计算机测控技术知识点.

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计控复习资料计算机控制重点知识

I/O信号的种类：数据信息、状态信息、控制信息三类。

数据信息又分为数字量、模拟量、开关量、脉冲量。

计算机和外部的通信方式：按数据传送方式分为并行通信（传送速度快、信息率高）和串行通信（数据按位进行传送）；串行通信又分为全双工方式、半双工方式、同步方式和异步方式。

三种I/O控制方式：程序控制方式、中断控制方式、直接存储器存取方式。

程序控制方式又分为：无条件I/O方式、查询式I/O方式（又称条件传送方式）。

对于查询式I/O方式，满足实时控制要求的使用条件：所有外围设备的服务时间的总和必须小于或等于任一外围设备的最短响应时间（也称危险时间）。

中断优先级问题的解决办法：软件查询方式，雏菊链法，专用硬件方式。

I/O接口的编址方式：I/O接口独立编址方式、I/O接口与存储器统一编址方式。

IO接口芯片和CPU之间必要的连接信号：（1）数据信号D0~D7。

（2）读/写控制信号/RD、/WR（或/IOR、/IOW）（3）片选信号/CS和地址线A1、A0（4）时钟、复位、中断控制、联络信号等控制信号。

I/O接口扩展：地址译码器的扩展、负载能力的扩展。

I/O通道分为：模拟量输入通道、模拟量输出通道、数字量输入通道、数字量输出通道四种。

模拟量输入通道主要由信号处理装置、采样单元、采样保持器、数据放大器、A/D转换器和控制电路等部分组成。

输出保持一般有两种方案：一种是数字量保持方案（一个输出通路设置一个D/A转换器的结构形式），另一种是模拟量保持方案（多个输出通路共用一个D/A转换器的结构形式）。

数字量输入输出通道：数字量输入通道的数字信号：编码数字（二进制数或十进制数）、开关量、脉冲列三类。

数字量输出通道的数字信号：编码数字（二进制或二-十进制）、开关信号、脉冲信号三类。

D/A转换器按其工作方式可分成并行和串行两种；并行D/A转换器又可分为电流相加型和电压相加型。

按其输出又可分为电压输出和电流输出两种。

并行D/A转换器的工作原理：把每一位的代码按其权的大小转换成相应的模拟量，再把代表各位的模拟量相加，这样，得到的总的模拟量就与数字量成正比的模拟量。

计算机测控技术基础1

1.1.7 PC-based控制器 PC-based控制器从外观到可靠性也都开始可以与PLC相近。PC-based是一种基于PC技术的控制系统。最早的PC-based控制系统是以PC总线工控机为核心，通过扩展专用板卡组成。PC-based借助于IT技术的发展，在运算、存储、组网和软件开放性方面具有优势。为PC-based控制器的高速发展铺平了道路。这样，PC-based控制器不仅具有PC的优势，也具有传统PLC的优势。它可无缝地融合到网络时代的信息系统中。
1.1.6可编程控制器PLC
基本概念：可编程序控制器，专为在工业环境中应用而设计，采用可编程序的存储器存储操作指令，并通过数字式的或模拟式的输入输出控制机械或生产过程。 1969年美国通用公司生产第一套PLC（Programmable Logic Controller ）。国内外许多生产PLC的厂家。发展历程上世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为30~40%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域。 PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。
操作管理站
操作站是DCS系统的主要人机接口，操作站是一台功能强大的计算机。操作站可以进行监视、操作和控制；控制工程师可以实现控制系统组态、系统的生产和维护。作为管理计算机，它可以通过通信接口与通讯系统相连，采集各种信息，执行工厂的集中管理和实现最优控制、后台计算和软件开发等特殊功能。操作站具有三方面的功能：操作员属性功能、工程师属性功能和系统维护功能。

