运行控制系统接口设计方案（操作系统接口设计）

本篇文章给大家谈谈运行控制系统接口设计方案，以及操作系统接口设计对应的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔。 今天给各位分享运行控制系统接口设计方案的知识，其中也会对操作系统接口设计进行解释，如果能碰巧解决你现在面临的问题，别忘了关注本站，现在开始吧！

本文目录一览：

• 1、小车装卸料运行PLC控制系统设计
• 2、可编程控制器控制系统的设计基本过程
• 3、微机接口课程设计 交通灯控制系统设计
• 4、通用步进电机控制器设计(精通单片机汇编语言的朋友进)

小车装卸料运行PLC控制系统设计

卸料小车定位常采用刻度标尺精确定位系统（包含刻度标尺、APON无线定位、无源单双尺等），用来对卸料小车进行精确位置检测和远程自动控制。
武汉索尔德测控技术有限公司地处九省通衢的湖北省会城市武汉，主要研发生产销售移动搬运设备姿态检测用传感器，并提供基于恶劣环境下移动搬运设备的无人化远程控制操作，减少现场操作人员，保护工人身体健康，提高设备作业效率和整体生产效率，减少生产事故的发生，为整个智能制造提供基础保障，为万物互联提供基础数据。其中设备运维传感器产品已应用于上海洋山港四期全自动化码头、并远销美国长滩港、韩国釜山港等港口企业；位置检测传感器产品已应用于首钢、马钢、酒钢、宝武钢铁、邯钢等知名冶金企业，相关成功案例超过上百例。
申请成立了武汉索尔德测控技术有限公司党支部，深化学习国家重要科研指示精神。公司与北大、华科、武大等科研院所合作，已研发出多款涉及光机电集成的基础位置检测传感器，如：刻度标尺精确定位系统、格雷母线定位系统、APON无线定位测距仪、磁感直线位移系统、钢带编码系统、激光条码定位系统、无源编缆钢尺等多种位移检测产品；目前已取得二十几项专利技术、十几项软件著作权，并获得国家颁发的高新技术企业证书，并通过了ISO质量管理体系认证、职业健康安全管理体系认证、环境管理体系认证。员工平均99%拥有大学学历，多名专业研发人员均有超过十年的工作经验，工程技术人员能够快速适应各种工业现场，提供专业指导安装和调试服务。
未来，索尔德人满怀信心，将继续创业与梦想，用长远的规划、创新的产品、可靠的质量、诚信的服务打造索尔德品牌，将移动搬运设备远程操控和无人化系统拓展到更多领域，打造智慧综合分析管理平台，为中国智能制造提供有力基础数据，为提高劳动生产率、减轻劳动强度，实施"三化"即绿色化、信息化、智能化，及安全保障贡献一份力量。
我们做精做专，优化服务，客户的评价我们视为生命来对待！期待在最关键的时候为您提供最为全面的现场解决方案以及最完善的产品和服务。索尔德测控，与您共赢美好未来。
王经理1-3-1-6-3-2-1-2-3-0-5

