機電一體化第七章機電一體化典型系統設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 一頁 ? (2) BASIC ? ① BASIC ? ② BASIC ? ③ BASIC語言采用解釋執行方式，是會話式的語言，便于人機 ? ④ BASIC語言是一種高級語言，功能較強，不僅可以用于數據采集，分析處理，數字計算，又能用于計算機控制程序的設計。 ? ⑤ BASIC語言接近于結構化語言。便于進行結構化程序設計。 ? ⑥ BASIC語言編寫操作界面，利用先進的操作系統軟件不方便。 ? BASIC語言具有學習方便，程序設計簡單等優點，但是它的版本太多，不夠規范，界面設計簡單，不能滿足現代計算機技術的 上一頁 下一頁 ? (3) C語言的特點 ? ① ? ② 運算符豐富。 C語言的運算符包含的范圍很廣泛，共有 34 ? ③ ? ④ 具有結構化的控制語句（如 if… else語句， while語句， switch語句， for語句）。利用函數作為程序的模塊單位，便于實現程序的 ? ⑤ C語言編程語法限制不太嚴格，程序設計自由度大。對于 C語言不很熟悉的人，設計 C ? ⑥ C語言程序設計允許直接訪問物理地址，能進行位操作，能夠實現匯編語言的大部分功能，可以直接對硬件進行操作。 C語言具有高級語言的功能，又具有低級語言的許多功能，可用來設計系統軟件， ? ⑦ ? ⑧ 用 C語言編寫的程序可移植性好。基本上不做修改就能用于各種型 ? ⑨ C語言設計，對設計人員要求較高。 上一頁 下一頁 ? (4) VC環境下的編程特點 ? ① VC環境下不僅是 C++語言的集成開發環境，而且與 Win32緊密相連，所以，利用 Visual C++開發系統可以完成各種各樣應用程序的開發。面向用戶的應用軟件都可以由 Visual C++來完成設計。 ? ② 界面設計友好，易于實現人機友好交互， VC的圖形編程功能強大，它能將工程應用中得到的數據進行繪圖，實時顯示數據波形，而且在同一個界面下，參看到原始波形的狀態又能看到經分析處理后的數據 ? ③ Visual C++強大的調試功能，為大型復雜軟件開發提供有效的 ? ④ 存盤功能也優于 C語言，它可以調用 Windows文件存入打開的通用對話框，實現數據存入（打開）在任意路徑下的文件，文件名也 ? ⑤ VC開發環境，可擴展性好，程序設計調試修改方便。 上一頁 下一頁 ? (5) VB ? ① VB ? ② 圖形界面的編制易于 VB，它提供許多有效的控件，不需要通 ? ③ ? ④ ? ⑤ 界面窗體是 VB的核心，所有的操作都在窗體上完成，直觀方便，窗體中所有控件的屬性，在控件屬性表中可以修改，不需要再編寫代碼。 上一頁 下一頁 ? 6. ? (1) ? ① 選用現成的微型機系統。 ? ② 利用單片機或個人計算機進行開發。 ? ③ 采用標準功能模塊構成系統。 ? ④ 從芯片級設計微機系統。 ? (2) I/O通道的選擇。 ? 選擇 I/O ? ① 被控對象參數的數量和種類及參數的范圍，如模入、模出、電壓 ? ② I/O ? ③ ? ④ ? ⑤ 上一頁 下一頁 (3) A/D、 D/A轉換器的選擇。 ? 根據設計技術要求，合理選擇 A/D、 D/A轉換器要注意以下主要指 ? ① A/D輸入信號通道。 2路、 4路、 8路、 12路、 16路、 32路、64 ? ② A/D采集頻率范圍。 