计算机测控技术

1、异步串行通信接口通常指以下三类：RS-232(A、B、C)，20mA电流环和RS-422/RS485。

2、RS-232C：电气特性—采用负逻辑：-3v ~ -15v表示逻辑“1”，+3v ~ +15v表示逻辑“0”。

特征：由于RS-232C比较高电平输出，且正负输出，所以其驱动器需提供+10V以上的对称电源。

3、将TTL/CMOS信号直接连接：1米以内，最长不超过5米。

4、Page3（异步串行通信的直接连接、多机直接连接）。

5、MC1489是相应的4路RS-232C信号接收器，仅需5V供电。

6、MAX232A功能框图（P4图1.7）。

其功能是：将TTL的异步通信逻辑转换为RS-232C 逻辑电平。

（为什么要有转换部件?）7、上位机与多个串口设备通信时，每个串口必须使用1个独立的RS232C串口，可使用多串口卡，或多路串口接口芯片。

8、使用多串口卡连接多个串口设备的系统。

（P5图1.9）9、MAX488/490与RS422连线图（P6图1-10）。

为防止高频信号在连线中的反射影响通信质量，在接受端加接负载电阻式必要的。

10、总线方式的RS－422组网。

（P8图1-14）11、USB总线特点，以及其级联扩展。

（P17）12、长距离通信解决的问题以及解决方法（P18）。

13、长距离通信分为哪三种方法，各自的距离是多少？-用电流环实现隔离的长线通信，其距离见P18。

-使用RS-422/485的长线通信，通信距离可达1200米，更长的距离可通过中继器实现。

-使用光纤传输RS-422/485信号，通信距离可达20千米。

14、LED显示驱动方式，各自优缺点？1）静态显示：同时点亮，硬件较多，软件设计简单。

2）动态显示：轮流点亮，节省硬件，软件相对复杂，数码管较多，或为点阵显示屏时，常采用矩阵扫描方式。

15、LED为何要限流？由于LED的电流特性为近似的恒压器件，导通电流I在其导通阈值附近快速增大，所以必须加限流电阻控制电流值。

计算机测控技术(最全版)PTT文档

计算机测控技术
但是由于工业现场存在着电、磁、振动、温度等各种干扰及各类执行器所要求的开关电压量级及功率不同，所以在接口电路中除根据需要选用不同的元器件
外如，许还多需时要候采需用要各利种用缓计冲算、机隔控离制与一驱些动高措电施压。、大电
流的负载。由于驱动能力所限，不能使用微机输出线直接驱动这些负载，此时就需要通过功率接口，将输出的低电压、小电流的信号转变成高电压、大电流的信号来进行驱动。
固态继电器(SSR)是近年发展起来的一种新型电子继电器，其输入控制电流小，用TTL、HTL、 CMOS 等集成电路或加简单的辅助电路就可直接驱动，因此，它适宜于在微机测控系统中作为输出通道的控制元件；其输出利用晶体管或晶闸管驱动，无触点。
与普通的电磁式继电器和磁力开关相比，它具有无机械噪声、无抖动和回跳、开关速度快、体积小、重量轻、寿命长、工作可靠等特点，并且耐冲力、抗潮湿、抗腐蚀。因此，在微机测控等领域中，SSR 已逐步取代了传统的电磁式继电器和磁力开关作为开关量输出的控制元件。
同时，由于晶闸管的响应时间很短，远小于继当单片机的P1.
这5部分被封装在一个6面体外壳内，成为一个整体，外面有4个引脚(图中的A、B、C、D)。当单片机的P1.
电器，所以比较适用于高速系统。由于驱动能力所限，不能使用微机输出线直接驱动这些负载，此时就需要通过功率接口，将输出的低电压、小电流的信号转变成高电
另外，有些时候，也需要使用元器件将计算机与强电进行隔离以防止现场强电磁干扰或工频电压通过输出通道反串到测控系统中，提高抗干扰能力。
常用的功率接口有隔离组件光电耦合器、继电器与晶闸管。
3.1 光电耦合器
光电耦合器是一种半导体光电器件，因为它体积小、寿命长、抗干扰能力强等优点，所以应用领域十分广泛。 1. 原理：当输入端高电平时，发光二极管发光，光线照射到光敏三极管或光敏二极管上，产生相应的电流，从输出端输出，完成了电—光—电的转换。由于输入电路与输出电路是绝缘的，因此可起到对输出通道的隔离作用。

计算机测控技术专业方向介绍

目录计算机测控技术专业方向介绍 (1)嵌入式系统专业方向介绍 (3)网络与软件技术专业方向介绍 (6)计算机测控技术专业方向介绍一、计算机测控技术的基本概述计算机测控是集检测、控制与仪器仪表制造为一体，以嵌入式系统、信息处理与电子技术为主，软硬件兼顾的技术，主要研究系统的数学模型、传感器与测试系统、信号调理、图像处理技术、微弱信号检测技术、数字控制系统、计算机测控系统、现场总线技术与基于Internet的远程测控系统等。

