第二章:應用系統(tǒng)的基本組成與設計內(nèi)容OUTLINE基本組成設計內(nèi)容綜述2023/2/61典型單片機應用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一、單片機應用系統(tǒng)的一般硬件組成溫度顯示調(diào)節(jié)器數(shù)字式超聲波探傷儀2023/2/62典型單片機應用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一、單片機應用系統(tǒng)的一般硬件組成

單片機用于工業(yè)測控時，其典型應用系統(tǒng)應包括:

單片機系統(tǒng);用于測控目的前向傳感器輸入通道;后向伺服控制輸出通道基本的人機對話通道。

大型復雜的測控系統(tǒng)是一個多機系統(tǒng)，還包括機與機之間進行通信的互相通道。2023/2/63變換器：各種傳感器的總稱，它采集現(xiàn)場的各種信號，并變換成電信號(電壓信號或電流信號)，以滿足單片機的輸入要求。現(xiàn)場信號有各種各樣，有電信號，如電壓、電流、電磁量等；也有非電量信號，如溫度、濕度、壓力、流量、位移量等，對于不同物理量應選擇相應的傳感器。傳感器的輸出信號一般是比較微弱的，要經(jīng)過放大處理后才能作為輸入信號。減少來自各種工業(yè)現(xiàn)場的干擾信號。實現(xiàn)一個A/D轉(zhuǎn)換器分時對多路模擬信號進行轉(zhuǎn)換。在單片機的控制下，在某一個時刻采樣模擬信號的值，并能保持該瞬時值，直到下一次重新采樣。模擬信號采集通道結(jié)構(gòu)一、單片機應用系統(tǒng)的一般硬件組成2023/2/65常見的傳感器介紹一、單片機應用系統(tǒng)的一般硬件組成電阻式遠傳壓力表感應式流量表稱重傳感器CCD傳感器2023/2/66常見的傳感器介紹一、單片機應用系統(tǒng)的一般硬件組成質(zhì)子旋進式磁敏傳感器壓阻式液位傳感器光敏傳感器溫度傳感器色彩傳感器.swf2023/2/672.后向通道的組成與特點道結(jié)構(gòu)一、單片機應用系統(tǒng)的一般硬件組成特點:

(1)后向通道是應用系統(tǒng)的輸出通道，大多數(shù)需要功率驅(qū)動。

(2)靠近伺服驅(qū)動現(xiàn)場，伺服控制系統(tǒng)的大功率負荷易從后向通道進入單片機系統(tǒng)，故后向通道的隔離對系統(tǒng)的可靠性影響很大。

(3)根據(jù)輸出控制的不同要求，后向通道電路有多種多樣，如模擬電路、數(shù)字電路、開關電路等，輸出信號形式有電流輸出、電壓輸出、開關量輸出及數(shù)字量輸出等。2023/2/69

模擬輸出通道一、單片機應用系統(tǒng)的一般硬件組成模擬量輸出通道是計算機輸出量（數(shù)字量）和被控對象的執(zhí)行機構(gòu)（模擬量）之間的橋梁。計算機一般通過模擬量輸出通道把輸出控制量送到執(zhí)行機構(gòu)（電、液、氣動）和其它伺服元件。以達到調(diào)節(jié)工業(yè)對象的目的，從而實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的控制。2023/2/610一、單片機應用系統(tǒng)的一般硬件組成

D/A單元：實現(xiàn)數(shù)字量向模擬量的轉(zhuǎn)換。

并行轉(zhuǎn)換方式：直接把數(shù)字轉(zhuǎn)換為電壓或電流信號。用連續(xù)的電壓電流信號去控制執(zhí)行機構(gòu)。

串行轉(zhuǎn)換方式。輸出脈沖串信號，主要用于控制步進電機，它將計算機送出的變成步進電機的旋轉(zhuǎn)角度。

將D/A輸出的弱信號轉(zhuǎn)換為滿足執(zhí)行機構(gòu)所需的控制信號

模擬輸出通道的作用2023/2/611一、單片機應用系統(tǒng)的一般硬件組成3.人機通道的結(jié)構(gòu)及其特點PC機除了主機以外還需要哪些部分呢？單片機電路有時候也需要鍵盤、顯示等外設。2023/2/613一、單片機應用系統(tǒng)的一般硬件組成

(1)由于通常的單片機應用系統(tǒng)大多數(shù)是小規(guī)模系統(tǒng)，因此，應用系統(tǒng)中的人機對話通道以及人機對話設備的配置都是小規(guī)模的，如微型打印機、功能鍵、LED/LCD顯示器等。若需高水平的人機對話配置，如通用打印機、CRT、硬盤、標準鍵盤等，則往往將單片機應用系統(tǒng)通過外總線與通用計算機相連，享用通用計算機的外圍人機對話設備。

(2)單片機應用系統(tǒng)中，人機對話通道及接口大多采用內(nèi)總線形式，與計算機系統(tǒng)擴展密切相關。

(3)人機通道接口一般都是數(shù)字電路，電路結(jié)構(gòu)簡單，可靠性好。3