可编程控制器控制系统的设计基本过程

系统设计的主要内容
（ 1 ）拟定控制系统设计的技术条件。技术条件一般以设计任务书的形式来确定运行控制系统接口设计方案，它是整个设计的依据运行控制系统接口设计方案；
（ 2 ）选择电气传动形式和电动机、电磁阀等执行机构；
（ 3 ）选定 PLC
的型号；
（ 4 ）编制 PLC
的输入 / 输出分配表或绘制输入 / 输出端子接线图；
（ 5 ）根据系统设计的要求编写软件规格说明书，然后再用相应的编程语言（常用梯形图）进行程序设计；
（ 6 ）了解并遵循用户认知心理学，重视人机界面的设计，增强人与机器之间的友善关系；
（ 7 ）设计操作台、电气柜及非标准电器元部件；
（ 8 ）编写设计说明书和使用说明书；
根据具体任务，上述内容可适当调整。
2 ． 系统设计的基本步骤
（ 1 ）深入了解和分析被控对象的工艺条件和控制要求
a ．被控对象就是受控的机械、电气设备、生产线或生产过程。
b ．控制要求主要指控制的基本方式、应完成的动作、自动工作循环的组成、必要的保护和联锁等。对较复杂的控制系统，还可将控制任务分成几个独立部分，这种可化繁为简，有利于编程和调试。
（ 2 ）确定 I/O
设备
根据被控对象对 PLC
控制系统的功能要求，确定系统所需的用户输入、输出设备。常用的输入设备有按钮、选择开关、行程开关、传感器等，常用的输出设备有继电器、接触器、指示灯、电磁阀等。
（ 3 ）选择合适的 PLC
类型
根据已确定的用户 I/O
设备，统计所需的输入信号和输出信号的点数，选择合适的 PLC
类型，包括机型的选择、容量的选择、 I/O
模块的选择、电源模块的选择等。
（ 4 ）分配 I/O
点
分配 PLC
的输入输出点，编制出输入 / 输出分配表或者画出输入 / 输出端子的接线图。接着九可以进行 PLC
程序设计，同时可进行控制柜或操作台的设计和现场施工。
（ 5 ）设计应用系统梯形图程序
根据工作功能图表或状态流程图等设计出梯形图即编程。这一步是整个应用系统设计的最核心工作，也是比较困难的一步，要设计好梯形图，首先要十分熟悉控制要求，同时还要有一定的电气设计的实践经验。
（ 6 ）将程序输入 PLC
当使用简易编程器将程序输入 PLC
时，需要先将梯形图转换成指令助记符，以便输入。当使用可编程序控制器的辅助编程软件在计算机上编程时，可通过上下位机的连接电缆将程序下载到 PLC
中去。
（ 7 ）进行软件测试
程序输入 PLC
后，应先进行测试工作。因为在程序设计过程中，难免会有疏漏的地方。因此在将 PLC
连接到现场设备上去之前，必需进行软件测试，以排除程序中的错误，同时也为整体调试打好基础，缩短整体调试的周期。
（ 8 ）应用系统整体调试
在 PLC
软硬件设计和控制柜及现场施工完成后，就可以进行整个系统的联机调试，如果控制系统是由几个部分组成，则应先作局部调试，然后再进行整体调试；如果控制程序的步序较多，则可先进行分段调试，然后再连接起来总调。调试中发现的问题，要逐一排除，直至调试成功。