二、培养目标培养在测量与控制、仪器与系统的设计制造、电气工程、自动化、信息技术、电子与计算机技术应用等领域能够从事工程设计、科学研究、技术开发、经济管理等方面的综合型高级工程技术人才。

学生在校期间能系统地掌握机、电、计算机结合的现代测控技术和试验研究技术，并具有测控技术、嵌入式仪器与系统的设计和开发能力。

从事检测技术、智能仪器设计、过程控制仪表及装置、嵌入式系统原理及应用、计算机测控技术、智能控制理论、现场总线技术的研究与工程设计。

三、主要课程设置数字逻辑、汇编语言、计算机组成原理、微机原理与接口技术、计算机软件基础、自动控制理论、计算机测量技术、智能仪器设计、智能传感器系统、自动化仪表与系统、单片机原理及应用、嵌入式系统等专业方向课程。

四、毕业生主要从事的工作领域毕业生主要从事计算机测控仪器、计算机控制与自动化系统、智能传感系统、测控系统的智能化技术、嵌入式系统、电磁量与非电量的测试技术、多传感器信息融合与信息处理技术等设计与研究工作。

五、计算机学院计算机技术系情况介绍2．教授介绍：王振友：教授硕导；赵磊：教授硕导；陈平：教授硕导李业德：教授硕导；张景元：教授硕导4．硬件设施：六、计算机测控技术——同学们明智的选择计算机测控技术应用到现在已经相当广泛了。

不仅仅用在工业上，同时，实现工业自动化的设备也需要测量，扩展到我们的航天航空、船舶、通信系统等等所有行业和领域，都离不开计算机测控技术，这些计算机测控技术的应用特点都是具有高可靠性的、在恶劣环境中的应用。

【计算机测控】LAST

7.2 计算机测控系统的设计
• • • • • 7.2.1 系统设计的基本要求
1. 系统的可靠性要高 2. 系统的可维护性要好 3. 系统的可扩充性要好
• • • • • • • • • •
7.2.2 系统设计的一般步骤 1. 确定系统任务 2. 选择计算机及其外围设备选择的计算机及外围设备一般要考虑以下几点：（1）字长（2）速度（3）内存容量（4）中断能力（5）外围接口（6）外部设备
第五章自动校准和自检
• 5.1 误差校准和自检
•
• • • • •
5.1.1 测控系统的系统误差及其校准
校准有两种不同的实现方法：（1）根据系统误差的变化规律（2）准确度等级高的仪器 ①采用同类型的准确度高的标准仪器（见图5－1） ②采用准确度高的可步进调节输出值的标准信号源（见图5－2）
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3. 系统的其它要求（1）环境要求，如： ①系统的湿度指标 ②系统的温度指标 ③系统的抗振、冲击、防尘、防电磁干扰指标 ④系统对电源电压、电源频率的允许波动范围 ⑤系统的接口方式、电磁兼容性指标（2）系统的体系结构要求。内容包括： ①系统的物理结构 ②系统的控制体系 ③系统的通信方式（3）系统的可靠性（4）系统的可维护性
• 5.1.3 测控系统故障的自检 • 测控系统的自检，主要是针对下列部件： • （1）数字电路部件 • （2）模拟电路部件 • （3）测控系统自检采用下面几种方式： • ①开机自检 • ②周期性自检 • ③连续监控
• 5.3 测控系统的抗干扰技术
• • • • • • • • • • • • 5.3.1 测控系统中常见的干扰（1）内部于扰（2）外部干扰。 2.按干扰出现的规律（1）固定于扰（2）半固定干扰（3）随机干扰 3从干扰产生和传播的方式划分（1）静电干扰静电干扰如图5－11所示（2）磁场耦合干扰磁场耦合干扰如图5－12所示

