微型计算机控制系统的硬件组成_微型计算机控制器的组成-程序员宅基地
技术标签： 嵌入式
微型计算机控制系统的硬件组成
微型计算机控制系统主要有主机CPU、接口电路及外部设备组成。不同的控制器硬件组成不同，但一般都可以根据需求进行扩展。
1、CPU
微型处理器是整个控制系统的指挥部，通过结构及软件可向系统的各个部分发出各种号令，对被测参数进行巡回检测、数据处理、控制计算、报警处理及逻辑判断等操作。因此，主机是微型控制系统的重要组成部分，主机的选用将影响到系统的功能机接口电路的设计等。由于单片机的种类繁多，功能各异，因此在选择单片机作为CPU时，对接口电路的设计必须要高度重视。
2、I/O接口
I/O接口是主机与被测对象进行信息交流的主要纽带。主机通过I/O接口与外部设备进行数据交换。目前，绝大多数I/O接口电路都是可编程的，及他们的工作方式可以由程序控制。目前工业型单片机的接口有：①并行接口，如8155接口和8255接口；②串行接口，如8251；③直接数据传送接口，如8237；④中断接口，如8259；⑤定时器/计数器接口，如8253等。由于计算机只能接收数字量，但是大部分传感器采集到的都是模拟信号，如电压、温度、流量等，因此为了实现此功能还必须将模拟信号转换成数字信号，及A/D转换。
3、通用外部设备
通用外部设备是为了扩大主机的功能而设置的，主要用来显示、打印、存储及传送数据。目前已有许多专业厂家生产各种各样的通用外部设备，如电传打印机、CRT显示终增、纸带打孔机、纸带读入机、卡片读入机、声光报警器、磁带机、磁盘驱动器、光盘驱动器和扫描仪等。这些设备就像微型机的眼、耳、鼻、舌和四肢样，大大扩充了主机的功能。
4、检测元件及执行机构
在微型机控制系统中，为了对生产过程进行控制，首先必须对各种数据.如温度、压力、流量、液位和成分等进行采集。为此，必须通过检测元件，即传感基把非电量参数转换成电量.如热电偶可以把温度转换成mV信号:压力变换器可以把压力转变成电信号，这些信号经变换器转换成统一的标准信 号(0-5V或4~ 20mA) 后，再送入微型机。因此，检测元件精度的高低，直接影响到微型机控制系统的精度。
此外，为了控制生产过程，还必须有执行机构。它们的作用就是控制各参数的流入量。例如，在温度控制系统中，根据温度的误差来控制进入加热炉的煤气(或油)量:在水位控制系统中控制进入容器的水的流量。执行机构有的采用电动、气动或液压传动控制，也有采用电机、步进电机及可控硅元件等进行控制。关于这部分内容将在第4章详细介绍。
5、操作台
操作台是人机对话的联系纽带。通过它人们可以向计算机输入程序，修改内存的数据，显示被测参数，以及发出各种操作命令等。它主要由以下4部分组成。
(1)作用开关。如电源开关、数据及地址选择开关及操作方式(如自动或手动)选择开关等。通过这些开关，人们可以对主机进行启停操作、设置和修改数据，以及修改控制方式等。作用开关可通过接口与主机相连。
(2)功能键。设置功能键的目的主要是通过各种功能键向主机申请中断服务，如常用的复位键、启动键、打印键和显示键等。此外，面板上还有工作方式选择键，如连续工作方式或单步工作方式。所有这些功能键通常以中断方式与主机进行联系。
(3) LED数码管及CRT显示。它们用来显示被测参数及操作人员感兴趣的内容。随着微型机控制技术的发展，CRT显示的应用越来越普遍。它不但可以显示数据表格，面且能够显示被控系统的流程总图、棒状指示图、开关状态图、时序图、变量变化趋势图、调节回路指示图、表格式显示，以及报警、索引等。
(4)数字键。用来送入数据或修改控制系统的参数。
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本文学习自教学课本：微型计算机控制系统（第2版）网络资源版。主编：潘新民、王燕芳
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