微机接口课程设计 交通灯控制系统设计

C8255 EQU 203H ;8255 状态/命令口地址
P8255A EQU 200H ;8255 PA 口地址
P8255B EQU 201H ;8255 PB 口地址
P8255C EQU 202H ;8255 PC 口地址
DATA SEGMENT
DATA ENDS
STACK SEGMENT STACK
STA DW 50 DUP(?)
TOP EQU LENGTH STA
STACK ENDS
CODE SEGMENT
ASSUME CS:CODE,DS:DATA,ES:DATA,SS:STACK
START:
MOV DX,C8255 ;A口输出
MOV AL,80H
OUT DX,AL
PUSH CS
POP DS
CALL STATUS0 ;初始状态(都是红灯)
MLOOP: CALL STATUS1 ;南北绿灯,东西红灯
CALL STATUS2 ;南北绿灯闪转黄灯,东西红灯
CALL STATUS3 ;南北红灯,东西绿灯
CALL STATUS4 ;南北红灯,东西绿灯闪转黄灯
JMP MLOOP
STATUS0:
MOV AL,0F0H ;南北红灯,东西红灯
MOV DX,P8255A
OUT DX,AL
MOV BL,10
CALL DELAY ;延时1秒
RET
STATUS1:
MOV AL,05AH ;南北红灯,东西红灯
MOV DX,P8255A
OUT DX,AL
MOV BL,50
CALL DELAY ;延时5秒
RET
STATUS2:
MOV CX,3 ;绿灯闪3次
FLASH: MOV AL,050H ;南北红灯,东西红灯
MOV DX,P8255A
OUT DX,AL
MOV BL,3
CALL DELAY ;延时0.3秒
MOV AL,05AH ;南北红灯,东西红灯
MOV DX,P8255A
OUT DX,AL
MOV BL,3
CALL DELAY ;延时0.3秒
LOOP FLASH
MOV AL,0FAH ;南北红灯,东西红灯
MOV DX,P8255A
OUT DX,AL
MOV BL,10
CALL DELAY ;延时1秒
RET
STATUS3:
MOV AL,0A5H ;南北红灯,东西绿灯
MOV DX,P8255A
OUT DX,AL
MOV BL,50
CALL DELAY ;延时5秒
RET
STATUS4: ;南北红灯,东西绿灯闪转黄灯
MOV CX,3 ;绿灯闪3次
FLASH1: MOV AL,0A0H
MOV DX,P8255A
OUT DX,AL
MOV BL,3
CALL DELAY ;延时0.3秒
MOV AL,0A5H
MOV DX,P8255A
OUT DX,AL
MOV BL,3
CALL DELAY ;延时0.3秒
LOOP FLASH1
MOV AL,0F5H ;南北红灯,东西黄灯
MOV DX,P8255A
OUT DX,AL
MOV BL,10
CALL DELAY ;延时1秒
RET
DELAY PROC NEAR
PUSH CX
DL1: MOV CX,8000H
DL2: LOOP DL2
DEC BL
CMP BL,0
JNE DL1
POP CX
RET
DELAY ENDP
CODE ENDS
END START

通用步进电机控制器设计(精通单片机汇编语言的朋友进)