计算机测控技术.ppt

在系统中，计算机只能处理数字信号，因而给定值和反馈量要先经过A/D。当计算机接收了测量信号后，根据需要作分析处理；控制中，依给定量和反馈量的偏差值，按某种控制规律进行运算(如PID运算)，计算结果(数字信号)再经过D/A转换器，将数字信号转换成模拟控制信号输出到执行机构，完成对系统的控制作用。
计算机测控技术
退出
第1章绪论
本章主要介绍计算机测控制的一般概念，计算机测控系统的组成、分类、特点及其典型应用和发展。
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1.1 计算机测控系统的组成及特点
1.1.1 一般概念
模拟式自动控制系统也已达到相当完善的程度。但它的进一步发展受到了限制，在复杂控制规律的实现系统的最优化、可靠性等方面已不能满足更高的要求。
序、信号分析、控制量计算程序、生产过程监控程序等。
1.2 计算机在控制中的典型应用方式
一、操作指导控制系统(见图1-3)
在操作指导控制系统中，计算机的输出不直接用来控制生产对象。计算机只是对生产过程的参数进行采集，然后根据一定的控制算法计算出供操作人员参考、选择的操作方案、最佳设定值等，操作人员根据计算机的输出信息去改变调节器的设定值，或者根据计算机输出的控制量执行相应的操作(如直接改变阀门开度) 。
在DDC系统中的计算机参加闭环控制过程，它不仅能完全取代模拟调节器，实现多回路的 PID(比例、积分、微分)调节，而且不需改变硬件，只需通过改变程序就能实现多种较复杂的控制规律，如串级控制、前馈控制、非线性控制、自适应控制、最优控制等。
设定值计
接口
输入通道
检测
生
显示打印
算机
接口
输出通道
A/D
多路开关

计算机测控技术

一、填空题 (96分)1、现场总线的核心为（______）。

现场总线通讯协议模型为（______），分为（______）、（______）、（______）、（______）四层。

学生答案：总线协议##协议模型##物理层##数据链路层##应用层##应用层2、计算机系统的硬件组成有（______）、（______）、（______）、（______）、（______）五部分。

学生答案：控制对象（生产过程）##执行器##测量变送环节##输入/输出通道##数字调节器3、数据采集系统中常用的数字滤波有:（______）、（______）、（______）、（______）、（______）。

学生答案：中值滤波##算术平均值滤波##限幅滤波##限速滤波##一阶滞后滤波4、开关量输出信号驱动电路的构成方式有:（______）、（______）、（______）、（______）。

学生答案：大/中/小功率晶体管##可控硅##达林阵列驱动器##固态继电器5、开关量输入/输出通道由（______）、（______）、（______）三部分组成。

学生答案：接口逻辑##输入缓冲器和输出锁存器##I/O电气接口6、计算机控制系统控制过程的主要步骤有（______）、（______）、（______）三部分组成。

学生答案：实时数据处理##实时控制决策##实时控制及输出7、数据采集系统的三种工作方式为（______）、（______）和（______）。

学生答案：查询法##中断法##DMA法8、现场总线协议应用层又分为（______）、（______）两个子层。

FF总线中现场访问子层的三种虚拟关系为:（______）、（______）、（______）。

学生答案：现场总线访问子层##现场总线报文子层##发布者/接收者##客户/服务器##报告分发9、构成干扰的三个要素:（______）、（______）、（______）。

学生答案：干扰源##传输途径##干扰对象DCS的结构是一个分布式系统，从整体逻辑结构上讲，是一个分支树结构。

计算机测控技术与系统第3章计算机测控系统的控制技术课件

3.1 模拟控制器的数字化实现
在计算机测控系统中，既包含有数字信号，也包含有连续信号，是数字模拟混合系统，但是如果采样周期足够小并且计算机转换及运算字长足够大，那么在时间上的离散化效应和幅值上的量化效应可以忽略，此时的计算机测控系统就可以看成是一个连续系统，可以用连续系统的分析和设计方法来研究计算机测控系统的问题；但如果采样周期比较大，且量化效应又不能忽略，那么只能采用直接离散化设计方法来研究计算机测控系统的问题。
de dt
)
u0
u
Kpe
Kd
de dt
u0
很明显，这一项仅在误差变化期间才影响调节器输出，而用PI只能修正e的稳态值。
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实际上很少采用PD调节，常见的是PID调节，具体算式为
u
K
p
(e
1 Ti
edt
Td
de dt
)
u
0
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（2）模拟PID控制器的离散化
③ 从系统的控制品质方面考虑
一般来说，在计算机运算速度允许的情况下，采样周期越小，控制品质越高。通常在系统输出达到95％稳态值的过渡过程时间内，采样6~15次。
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7
④ 从计算机的工作量和回路成本方面考虑
大多数计算机测控系统是多回路控制系统，计算机的工作量很大，因此，采样周期应选择大一些。尤其是当控制回路较多时，应该使每个回路都有足够的计算时间。 T>=各个回路采样周期的和
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（3）模拟控制器D(s)的离散化根据选定的采样周期，选择合理的离散化方法将模拟控制
器D(s)离散化为数字控制器D(z) ，进而获得便于计算机编程的差分方程。

