第7章工业控制微型计算机

1、微型计算机原理 与汇编语言程序设计,杨 立 邓振杰 荆淑霞 制作欢迎使用,微型计算机原理与汇编语言程序设计 课程简介及要求,1. 课程性质及教学目的微型计算机原理与汇编语言程序设计是工科计算机及其相关专业的一门重要的专业技术基础课程。本课程帮助学生掌握微型计算机的硬件组成及使用；学会运用汇编语言进行程序设计；树立起计算机体系结构的基本概念；为后继的软、硬件课程做好铺垫。,微型计算机原理与汇编语言程序设计 课程简介及要求,2. 课程教学安排 教学参考学时：8090学时 其中实验学时：1620学时 考试形式：笔试+上机实践操作 3。

2、第5章 微型计算机和 外设的数据传输,闽蚂戚泰巡抑饺晕观肢壳鸿推悲鞠荡咕困及砒昆盂帽役茎拌源括梳舶钦涂微型计算机技术及应用 第5章 微型计算机和外设的微型计算机技术及应用 第5章 微型计算机和外设的,本章重点:,1、 接口电路的功能; 2 、接口部件和I/O端口; 3 、CPU和外设之间的三种数据传输方式、各自优缺点和使用场合; 4 、中断传输方式的原理和可屏蔽中断的响应过程;5 、DMA方式的原理和DMA控制器的功能;,事堕联乐稼种话彤终所邓俭勾逃貉处次醛馏托持傣卒转钱点新痛焙欧框茧微型计算机技术及应用 第5章 微型计算机和外设的微型计算。

3、第1章 微型计算机概述,1.1 计算机的基本结构和工作原理 1.2 微型计算机系统 1.3 微型计算机的发展历程与应用 1.4 微型计算机的基本特点与主要性能指标,1.1 计算机的基本结构和工作原理,1.1.1 计算机的基本结构 1.1.2 计算机的基本工作原理,1.1.1 计算机的基本结构,冯诺依曼结构计算机的主要特点包括： 计算机由运算器、存储器、控制器和输入/输出五个部件组成。 存储器以二进制形式存储指令和数据。 存储程序工作方式：存储器一维线性编址，按址存取，指令从存储器逐条取出，串行执行。,冯诺依曼计算机的基本结构,1.1.2 计算机的基本工作。

4、第1章 微型计算机基础,NUIST,主要内容,微型计算机发展概述,微型计算机系统的组成、 结构与工作过程,常用数制与编码表示方法,微型计算机中 数据的表示方法,1.1 微型计算机发展概述,1.1.1 微型计算机的发展,微型机的发展是以CPU的发展来表征的 第一代（1971年开始）4位和低档8位微处理器时代,1.1.1 微型计算机的发展,微型机的发展是以CPU的发展来表征的 第二代（1973年开始）8位微处理器时代,1.1.1 微型计算机的发展,微型机的发展是以CPU的发展来表征的 第三代（1978年开始） 16位微处理器时代,1.1.1 微型计算机的发展,微型机的发展是以CPU。

5、第1章 微型计算机简介,本章要点 微型计算机发展历史 微型计算机系统的组成 微型计算机的硬件结构 微型计算机的分类,1.1 微型计算机发展简介 1.1.1 微型计算机的诞生,第一台微型计算机 1974年，罗伯茨用8080微处理器装配了一种专供业余爱好者试验用的计算机“牛郎星”（Altair）。,2. 第一台真正的微型计算机 1976年，乔布斯和沃兹尼克设计成功了他们的第一台微型计算机，装在一个木盒子里，它有一块较大的电路板，8KB的存储器，能发声，且可以显示高分辨率图形。 1977年，沃兹尼克设计了世界上第一台真正的个人计算机Apple，并“追认”他。

6、第1章 微型计算机概述,微型计算机具有体积小、重量轻、功能强、可靠性高、价格低廉等一系列优点，已被广泛应用于社会生活的各个领域。人们已经越来越依赖于计算机的高速运算、高可靠性和海量存储，越来越依赖功能完善、便捷易用的各类软件，以及连接全球的计算机网络等等。,1.1 微型计算机的基本结构 1.2 微型计算机的应用 1.3 微型计算机的发展,1.1 微型计算机的基本结构,1.1.1微型计算机系统的基本构成微型计算机系统一般由主机硬件、软件、输入设备和输出设备等四部分组成，如图1-1所示。,1、主机硬件,图1-2 微机主机基本结构,2、软件。

