以航插入脸16猴位I逮SA夜卡.IS住A总跃线插帖槽IS老A总嘴线插侄槽有一长京一短播两个咸插口.长插倍口有壤62啦个引球脚,以之A3炊1～裤A1宅和B深31惹～B捉1表聚示,请分别鸦列于典插槽扣的两涌面；短插印口有亩36服个引化脚,以匀C1溉8～默C1者和D帝18诉～D估1表穴示,上也分哭别列泡于插剧槽的双两面狸.72D18D1C18C1B31B1A31A1ISA总线插槽73(2凶)盾PC篇I总壤线(P巧er蹦ip先he轨ra唯l忙Co领mp授on粘en里t张In弊te申rc惩on烧ne释ct足,外倾围部戚件互袍连总幼线)PC管I总党线-倒--傻对传蜂统总村线结血构的希突破人们置注意鬼到,择随着微处略理器炭速度及性诸能的粗改进催与更逮新,咽作为穴微型互计算论机重第要组冰成部迎件的菜总线轿也被钞迫作霸相应猪的改湾进和临更新音.否恋则,很低速直的总摊线将艰成为议系统筹性能把的瓶馋颈.同时睡,人依们也招看到深了另幕一个母不容返忽视网的事玻实,犯即随着私微处竹理器弊的更船新换约代,茎一个对个曾云颇具箭影响喷的总猪线标硬准也吧相继副黯然努失色咐了,与始其配极套制绿造的阶一大纳批接败口设僵备(删板卡壁、适默配器盐及连胀接器随等)拌也渐供渐被鬼束之叶高阁浅.这就蠢迫使汁人们摄思考渣一个蚀问题劳,即歉能否谨制定脉和开古发一种沾性能杰优越崭且能逃保持做相对源稳定示的总零线结切构和技说术规透范来贩摆脱牌传统杰总线秤技术傻发展暴的这鸣种困会境呢总?74PC果I总只线于悉19体91年由介In董te烦l公捞司首饱先提恢出,厚并由潜PC情I砖SI付G(亭Sp晃ec淡ia耕l原In哭te艰re痛st书G勉ro型up叨)来族发展贺和推访广.PC会I闪SI框G是祝一个袖包括呀In早te附l、鸣IB根M、道Co耐mp立aq筛、A递pp膏le邮和D悬EC蛋等1桌00畅多家扇公司抗在内垒的组垃织集子团.19木92扭.6递推满出了尺PC畅I盗1.寄0版础,1爪99宰5年旱6月又推准出了堡支持顾64轧位数骄据通隶路、季66摊MH咳z工残作频睛率的PC权I指2.悼1版.由于晒PC嫌I总以线先农进的阵结构网特性秧及其返优异注的性宏能,路使之摘成为巡寿现代决微机时系统怜总线凑结构缩慧中的舒佼佼旁者,脊并被杆多数稿现代且高性雅能微萄机系丘统所腿广泛谦采用杯.7576CPU存储器CPU总线CPU总线/PCI总线桥（北桥）PCI总线/ISA总线桥（南桥）PCI图形适配器PCI网卡PCI硬盘控制器PCI总线ISA总线ISA卡...ISA卡图1.3PCI总线结构框图PC觉I总吩线的羽系统嫂结构遭及特各点77由图穗1.爪3可勉见,遇这是叔一个掏由C酿PU乐总线蓝、P利CI禁总线督及I鬼SA滥总线扛组成周的三层侵总线削结构.CP餐U总县线也称门“C夕PU从-主骂存总笼线”嫌或“碌微处眯理器吃局部难总线夜”,拣CP梨U是两该总母线的踪蝶主控赖者.站此总开线实脚际上秀是C缘瑞PU搭引脚险信号渗的延拒伸.通过桥芯臂片(品北桥捷和南伟桥),上敞边与橡高速稿的C量PU伴总线晕相连闷,下耐边与厉IS降A总饱线相符连.PC储I总熔线是一酿个3忆2位完/6持4位丑总线拌,且挂其地鼠址和厘数据傻是同沿一组狱线,怀分时童复用负.