计算机测控系统概述课件

测控非电量对象
传感器
输入信号调理器
执行机构
输出信号调理器
计算机测控系统概述课件
计算机
显示器
电厂生产车间
计算机测控系统概述课件
计算机集中监控室
计算机测控系统概述课件
计算机测控系统概述课件
计算机测控系统概述课件
计算机测控系统概述课件
计算机测控系统概述课件
计算机测控系统概述课件
计算机测控系统硬件各部分功能描述
测控系统的演变
计算机测控系统概述课件
1、传统测控时代
被测参数
显示仪表
传统检测系统
计算机测控系统概述课件
被测控参数执行机构
显示器
传统手动控制系统
计算机测控系统概述课件
2、电气测控时代
被
测
参
传感器
数
调理电路模块
显示仪表
传感器检测系统
计算机测控系统概述课件
被
测
控参
传感器
数
调理电路模块
执行机构
计算机测控系统概述课件
1、被测控对象及其参数
1）环境特征； 2）参数类型； 3）测控要求
被
测控参
传感器
调理电路模块
输入通道
数
计
算
机
执行机构
控制电路模块
输出通道
计算机测控系统概述课件
2、传感器
1）选型；2）信号；3）量程；4）精度；5）环境
被
测控参
传感器
调理电路模块
输入通道
数
计算机Fra bibliotek执行机构
计算机测控系统概述课件
实时系统
❖ 实时系统是对外来事件在限定时间内能做出反应的系统。

040129计算机测控技术

《计算机测控技术》课程综合复习资料一、填空题1.若连续信号的最高频率为ωmax ，按采样定理要求采样频率ωs应大于（）。

答案：2ωmax2.采样定理的描述为：若信号的最高频率为fmax，只要采样频率f大于最高频率的（）倍，采样信号就能唯一复现原信号。

实际应用中，一般取f>5～10fmax。

答案：23.若系统欲将一个D/A转换器输出的模拟量参数分配至几个执行机构，需要接入（）器件完成控制量的切换工作。

答案:反多路开关4.DAC的分辨率指（）电压与最大输出电压之比答案：最小输出5.在10位A/D转换器中，设满量程为±5V，试写出模拟量为0V时，所对应的数字量为（）H。