摘要：单片机控制技术应用十分广泛，其核心技术是单片机控制系统的设计。介绍了对单片机控制系统的构成、硬件设计、软件设计和系统调试等各环节并进行了讨论，根据工作经验给出了调试方法。
关键词：单片机；系统设计；系统调试��
随着材料科学、工艺技术、计算机技术的发展与进步，电路系统向着集成度极高的方向发展。CPU的生产制造技术，也朝着综合性、技术性、实用性发展。如CPU的运算位数从4位、8位
……到32位机的发展，运算速度从8 MHz、32 MHz……到1.6
GHz。可以说是日新月异的发展着。其中单片机在控制系统中的应用是越来越普遍了。单片机控制系统是以单片机（CPU）为核心部件，扩展一些外部接口和设备，组成单片机工业控制机，主要用于工业过程控制。要进行单片机系统设计首先必须具有一定的硬件基础知识；其次，需要具有一定的软件设计能力，能够根据系统的要求，灵活地设计出所需要的程序；第三，具有综合运用知识的能力。最后，还必须掌握生产过程的工艺性能及被测参数的测量方法，以及被控对象的动、静态特性，有时甚至要求给出被控对象的数学模型。
单片机系统设计主要包括以下几个方面的内容：控制系统总体方案设计，包括系统的要求、控制方案的选择，以及工艺参数的测量范围等；选择各参数检测元件及变送器；建立数学模型及确定控制算法；选择单片机，并决定是自行设计还是购买成套设备；系统硬件设计〔1〕，包括接口电路，逻辑电路及操作面板；系统软件设计，包括管理、监控程序以及应用程序的设计，应用系统设计包含有硬件设计与软件设计两部分〔2〕；系统的调试与试验。�
1单片机控制系统总体方案的设计
确定单片机控制系统总体方案，是进行系统设计最重要、最关键的一步。总体方案的好坏，直接影响整个控制系统的性能及实施细则。总体方案的设计主要是根据被控对象的任务及工艺要求而确定的。设计方法大致如下：根据系统的要求，首先确定出系统是采用开环系统还是闭环系统，或者是数据处理系统。选择检测元件，在确定总体方案时，必须首先选择好被测参数的测量元件，它是影响控制系统精度的重要因素之一。选择执行机构，执行机构是微型机控制系统的重要组成部件之一。执行机构的选择一方面要与控制算法匹配，另一方面要根据被控对象的实际情况确定。选择输入/输出通道及外围设备。选择时应考虑以下几个问题：被控对象参数的数量；各输入/输出通道是串行操作还是并行操作；各通道数据的传递速率；各通道数据的字长及选择位数；对显示、打印有何要求；画出整个系统原理图。
单片机控制系统中控制算法的选用一般有：
(1) 直接数字控制
当被控对象的数学模型能够确定时，可采用直接数字控制。所谓数学模型就是系统动态特性的数学表达式，它表示系统输入输出及其内部状态之间的关系。一般多用实验的方法测出系统的特性曲线，然后再由此曲线确定出其数学模型。现在经常采用的方法是计算机仿真及计算机辅助设计，由计算机确定出系统的数学模型，因而加快了系统模型的建立。当系统模型建立后，即可选定上述某一种算法，设计数字控制器，并求出差分方程。计算机的主要任务就是按此差分方程计算并输出控制量，进而实现控制。
(2) 数字化PID控制
由于被控对象是复杂的，因此并非所有的系统均可求出数学模型，有些即使可以求出来，但由于被控对象环境的影响，许多参数经常变化，因此很难进行直接数字控制。此时最好选用数字化PID（比例积分微分）控制。在PID控制算法中，以位置型和增量型2种PID为基础，根据系统的要求，可对PID控制进行必要的改进。通过各种组合，可以得到更圆满的控制系统，以满足各种不同控制系统的要求。例如串级PID就是人们经常采用的控制方法之一。
所谓串级控制就是第一级数字PID的输出不直接用来控制执行机构，而是作为下一级数字PID的输入值，并与第二级的给定值进行比较，其偏差作为第二级数字PID的控制量。当然，也可以用多级PID嵌套。�
2单片机系统硬件设计
尽管单片机集成度高，内部含有I/O控制线，ROM，RAM和定时/计数器。但在组成单片机系统时，扩展若干接口仍是设计者必不可少的任务。扩展接口有2种方案，一种是购置现成的接口板，另一种是根据系统实际需要，选用适合的芯片进行设计控制系统。就后一种而言，主要包括以下几个方面的内容。
基本系统的构成：一个独立的单片机核心系统，一般由时钟电路、地址锁存器电路、地址译码器、存储器扩展、模拟量输入通道的扩展、模拟量输出通道的扩展、开关量的I/O接口设计、键盘输入和显示电路等组成。
(1)存储器扩展
由于单片机有4种不同的存储器，且程序存储器和数据存储器是分别编址的，所以单片机的存储器容量与同样位数的微型机相比扩大了一倍多。扩展时，首先要注意单片机的种类；另一方面要把程序存储器和数据存储器分开。
(2)模拟量输入通道的扩展