在准现代兼PC贪机(苦如P歼en弯ti不um毛系列惰)主羡板上肤一般熟都有3～陵4个咐PC疲I总肚线扩探充槽府.78在上滋述P畜CI首总线温结构肉中,略CP桥U总汇线、帆PC栗I总潜线及辈IS韵A总宁线通俩过两个小桥芯房诚片连成宾一个宴整体诱,桥芯清片起摧到信纠号缓喜冲、聋电平杆转换猴和控聪制协取议转失换的深作用遗.人们衣通常答将“C叫PU啦总线摔/P蒙CI微总线催桥”啄称为口“北堪桥”,称“PC谈I总桌线/杏IS温A总宪线桥尸”为伍“南摸桥”.这种峰以“田桥”圆的方这式将渴两类牵不同兽结构浊的总然线“朝粘合历”在性一起萍的技薪术特瞧别能蚕够适辆应系赌统的升单级换夹代.每当极微处江理器市改变鸭时只需膛改变探CP溪U总命线和双改动伴“北击桥”犯芯片杠,而全状部原蜓有外析围设次备及岔接口站适配将器仍泰可保诸留下造来继虹续使剖用,竿从而厌保护朴了用轰户的好投资充.79PC服I总定线的刑引脚罢信号PC璃I总剑线的数据接宽度开为3蓬2位港或6微4位,地缴址总们线为率32多位(猛可扩喉展至双64须位)滔.另节外,泽它的愚地址涉线和傲数据删线是多路不复用拳的,以蚂节省训引脚绣并减淹小连菌接器掀的尺烂寸.型这些骑多路锤复用千的引半脚信魄号标捆识为AD剂0～据AD迅63赠.(你单片悄机P田0)PC择I总裂线有5V深和3决V两洗种插辞槽类继型,每岂种插纽奉槽的糖全部汪引脚缺号均繁为1～袄94(A迫1/渐B1蒸～A寺94浑/B裁94驶),婚32家位卡榴只用诊1～霞62便号,昏64皂位卡鞭则占役用全倒部1咏～9挑4号稀引脚模.其中渠,标真为re孤s(r育es概er滥ve烈d)靠的引绍脚为保留受未用的引也脚；悦标为缎co排de戴的引乔脚是形防止遮将插触卡插垦错而锦设置依的接谢口标早记,呆也称纺连接照器钥去匙(粥co鸟nn后ec灶to章r旬ke茂y)会.80(3笔)末US顽B总蜜线(U造ni座ve悄rs宅al宗S搂er烦ia茂l宿Bu然s,裤通用爬串行塞总线谊)US萌B概见述在传冠统的幸PC氧机使码用中单,为盆了连朵接显筐示器鞭、键北盘、侮鼠标赚及打仰印机过等外腰围设绞备,章必须良在主机租箱背爽后接稻上一做大堆嫩信号横线缆麻及连垄接器价端口,给绒PC河机的免安装纠、放公置及冶使用愈带来封极大田的不菜便.另外岸,为薪了安术装一弊个新刺的外炒设,纽奉除需要占关掉吃机器吧电源谎外,认还需象安装姨专门捆的设捕备驱言动程跑序,否宗则,津系统迎是不康能正佳常工廊作的蹄.这租也给罪用户出带来抓不少之麻烦那.8182838485US腿B总忌线是P赏C机甚与多搞种外贼围设梳备连贩接和蚁通信带的标动准接或口,秘它是建一个所谓缴“万护能接恒口”,可吊以取藏代传萌统P瓜C机许上连槐接外例围设乐备的剑所有陡端口鉴(包疏括串座行端渠口和翠并行盏端口桥),老用户咸几乎稼可以阿将所有琴外设猪装置写——奥包括旦键盘朗、显愧示器姐、鼠共标、跟调制盈解调蹄器、发打印醋机、姜扫描给仪及闲各种皮数字助音影址设备芽,统蚂一通花过U比SB程接口挽与主交机相晒接.同时洽,它材还可熔为某些枕设备胀(如凤数码尸相机虫、扫登描仪婶等)疑提供刻电源症（手年机充档电）,使雄这些赚设备顾无须清外接帮独立撞电源动即可木工作攀.U固SB座是1咽99延5年涌由称蜘为“乳US烤B实持现者撞论坛敞”葛(U罚SB粮I喷mp想le轰me告nt记er圆F挪or浙um其)的取组织悔联合铁开发铜的新柔型计愉算机正串行墙接口竿标准茂.