答案:2006.在10位A/D转换器中，设满量程为±5V，试写出模拟量为-2.5V时，所对应的数字量为（）H。

答案:1007.由于计算机只能接收数字量，所以在模拟量输入时需经（）转换。

答案:D/A转换器8.ADC0809是一种带有8通道模拟开关的8位（）式A/D转换器。

答案：逐次逼近9.8位的A/D转换器分辨率为（）。

答案：1/(28-1)10.变送器输出的信号为（）或4～20mA的统一信号。

答案：0～10mA11.步进电机的（）指的是完成一个磁场周期性变化所需脉冲数。

答案：拍数12.步进电机的相数指的是（）。

答案：线圈组数13.按动力区分，执行机构最常用的类型是（）。

答案：气动型14.按动力区分，（）型的执行机构相对价格昂贵，体积较大。

答案：液动型15.DAC0832的工作方式有（）、单缓冲方式、双缓冲方式。

答案：直通方式16.微机的三总线是（）、地址总线、控制总线。

答案：数据总线17.计算机控制系统的监控过程包括三个步骤：（）、实时决策、实时控制。

答案：实时数据采集18.采样保持器可实现以下功能：在采样时，其输出（）输入；而在保持状态时，输出值不变。

答案：等于19.控制系统的（）指的是响应的最大偏移量与终值的差，与终值比的百分数。

计算机测控技术与系统第5章计算机测控系统的软件技术

（1）尽量用符号表示地址、I/O设备、常数或数字参数，这样使程序的可读性增强，也给程序的修改和扩充带来方便。
（2）避免使用容易混淆的字符，尤其是和助记符相近的字符尽量避免使用。
（3）程序模块不宜过大，以方便于系统调试。尽量做到每一功能对应一个功能模块，在系统调试时可分模块调试软件和硬件。
（4）程序模块尽量通用，这样程序的可移植性强。（5）重视程序的易读性，尽量多加注释语句，这样的程序易读性好可维护性强，同时给后续程序编制带来方便。
（2）实时性。实时性是工业生产过程的主要特性之一。测控系统要求软件应具有较强的实时性。
（3）多任务性。现代测控软件所面临的应用对象是较复杂的多任务系统，有效地控制和管理测控系统是工控软件主要的研究内容之一。
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（4）功能多样性。测控软件具有很强的数据采集与控制功能，不仅支持各种传统的模拟量、数字量的输入和输出，而且支持各类现场总线协议的智能传感器和仪表以及各种虚拟仪器，能够完成实时数据库、历史数据库、参数分析处理、数据挖掘、测控过程仿真、配方设计、系统运行优化和故障诊断等内容。
（5）智能化。测控软件智能化既为测控软件提供了智能决策，又为管理软件提供了有价值的数据。智能化是计算机工业的发展趋势。
（6）人机界面更加友好化。人机界面包括设计和应用两个方面，有丰富的画面和报表形式，操作指导信息丰富。友好的人机界面方便操作使用。
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（7）网络化集成化。测控软件系统建立在实时数据库和关系数据库之上，其基本内容是分布式数据库系统，网络技术的引入增强系统的可靠性，实现系统管控一体化。
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1. 应用程序设计的步骤与方法

计算机测控技术

+ 设定值反-
馈量
计算机
A/D
控制规律计算程序
D/A
执行被控机构对象被
控
量
检测装置
计算机控制系统基本框图
1.1.2 计算机控制系统的组成
操作台
打印机
I/O 接口
显示终端
I/O 接口
通用外围设备
I/O 接口
计
I/O
算
接口
机
主
I/O
机
接口
I/O 接口
主机及操 I/O接作台口电路
执行
产过程
图1-4 直接数字控制系统
三、监督计算机控制系统
监督计算机控制 (SupervisoryComputerContro1)系统简称SCC系统。在SCC系统中计算机根据工艺参数和过程参量检测值，按照所设计的控制算法进行计算，计算出最佳设定值直接传送给常规模拟调节器或者 DDC计算机，，最后由模拟调节器或 DDC计算机控制生产过程。SCC系统有两种类型，一种是SCC+模拟调节器，另一种是SCC+DDC控制系统。监督计算机控制系统构成示意图如图1-5所示。
二、芯片内没有有数据锁存器---通过并行或串行口相连。如：DAC1020, DAC1220等
2.2.1 MCS-51与DAC0832的接口
一、DAC0832的特点及结构原理分辨率：8位稳定时间：1us 供电电源：+5v---+15v
DAC0832是带有两级数据输人缓冲锁存器的8位D／A 转换器。其引脚如图所示。
序、信号分析、控制量计算程序、生产过程监控程序等。
1.2 计算机在控制中的典型应用方式

计算机测控技术与系统第1章计算机测控系统概述课件

图1.9 分布式控制系统结构图
在分布式控制系统中，按地区把微处理机安装在测量装置与控制执行机构附近，将控制功能尽可能分散，管理功能相对集中。这种分散化的控制方式能改善控制的可靠性。
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5.现场总线控制系统（FCS）
图1.10 现场总线控制系统结构图
从控制的角度看，FCS具有两个显著特点：（1）信号传输实现了全数字化。（2）实现了控制的彻底分散。
A／D转换及采样程序数字滤波程序
线性化处理程序
巡回检测程序
数据采集程序越限报警程序
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数据管理程序
事故预告程序画面显示程序
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1.4计算机测控系统的发展趋势
1.数字化数字化主要是指计算机技术的应用，特别是单片机
的高速发展，为测控系统的数字化提供了强有力的手段，从传感器到远程终端设备很多都实现了数字化控制。 2.智能化
1.1 测控系统的基本概念
1.现代测量技术
测量是采用各种方法获得反映客观事物或对象的运动属性的各种数据。
根据系统中被测量信号类型的不同，可以分为模拟式和数字式测量系统。
图1.1 模拟式测量系统
图1.2 数字测量系统
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2.现代控制技术
由经典控制系统可知，控制系统可以分为开环控制和闭环控制。开环控制是指控制装置与被控对象之间只有顺向作用而没有反向联系的控制过程，不具备自动修正的能力。
4.虚拟化虚拟仪器是随着计算机技术和现代测量技术的发展
而产生的一种新型虚拟化技术，代表着当今测控技术发展方向。
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本章内容结束
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计算机测控技术知识点.

