單片機控制系統(tǒng)設計
  在單片機系統(tǒng)中，總希望單片機能夠工作于*大頻率，以提高系統(tǒng)的實時處理能力。但單片機系統(tǒng)工作頻率越高，其耗電量及引起的電磁干擾也就越大，并且單片機工作頻率的選擇直接影響到RS232串行通訊。非凡是在51單片機系統(tǒng)中，RS232串行通訊的使用往往決定了系統(tǒng)時鐘選用，這使得在設計單片機系統(tǒng)時的靈活性大大降低。在很多情況下，希望設計出一個工作頻率可根據(jù)任務的輕得實時改變，并且能夠在各種工作頻率下進行RS232串行通訊的單片機系統(tǒng)，它既能滿足單片機的實時處理要求，又有利于降低系統(tǒng)的耗電量和電磁干擾。

   隨著材料科學、工藝技術、計算機技術的發(fā)展與進步，電路系統(tǒng)向著集成度極高的方向發(fā)展。CPU的生產(chǎn)制造技術，也朝著綜合性、技術性、實用性發(fā)展。如CPU的運算位數(shù)從4位、8位……到32位機的發(fā)展，運算速度從8MHz、32MHz……到1.6GHz。可以說是日新月異的發(fā)展著。其中單片機在控制系統(tǒng)中的應用是越來越普遍了。單片機控制系統(tǒng)是以單片機（CPU）為核心部件，擴展一些外部接口和設備，組成單片機工業(yè)控制機，主要用于工業(yè)過程控制。要進行單片機系統(tǒng)設計首先必須具有一定的硬件基礎知識；其次，需要具有一定的軟件設計能力，能夠根據(jù)系統(tǒng)的要求，靈活地設計出所需要的程序；第三，具有綜合運用知識的能力。*后，還必須掌握生產(chǎn)過程的工藝性能及被測參數(shù)的測量方法，以及被控對象的動、靜態(tài)特性，有時甚至要求給出被控對象的數(shù)學模型。

　　單片機系統(tǒng)設計主要包括以下幾個方面的內(nèi)容：控制系統(tǒng)總體方案設計，包括系統(tǒng)的要求、控制方案的選擇，以及工藝參數(shù)的測量范圍等；選擇各參數(shù)檢測元件及變送器；建立數(shù)學模型及確定控制算法；選擇單片機，并決定是自行設計還是購買成套設備；系統(tǒng)硬件設計〔1〕，包括接口電路，邏輯電路及操作面板；系統(tǒng)軟件設計，包括管理、監(jiān)控程序以及應用程序的設計，應用系統(tǒng)設計包含有硬件設計與軟件設計兩部分〔2〕；系統(tǒng)的調(diào)試與試驗。

　　確定單片機控制系統(tǒng)總體方案，是進行系統(tǒng)設計*重要、*關鍵的一步。總體方案的好壞，直接影響整個控制系統(tǒng)的性能及實施細則。總體方案的設計主要是根據(jù)被控對象的任務及工藝要求而確定的。設計方法大致如下：根據(jù)系統(tǒng)的要求，首先確定出系統(tǒng)是采用開環(huán)系統(tǒng)還是閉環(huán)系統(tǒng)，或者是數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。選擇檢測元件，在確定總體方案時，必須首先選擇好被測參數(shù)的測量元件，它是影響控制系統(tǒng)精度的重要因素之一。選擇執(zhí)行機構，執(zhí)行機構是微型機控制系統(tǒng)的重要組成部件之一。執(zhí)行機構的選擇一方面要與控制算法匹配，另一方面要根據(jù)被控對象的實際情況確定。選擇輸入/輸出通道及外圍設備。選擇時應考慮以下幾個問題：被控對象參數(shù)的數(shù)量；各輸入/輸出通道是串行操作還是并行操作；各通道數(shù)據(jù)的傳遞速率；各通道數(shù)據(jù)的字長及選擇位數(shù)；對顯示、打印有何要求；畫出整個系統(tǒng)原理圖。
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