《計算機控制系統設計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《計算機控制系統設計(12頁珍藏版)》請在人人文庫網上搜索。

1、目錄一、計算機控制系統概述- 1 -1.1計算機控制系統定義- 1 -1.2計算機控制系統組成- 1 -二、模擬量輸入通道- 2 -2.1模擬量輸入通道作用- 2 -2.2模擬量輸入通道的結構組成- 2 -2.3各部分組成的作用- 3 -2.3.1信號變換器- 3 -2.3.2前置濾波器- 3 -2.3.3多路模擬開關- 3 -2.3.4前置放大器- 4 -2.3.5采樣保持器- 5 -2.3.6 AD轉換電路- 6 -三、模擬量輸出通道- 7 -3.1模擬量輸出通道結構- 7 -3.2 D/A轉換器- 7 -3.2.1 D/A轉換器DAC0832的結構特點- 7 -3.2.2 DAC0832。

2、的工作原理- 8 -四、實際仿真電路- 9 -一、計算機控制系統概述1.1計算機控制系統定義計算機控制系統(Computer Control System，簡稱CCS)是應用計算機參與控制并借助一些輔助部件與被控對象相聯系，以獲得一定控制目的而構成的系統。這里的計算機通常指數字計算機，可以有各種規模，如從微型到大型的通用或專用計算機。輔助部件主要指輸入輸出接口、檢測裝置和執行裝置等。與被控對象的聯系和部件間的聯系，可以是有線方式，如通過電纜的模擬信號或數字信號進行聯系；也可以是無線方式，如用紅外線、微波、無線電波、光波等進行聯系。被控對象的范圍很廣，包括各行各業的生產過程、機械裝置、交通工具、。

3、機器人、實驗裝置、儀器儀表、家庭生活設施、家用電器和兒童玩具等?？刂颇康目梢允鞘贡豢貙ο蟮臓顟B或運動過程達到某種要求，也可以是達到某種最優化目標。與一般控制系統相同，計算機控制系統可以是閉環的，這時計算機要不斷采集被控對象的各種狀態信息，按照一定的控制策略處理后，輸出控制信息直接影響被控對象。它也可以是開環的，這有兩種方式：一種是計算機只按時間順序或某種給定的規則影響被控對象；另一種是計算機將來自被控對象的信息處理后，只向操作人員提供操作指導信息，然后由人工去影響被控對象。1.2計算機控制系統組成計算機控制系統由控制部分和被控對象組成，其控制部分包括硬件部分和軟件部分，這不同于模擬控制器構成的。

4、系統只由硬件組成。計算機控制系統軟件包括系統軟件和應用軟件。系統軟件一般包括操作系統、語言處理程序和服務性程序等，它們通常由計算機制造廠為用戶配套，有一定的通用性。應用軟件是為實現特定控制目的而編制的專用程序，如數據采集程序、控制決策程序、輸出處理程序和報警處理程序等。它們涉及被控對象的自身特征和控制策略等，由實施控制系統的專業人員自行編制。 計算機控制系統通常具有精度高、速度快、存儲容量大和有邏輯判斷功能等特點，因此可以實現高級復雜的控制方法，獲得快速精密的控制效果。計算機技術的發展已使整個人類社會發生了可觀的變化，自然也應用到工業生產和企業管理中。而且，計算機所具有的信息處理能力，能夠進一。

5、步把過程控制和生產管理有機的結合起來(如CIMS)，從而實現工廠、企業的全面自動化管理。二、模擬量輸入通道2.1模擬量輸入通道作用模擬量輸入通道的任務：實現模擬量到數字量的轉換組成核心：A/D轉換器2.2模擬量輸入通道的結構組成模擬量輸入通道一般由I/V變換，多路轉換器、采樣保持 器、A/D轉換器、接口及控制邏輯等組成。 過程參數由傳感元件和變送器測量并轉換為電流(或電壓) 形式后，再送至多路開關；在微機的控制下，由多路開關將各 個過程參數依次地切換到后級，進行采樣和A/D轉換，實現過 程參數的巡回檢測模擬量輸入通道的任務是把從系統中檢測到的模擬 信號，變成二進制數字信號，經接口送往計算機。 。

6、傳感器：它是一種檢測裝置，能感受到被測量的信 息，并能將檢測感受到的信息，按一定規律變換成為 電信號或其他所需形式的輸出。是將生產過程工藝參 數轉換為電參數的裝置，大多數傳感器的輸出是直流 電壓(或電流)信號。為了避免低電平模擬信號傳輸帶來的麻煩，經常要 將測量元件的輸出信號經變送器變送，如溫度變送器、 壓力變送器、流量變送器等，將溫度、壓力、流量的 電信號變成 0 10mA。然后經過 模擬量輸入通道來處理。2.3各部分組成的作用2.3.1信號變換器把各種非電模擬信號變換為A/D轉換器能夠接受的電信號，如電流信號、電壓信號等，還可以根據需要對這些輸出信號值的變化范圍進行規范化，以便A/D轉換器。

7、處理。例如，電流信號幅度的標準變化范圍可以是010mA、420mA等；電壓信號幅度的標準變化范圍可以是040mA、05V、-55V、-1010V等。2.3.2前置濾波器考慮到通道輸入信號本身可能含有噪聲，或者在傳輸過程中受到了干擾的影響，可在模擬量輸入通道采樣及A/D轉換前加前置硬件濾波電路，以濾除輸入模擬信號中可能混有的高頻干擾。由圖2-1可以看出，信號變換器及前置濾波器兩個環節，可以根據每一路模擬信號的實際情況靈活設置。2.3.3多路模擬開關構成多回路控制系統，是計算機控制系統較之于模擬控制系統的獨特優點。在計算機控制系統中，往往是十幾路或幾十路模擬信號共用一只A/D轉換器，可以降低通道及。