第一章计算机控制系统概述1. 什么是计算机控制系统 ? 其工作原理是怎样的?2. 画图说明计算机控制系统的硬件由哪几部分组成?各部分的作用是什么?3. 计算机控制系统的软件起什么作用?4. 计算机控制系统中的实时性、在线方式和离线方式的含义是什么?实时、在线方式和离线方式的含义是什么?5. 计算机控制系统的典型形式有哪些 ? 各有什么优缺点 ?6. 计算机控制装置可以分成哪几种类型 ?7. 简述计算机控制系统的发展概况。

8. 讨论计算机控制系统的发展趋势。

1. 画图说明模拟量输出通道的功能、各组成部分及其作用。

2. D/A转换器的性能指标有哪些?3. 用 8位 DAC 芯片组成双极性电压输出电路,输出电压范围为 -5V--+5V,求对应下列偏移量的输出电压:(1 80H ; (2 01H ; (3 7FH ; (4 40H ; (5 FFH ; (6 FEH4. 请分别画出 D/A转换器的单极性和双极性电压输出电路, 并分别推导出输出电压与输入数字量之间的关系式5. 试用 DAC0832芯片设计一个能够输出频率为 50Hz 的方波电路和程序。

6. DAC0832与 CPU 有哪几种连接方式?他们在硬件接口及软件程序设计上有何不同?7. 为什么高于 8位的 D/A转换器与 8位危机接口连接时必须采用双缓冲方式?这种双缓冲方式与 DAC0832的双缓冲方式在接口上有什么不同?8. 试用 8255A 与 DAC1210设计一个 12位的 D/A转换接口电路,并编写出程序(8255A 的地址为 8000H ~8003H1. 画图说明模拟量输出通道的功能、各组成部分及其作用。

2. 请分别画出一路有源 I/V 变换电路和一路无源 I/V 变换电路图,并分别说明各元器件的作用。

3. 试用 CD4051设计一个 32路模拟多路开关,要求画出电路图并说明其工作原理。

4. 采样有几种方法?采样周期越小越好吗?为什么?5. 采样保持器的作用是什么?是否所有的模拟量输入通道中都需要采样保持器? 为什么?6. 简述逐次逼近式、双积分式和电压 /频率式的 A/D转换原理。

计算机测控技术复习课

单元电路的级联设计
阻抗匹配：负载输入阻抗/信号源输出阻抗电流匹配、电压匹配、功率匹配
信号耦合方式：（１）直接耦合（２）阻容耦合（３）变压器耦合（４）光电耦合
测控系统人机接口

LED显示器
6-1
测控系统人机接口
LED显示器的静态显示方式 LED显示器的动态显示方式键盘输入防抖动设计矩阵式键盘的扫描输入法矩阵式键盘的反转输入法
数字量输入通道
数字量输入通道的信号调理
作为数字量输入的状态信号可能有电压、电流、开关的触点等多种形式，容易引起瞬时高压、过电压、接触抖动等现象。为了将外部状态信号输入到计算机，必须对现场输入的信号进行转换、保护、滤波、隔离等措施转换成计算机能够接收的逻辑信号，完成这些功能的电路称为信号调理电路。与模拟量输入调理的功能区别——主要考虑抗干扰能力与可靠性，而不是精度
D3 2R I3 节点3
Vout = －B*（Vi/16）
B=b3*8+b2*4+ b1*2+ b0*1
I
Vi
采用D/A构成程控放大器应用

采用DAC7520十位D/A转换器构成9~9.999倍程控转换器，步进量为0.001
IOUT1 R =(1024/1000)*R
F
VOUT
IOUT2
+
D0 R R 2R I0 节点0 R
n log2 (1
max
min
y
)
1 1 （2）分辨率定义为：D n n 2 1 2 1 0.0039215 例如8位A/D 分辨率为：D 8 2 1
1 n 如果要求分辨率D0 求A/D转换器的字长： log2 (1 ) D0