200 kHz、 330 kHz、 500 kHz、 1 MHz、 10 MHz、 20 MHz、 40 MHz、 60 MHz、 100 MHz等； ? ③ A/D ? ④ A/D分辨率位數。 12位、 14位、 16位、 18位、 24 ? ⑤ A/D準確度。 %、 %、 %、 %、 2% ? ⑥ A/D工作方式。 DMA ? ⑦ A/D ? ⑧ D/A輸出通道數。 2路、 4路、 8路、 12路、 16 ? ⑨ D/A位數。 12位、 16位、 18位、 24 ? ⑩ D/A輸出電壓。 0～ 5 V、 177。 5 V、 177。 10 V 上一頁 下一頁 五、 計算機控制軟件設計 ? 1. 計算機控制算法的確定 ? 控制算法是多種多樣的，選用哪一種，主要取決于系統的特性。大部分機電系統可以采用最少拍調節或數字控制方法。 ? 2. ? ? (1) 確定外界信息獲取方式。首先要列出計算機可能接收的所有輸入 ? ① ? ② 輸入信號何時準備好，計算機如何知道它準備好了，該輸入是否 ? ③ ? ④ ? ⑤ ? ⑥ 如果數據中有錯怎么辦（它們可以是傳輸錯誤、數據不正確、順 ? ⑦ 輸入是否與其他輸入或輸出有關系？相互之間的控制關系。 上一頁 下一頁 ? (3) 確定信息處理方式。在數據處理階段，必須精確地決定，計算機 ? ① ? ② 時間約束條件有哪些（這些約束條件包括數據速率、延遲時間、 ? ③ 存在哪些存儲的約束條件？對程序存儲器和數據存儲器的容量和 ? ④ ? ⑤ ? ⑥ 上一頁 下一頁 ? (4) 確定錯誤處理方式。錯誤處理是許多計算機應用系統的一個重要內容，設計者必須為排錯及診斷故障做好準備。為此要確定的相關問 ? ① ? ② 最可能發生的是哪種錯誤？如果由人來操作，最常見的是人為差錯。其次是通信或傳輸錯誤，它們比機械、電氣、數字運算錯誤更為 ? ③ 哪些錯誤是最不易發現的？如何排除？例如干擾信號的影響等。 ? ④ 系統如何才能以最少的時間及數據損失來排除錯誤，并且記錄曾 ? ⑤ 哪些錯誤或故障會引起系統產生相同的不正常運作？怎樣才能把 ? ⑥ 哪些錯誤涉及系統的一些特殊過程？例如，發生控制錯誤是否要 ? ⑦ 為了幫助非專家的現場技術人員查找并排除故障，必須考慮設計 上一頁 下一頁 ? (5) 確定操作要求。任何檢測系統終歸要由操作人員來掌握和使用它，這必然涉及人與機器的相互作用問題。為此在設計及研制系統過程中 ? ① ? ② ? ③ ? ④ ? ⑤ ? ⑥ ? ⑦ ? ⑧ 故障發生時，系統能否給操作員以提示，使操作員能迅速排除故 上一頁 下一頁 ? 3. 軟件設計方法 ? (1) 軟件的總體結構。 ? ? ① 單個模塊結構的程序功能單一，易于編寫、調試、修改、調用、 ? ② 便于分工，可由多個程序人員同時進行編寫、調試，加快軟件研 ? ③ ? ④ ? ⑤ 使用頻繁的子程序可匯編成子程序庫，便于多個模塊調用。 ? (2) ? ① 每個模塊應具有獨立的功能，能產生明確的結果，例如存儲、顯 ? ② 模塊間的控制耦合應盡量簡單，模塊之間的數據耦合盡量少，控制耦合是指模塊進入和退出的條件和方式，數據耦合是指模塊間的信 ? ③ 模塊長度適中。若模塊太長，分析和調試比較困難；若過短則模 上一頁 下一頁 ? (3) “軟件 ” 的設計方法。 “ 自頂向下 ” 的軟件設計方法是： ? ① 對于每一個程序模塊，應明確規定其輸入、輸出和模塊的功