8、系統的成本，提高A/D轉換器的利用率，這種情況下，必須利用多路模擬開關輪流切換各路被測控的模擬信號。本設計采用的多路模擬開關CD4051，是一種集成電路芯片，其結構及邏輯框圖如圖2-2所示。CD4051是具有16個引腳的集成電路芯片，如圖2-2所示，S7S0是8路模擬信號的輸入引腳，Sm是1路模擬信號的輸出引腳，/EN是芯片選擇信號輸入引腳，只有向其輸入低電平時，整個芯片才能工作，C、B、A接收3路地址信號，用以選擇8路模擬信號中的1路，芯片有2個電源引腳VDD和VEE，分別接+15V和-15V電源，還有一個接地引腳GND。需要特別注意的是，CD4051是允許雙向使用的，即既可用于選擇8路模擬。

9、信號中的1路輸入，也可以為1路模擬信號，從8個輸出通路中選擇1路輸出，一次，它也可以應用在模擬量輸出通道中。2.3.4前置放大器用于計算機控制系統中的放大器，與一般測量系統中的放大器相比，在高增益、高穩定性極強共模抑制比等方面的性能要求，沒有什么差別，所不同是的是，由于一般情況下，前置放大器可能會多路輸入共用，所以希望放大器的增益，可由計算機通過編程設置或改變，以適應各路信號變化范圍的要求，如圖2-3所示.2.3.5采樣保持器模擬量輸入通道的核心功能，就是對輸入的模擬量進行A/D轉換。在輸入模擬量值確定的情況下，A/D轉換器輸出的數字量也是確定的，但當A/D轉換器接收的模擬量隨時間變化，稱為模。

10、擬輸入信號，且變化很快時，則在A/D轉換的過程中，被轉換的信號量值就是不確定的，這種不確定性，會引起一定的孔徑誤差，為了減小孔徑誤差的影響，可在A/D轉換之前，利用采樣保持電路構成采樣保持器對輸入模擬信號進行采樣、保持操作。采樣保持器通常由保持電容、采樣開關及輸入、輸出緩沖放大器組成，保持電容上Ch上的電壓，即為采樣保持器的輸出電壓，輸入、輸出緩沖放大器的共同特點是，輸入電阻很大而輸出電阻很小。例如，LF398是常用的單片采樣保持器集成電路芯片，其原理如圖2-4所示。2.3.6 AD轉換電路本設計采用8位AD轉換器ADC0809。ADC0809是帶有8位A/D轉換器、8路多路開關以及微處理機兼。

11、容的控制邏輯的CMOS組件。它是逐次逼近式A/D轉換器，可以和單片機直接接口。圖2.6 AD0809原理圖由上圖可知，ADC0809由一個8路模擬開關、一個地址鎖存與譯碼器、一個A/D轉換器和一個三態輸出鎖存器組成。多路開關可選通8個模擬通道，允許8路模擬量分時輸入，共用A/D轉換器進行轉換。三態輸出鎖器用于鎖存A/D轉換完的數字量，當OE端為高電平時，才可以從三態輸出鎖存器取走轉換完的數據。三、模擬量輸出通道3.1模擬量輸出通道結構3.2 D/A轉換器3.2.1 D/A轉換器DAC0832的結構特點DAC0832是一種8位的D/A轉換器芯片，有兩路差動電流信號輸出，其數字量輸入端具有雙重緩沖。

12、功能，可由用戶按雙緩沖、單緩沖及直通方式進行線路連接，實現數字量的輸入控制，特別是用于要求幾個模擬量同時輸出的場合，與微處理器的接口非常方便。DAC0832的規格與參數如下：分辨率為8位；轉換時間約1us；輸入電平符合TTL電平標準；功耗為20mW。圖 8.2.1是集成D/A轉換芯片DAC0832(及DAC0830和DAC0831)的內部結構圖。圖8.2.2是其引腳圖。其內部包括一個8位輸入寄存器、一個8位DAC寄存器、一個8位D/A變換器和有關控制邏輯電路組成。其中的8位D/A變換器是如圖8.1.1所示的R-2R T形電阻網絡式的。這種D/A變換器在改變基準電壓VREF的極性后輸出極性也改變。所有輸入均與TTL電平兼容。3.2.2 DAC0832的工作原理四、實際仿真電路根據題目要求設計的計算機控制系統電路圖(proteus仿真)如下：五、學習心得本設計由于網上沒有相應的設計題資料可參考，設計時著實是個難處，參考書本上的知識，再網上查找各個器件的接口連接方法，逐步設計出電路圖，我們學習的匯編語言基礎不牢，程序一直調試未成功，仍在修改。這次小組合作設計，讓我體會到了做一件事的態度非常重要，就算能力有限，也要盡力做到最好。同時，給每個人的任務分配要合理，大家互相合作，一起研究，有問題提出來再討論解決，確保設計能順利完成。最后，感謝丁健老師一學期的辛苦教學。

《新程序員》：云原生和全面數字化實踐50位技術專家共同創作，文字、視頻、音頻交互閱讀

總結

以上是生活随笔為你收集整理的计算机控制系统如何设计,计算机控制系统设计的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。