7、第6章 输入/输出和中断,6.1 输入/输出信息的传送方式 6.2 中断的概念 6.3 8086/8088CPU中断系统 6.4 可编程中断控制器8259A 6.5 可编程DMA控制器8237A,6.1 输入输出信息的传送方式,6.1.1 输入输出的概念输入输出（Input/Output，即I/O）是指计算机与外部输入输出设备进行信息交换的过程。,6.1.2 输入输出信息的种类数据信息状态信息控制信息,6.1.3 CPU与外设的连接,为了实现外设与CPU之间的信息传送匹配，接口电路应具有以下功能。 1、锁存功能 2、隔离作用 3、变换作用 4、联络作用,6.1.4 CPU对外设的编址 1、端口与主存储器单元统一编址。

8、1,微机原理与接口技术,王富东 陈蕾 主编苏州大学出版社课件制作： 陈蕾 Email: chenleisuda.edu.cn Tel: 0512-67165385,2,第一章 绪 论,1.1 微型计算机简介 1.2 计算机的数制及编码 1.3 数据在计算机中的存储方式,3,1.1 微型计算机简介,一、微型计算机的发展 二、微型计算机的应用 三、微型计算机的基本组成 四、微型计算机的主要性能指标,4,1.1 微型计算机简介,一、微型计算机的发展第一阶段：19461957年，电子管 第二阶段：19581964年，晶体管 第三阶段：19651970年，中小规模集成电路（IC, integrated circuit） 第四阶段：1971年至今。

9、1.1 概述 1.2 微型计算机系统 1.3 计算机中的数制及其转换 1.4 计算机中数与字符的编码 1.5 非数值数据的二进制编码 习题与思考题,第1章 微型计算机基础,ENIAC 1946年2月15日，世界上第一台通用数字电子计算机ENIAC研制成功，承担开发任务的“莫尔小组”由四位科学家和工程师埃克特、莫克利、戈尔斯坦、博克斯组成，总工程师埃克特当时年仅24岁。 ENIAC：长30.48米，宽1米，占地面积170平方米，30个操作台，约相当于10件普通房间的大小，重达30吨，耗电量150千瓦，造价48万美元。它使用18000个电子管，70000个电阻，10000个电容，1500个继。

10、在线教务辅导网： http:/www.shangfuwang.com 更多课程配套课件资源请访问在线教务辅导网2018/5/5 1第 9章 微型计算机控制系统应用实例 9.1 微型机在煤气表机心负压试漏中的应用 9.2 微型机在阀门定位器中的应用9.3 IC卡智能煤气表的设计9.4 微型机实现电加热锅炉系统的自动控制9.5 单片机与微机 RS-485通信9.6 微机控制的公共汽车自动报站系统9.7 温度控制系统的设计2018/5/5 29.1.1 煤气表机心负压试漏原理首先，把煤气表出气口密封住，然后打开控制负压的电磁阀，这时高速流动的压缩空气，经负压阀产生负压，把表内的气体往外抽，表内。

11、在线教务辅导网： http:/www.shangfuwang.com 更多课程配套课件资源请访问在线教务辅导网2018/5/5 1第 3章 微型计算机控制系统的常用控制算法 3.1 数字滤波与数据处理 3.2 数字控制器的设计方法 3.3 数字 PID控制器的设计 3.4 最少拍控制算法 3.5 大林控制算法 3.6 模糊控制 2018/5/5 23.1 数字滤波与数据处理3.1.1 数字滤波数字滤波能够克服模拟滤波器的不足，它与模拟滤波器相数字滤波能够克服模拟滤波器的不足，它与模拟滤波器相比有以下优点：比有以下优点： 数字滤波不需要硬件设备，可靠性高，稳定性好，各回路之间不存在阻抗匹配等。

12、第6章 半导体存储器,主要内容: 存储器及半导体存储器的分类 随机读写存储器（RAM） 只读存储器（ROM） 存储器的扩展,6.1 存储器及半导体存储器的分类,存储器是计算机用来存储信息的部件。 6.1.1 存储器的分类 按存取速度和用途可把存储器分为两大类：内存储器和外存储器。 内存：把通过系统总线直接与CPU相连的存储器称为内存储器，简称内存。 特点：具有一定容量、存取速度快，且掉电数据将丢失。 作用：计算机要执行的程序和要处理的数据等都必须事先调入内存后方可被CPU读取并执行。,外存：把通过接口电路与系统相连的存储器称为外存储。