有许镜多著折名计贱算机璃公司填,如紫Co染mp颗aq丽、I质BM贞、I歼nt辽el排、D洋EC画及M今ic扭ro狸so裙ft白等均思是该碌联合我组织跨的重马要成辽员.8619泛96甜年1叛月,胆颁布鞭了U区SB降1报.0汉版本规范档,其很主要底技术颗规范挂是：(1店)僚支持低速镇(1死.5扎M沙bp服s)旱和全赛速(寸12毙M穴bp繁s)两种燥数据仅传输自速率垮.前硬者用勾于连暂接键蒙盘、碑鼠标记器、雷调制步解调希器等稠外设牺装置香；后磁者用追于连猾接打款印机英、扫踩描仪无、数棉码相截机等御外设厉装置叮.(2暮)一台军主机萌最多进可连晋接12歌7个外设告装置(含奔US匹B集饮线器塌Hu荐b短市面候有卖窗的)；连唱接节万点(矛外设丙或H岔ub喘)间距嚷可达松5米,可俊通过双US给B集勾线器寻级联替的方煎式来某扩展饿连接艺距离延,最椅大扩充展连山接距冷离可连达2苍0米途.(3载)采用压4芯衫连接碗线缆售,其中两线正用于范以差博分方萍式传隶输串行数据,另贴外两线戴用于旺提供天+5引V电摄源.线葛缆种躁类有巨两种登规格赶,即翼无屏部蔽双孩绞线畅(U旧TP迅)和咐屏蔽竭双绞忘线(杏ST蜘P)龙.前咸者适盆合于跟1.犁5M项b刺ps脾的数崇据速脏率,僚后者泰适合圆于1爽2M疏b弹ps评的数抹据速娃率.(4留)起具有真正蓄的“址即插提即用股”特殊性.主匹机依失据外顿设的绑安装云情况般自动宪配置盏系统诊资源什,用叙户无和需关议机即到可进颈行外酱设更取换,燥外设膏驱动隆程序奖的安牛装与撕删除婆完全私自动匠化.US筹B连2.净0益速度宴更快领（2霞00匪0年始）US糕B累2.踪蝶0的理红论传叛输速递度最妥高可经达到48喘0M糠bp帝s.图1泪.4趟表日示了条一个罢典型犬的U惹SB斩应用相和配毅置情毒况.87扫描狸仪、舍数码准相机焰、U涛盘…异..馅.88目前新型位主板宝一般逃配有埋2-快4个胶内建抖的U券SB肿连接钓器,可贷以连任接两银个U压SB敌设备血,或匠一个寻连接牺US钢B外蝇设,影另一个个连上接U支SB扔H睬ub茅；U精SB惰H糊ub浓还可震以串震接另违一个旧US身B仙Hu明b,损但是秒US叨B李Hu花b连辉续串是接最胆多不免能超搅过3观个.US港B希Hu深b自软身也坚是U局SB仪设备,它猜主要举由信积号中张继器泡和控肉制器罢组成捐,中唉断器搬完成译信号寨的整吃形、蜘驱动辣并使彼之沿沉正确稀方向利传递拐,控春制器秘理解神协议尽并管缎理和速控制孔数据蚕的传峰输.四芯奶US摆B线颂缆及优连接抱器情况划如图低1.恨5所华示.US柴B集隐线器严(U渔SB去H转ub逃)及豪其端蛙口情汤况如图每1.则6所层示.89引脚1234Vcc（电源）Data＋Data－Ground（地）(a)4芯USB线缆1234A系列2134B系列(b)两种类型的USB连接器图1.艰5得US跌B线谊缆及忘连接梳器端口1端口2端口3端口4端口5端口6上行端口连接至USB主机图1.6USB集线器90(4绞)高皱速总案线接源口IE备EE数1饱39吗4(数橡码摄猫像机锤)US识B总补线是底一种谈新型菠计算侨机外软设接有口标芝准.并但U崇SB狐总线闲的数隙据传颤输主柱要还龟是适丹合于膨中、悠低速济设备耀,而跨对于何那些高速品外设再(如层多媒视体数划字视农听设因备)就显蓬得有挤些不丢够了设.IE仍E