计算机测控技术5-1(04-12)

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向单片机输入开关信号,就能对红外光线进行控制。根据发光二极管与接收三极管的不同位置设计的开关接口电路，可以应用于计数、位置状态、转速等多方面的测试。图3.4是转速测量电路。
图3.4 光电传感器在转速测量中的应用
带透光方孔的转盘与要测量转速的传动轴相连结，轴转动时，带动带透光方孔的转盘一起转动，使红外接收三极管断续地接收到发光二极管发出的红外光，在其输出端产生一系列脉冲电平信号，单片机通过对输入的脉冲电平信号进行计数，就可以测量出该转动装置的转速了。设转速为S，转动盘上有N个方孔，单片机在l秒钟内的计数值为 M，则S=M/N(转/秒)。很显然，N值越大，测量的转速越精确。
2. 简单输出接口
计算机与设备的状态指示灯、继电器等电气的连接需要通过并行输出接口实现。由于计算机的输出信号只有在执行输出指令的瞬间被加载到数据总线上，因此必须将信号锁存才能控制外部备，也就是在数据总线与被控设备之间需要使用锁存器，如图5-5所示。以PC总线为例，用计算机控制LED指示灯的亮灭，指示灯由三极管驱动，三极管基极加高电平时，三极管导通， LED指示灯亮；基极为低电平时，三极管截止，LED指示灯灭。
当CPU对端口port执行读操作时，读取开关S1~S8的状态， S 闭合时输入为0， S断开时输入为1，通过判断每位0与1的状态，即可获得对应的开关S的状态。汇编语言输入程序如下：
MOV DX， port IN AL， DX
C语言输入程序如下： data = importb (port)
由此设计的地址译码电路见图5-1。图中对应状态为0的
地址线经过一个非门
后连到与非门的输入端，而状态为1的地址线直接和与非门的输入端连接。由于AEN参加译码，并且在CPU进行I/O端口操作时为低电平，因此将其通过非门也同时接入与非门。这样，当地址线状态正好为2FCH时，与非门的输出为低电平。

计算机测控(1)

计算机测控1、工业控制计算机系统简称工控机系统，有时也简称工业计算机控制系统。

2、平均无故障时间（MTBF）衡量一个系统的可靠性，越大越好；平均修复时间（MTTR）越小越好。

3、工业控制计算机的分类（按功能）：数据采集系统、直接数字控制系统（DDS）、计算机监督控制系统（SCC）、分级控制系统、集散控制系统（DCS）及现场总线控制系统（FCS）4、接口是计算机与外部设备或工业控制设备交换信息的中间电路。

按照信息的流向可以将接口分为输入接口和输出接口；按照信息的传输格式可以将接口分为串行接口和并行接口。

计算机常用接口规范包括串行通信口（RS—232/485/422）、打印机并口、磁盘驱动器接口、VGA接口及USB接口等。

5、面向字符的异步通信格式：P18 图2.1例：4800bps 起始位D0~D7 停止位1 8 14800/(1+8+1)=480字符/秒6、P19 表2.17、P24 图2.11 9针D型插座接2、3、5三根线8、在长距离传输或工作环境有干扰时，应在RS—485总线的始端和末端加入终端匹配电阻和驱动器保护电阻，以减少终端反射和削弱干扰信号。

RS—485通信网络中，主站可以和各从站进行点对点通讯，也可以对所有从站进行广播式通讯。

10、210=1K ，【20根地址线】220=1M，230=1G，224=16M11、常用ISA总线（有“#”的信号为低电平有效）P42 图2.19CLK:6.0MHz时钟信号，周期为167ns.ALE:地址锁存起动信号，降沿有效。

A0~A15:地址线IOR#:I/O读命令信号，低电平有效。

D0~D7:数据线IOW#:I/O写命令，低电平有效。

AEN:DMA传输允许信号。

高电平时，应使I/O通道与微处理器和其他设备脱开，以便执行DMA传送。

当该信号有效时，DMA控制器就取得了对地址总线、数据总线、和读写命令线（存储器和I/O）的控制权。

ISA总线上的过程板卡，应工作在AEN为低电平期间。

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