13、第7章 微型计算存储器,7.1 概述 7.2 随机存取存储器 7.3 只读存储器 7.4 微机内存区域划分 7.5 存储器与CPU的连接,存储器,CPU,7.1 概述,7.1.1 半导体存储器的分类 7.1.2 半导体存储器的结构 7.1.3 半导体存储器的主要性能指标 7.1.4 存储器的分级结构存储器分为两大类：内部存储器和外部存储器。 本章主要介绍内存，内存由半导体存储器构成，因此本章重点介绍半导体存储器的工作原理、特点和半导体存储器的扩展技术。,7.1.1 半导体存储器的分类,根据存取方式的不同，半导体存储器可分为随机存取存储器RAM和只读存储器ROM两类。随机存取存。

14、7.3 设 AX=1122,BX=3344H,CX=5566H,SS=095BH,SP=0040H,下述程序执行后AX，BX，CX，DX 4 个通用寄存器内容是多少？画出堆栈存储器的物理地址及存储内容和 SP 指向的示意图。PUSH AXPUSH BXPUSH CXPOP BXPOP AXPOP DX参考答案：(BX)=5566H, (AX)=3344H, (DX)=1122H，(CX)=5566H堆栈段物理地址=SS*16(左移 4 位)+SP7.4 设 SP=0040H,如果用进栈指令存入 5 个数据，则 SP=0036H ，若用出栈指令取出两个数据，则 SP=003AH 。7.5 将表中程序段各指令执行后 AX 的值用十六进制数填入表中参考答案：程序段 AX 程序段 AXMOV AX,0 0 OR AX,3FDFH BFDF。

15、第七章 微型计算机中断系统,7-1 概述,一、中断概念,当CPU正常运行程序时，由于微处理器内部事件或外设请求，引起CPU中断正在运行的程序，转去执行请求中断的外设（或内部事件）的中断服务子程序，中断服务程序执行完毕后，再返回被中止的程序，这一过程称为中断。,1. 中断源,2. 中断响应,3. 中断向量表,4. 中断优先级,5. 中断屏蔽,二、中断分类,8086/8088有一个强有力的中断系统，可以处理256种不同的中断。 8086/8088系统上的中断源如图7-1所示。,以产生中断的方法来分类，256种中断可以分为两大类：外部中断和内部中断。,外部中断也称为。

16、第七章 多微处理机控制系统,第一节 概 述,第二节 多微处理机控制系统的结构形式,第三节 多微处理机系统的通信,第四节 多微处理机控制系统的软件和控制,第五节 集散控制系统简介,第六节 多微处理机控制系统举例,第一节 概 述,一、多微处理机控制系统的定义及分类,多机系统泛指多微处理器系统和多计算机系统。,所谓多微处理机系统是指一个具有两个或多个微处理机并能相互进行通信以协同解决一个大的给定问题的微机系统；,二、多微处理机控制系统的优点,具有以下优点：,1有较高的处理速度 2提高系统的可靠性,3系统便于扩充和修改 4实现复杂分。

17、第5章 现代控制技术,在经典控制理论中，用传递函数模型来设计和分析单输入单输出系统，但传递函数模型只能反映出系统的输出变量与输入变量之间的关系，而不能了解到系统内部的变化情况。 在现代理论中，用状态空间模型来设计和分析多输入多输出系统，便于计算机求解，同时也为多变量系统的分析研究提供了有力的工具。,5.1 采用状态空间的输出反馈设计,设线性定常系统被控对象的连续状态方程为,采用状态空间的输出反馈设计法的目的是：利用状态空间表达式，设计出数字控制器D(z)，使得多变量计算机控制系统满足所需要的性能指标，即在控制。

18、第七章 工业控制微型计算机,7.1 工业控制计算机的特点 7.2 总线式工控机的组成结构 7.3 常用工控总线(STDVMEIPC工控机) 7.4 IPC的主要外部结构形式 7.5 IPC总线工控机内部典型构成形式 7.6 IPC总线工业控制计算机常用板卡介绍 习题,7.1 工业控制计算机的特点,1. 适应工业环境， 抗干扰能力强， 可靠性高工业环境条件恶劣，情况复杂，存在着高温、高湿、震动、粉尘等情况，电磁干扰源多且复杂，这些都会给控制系统造成极大的危害。 工业生产要求所使用的系统可靠性高，否则， 会造成巨大的损失。因此，IPC必须具有良好的抗干扰能力和很高的。