主要有以下2个问题：一个是数据采集通道的结构形式，一般单片机控制系统都是多通道系统。因此选用何种结构形式采集数据，是进行模拟量输入通道设计首先要考虑的问题。多数系统都采用共享A/D和S/H形式。但是当被测参数为几个相关量时，则需选用多路S/H，共享A/D形式。对于那些参数比较多的分布式控制系统，可把模拟量先就地进行A/D转换，然后再送到主机中处理。对于那些被测参数相同（或相似）的多路数据采集系统，为减少投资，可采用模拟量多路转换，共享仪用放大器、S/H和A/D的所谓地电平多路切换形式。另外一个问题是A/D转发器的选择，设计时一定要根据被控对象的实际要求选择�A/D�转换器，在满足系统要求的前提下，尽量选用位数比较低的A/D转换器。
(3)模拟量输出通道的扩展
模拟量输出通道是单片机控制系统与执行机构（或控制设备）连接的纽带和桥梁。设计时要根据被控对象的通道数及执行机构的类型进行选择。对于那些可直接接受数字量的执行机构，可由单片机直接输出数字量，如步进电机或开关、继电器系统等。对于那些需要接收模拟量的执行机构，则需要用D/A转化，即把数字量变成模拟量后，再带动执行机构。
(4)开关量的I/O接口设计
由于开关量只有2种状态“1”或“0”，所以，每个开关量只需一位二进制数表示即可。因为MCS—51系列单片机设有一个专用的布尔处理机，因而对于开关量的处理尤为方便。为了提高系统的抗干扰能力，通常采用光电隔离器把单片机与外部设备隔开。
(5)操作面板
操作面板是人机对话的纽带，它根据具体情况，可大可小。为了便于现场操作人员操作，单片机控制系统设计一个操作面板的要求：操作方便、安全可靠、并具有自保功能，即使是误操作也不会给生产带来恶果。
(6)系统速度匹配
在不影响系统总功率的前提下，时钟频率选得低一些较好，这样可降低系统对其他元器件工作速度的要求，从而降低成本和提高系统的可靠性。但系统频率选的比较高时，要设法使其他元器件与主机匹配。
�(7)系统负载匹配 系统中各个器件之间的负载匹配问题，主要表现在以下几个方面。
�①
逻辑电路间的接口及负载：在进行系统设计时，有时需要采用TTL和CMOS混合电路，由于二者要求的电平不一样，因此一定要注意电流及负载的匹配问题。�
②
MCS—51系列单片及负载：8031的外部扩展功能是很强的，但是8031的P0口和P2口以及控制信号ALE的负载能力都是有限的，P0口能驱动8个LSTTL电路，P2口能驱动4个LSTTL电路。硬件设计时应仔细核对8031的负载，使其不超过总的负载能力的70%。
3单片机控制系统的软件设计
�单片机控制系统的软件设计一般分2类，系统软件和应用软件设计。系统软件的主要任务是：管理整个控制系统的全过程，比如，POWERUP自诊断功能，KEY
INPIT 的管理功能，PRINTER
OUTPUT报表功能，DISPLAY功能等等。是控制系统的核心程序，也称之为MONITER监控管理程序其作用类似PC机的DOS
系统。软件设计的几个方面如下：
�(1)可靠性设计为保证系统软件的可靠性，通常设计一个自诊断程序，定时对系统进行诊断。在可靠性要求较高的场合，可以设计看门狗电路，也可以设计软件陷阱，防止程序跑飞。�
(2)软件设计与硬件设计的统一性在单片机系统设计中，通常一个同样的功能，通过硬件和软件都可以实现，确定那些由硬件完成，那些由软件完成，这就是软件、硬件的折衷问题。一般来说，在系统可能的情况下，尽量采用软件，因为这样可以节省经费。若系统要求实时性比较强，则可采用硬件。�
(3)应用软件的特点
①实时性：由于工业过程控制系统是实时控制系统，所以对应用软件的执行速度都有一定的要求，即能够在被控对象允许的时间间隔内对系统进行控制、计算和处理。换言之，要求整个应用软件必须在一个采样周期内处理完毕。所以一般都采用汇编语言编写应用软件。但是，对于那些计算工作量比较大的系统，也可以采用高级语言和汇编语言混合使用的办法，即数据采集、判断、及控制输出程序用汇编语言，而对于那些较为复杂的计算可采用高级语言。为了提高系统的实时性，对于那些需要随机间断处理的任务，通常采用中断系统来完成。
�②
通用性：在应用程序设计中，为了节省内存和具有较强的适应能力，通常要求程序有一定的灵活性和通用性。为此，可以采用模块结构，尽量将共用的程序编写成子程序，如算术和逻辑运算程序、A/D、D/A转换程序、延时程序、PID运算程序、数字滤波程序、标度变换程序、报警程序等。�
(4)软件开发步骤软件开发大体包括：划分功能模块及安排程序结构；画出各程序模块详细流程图；选择合适的语言编写程序；将各个模块连接成一个完整的程序。�
4单片机控制系统的调试
� (1)硬件调试 根据设计的原理电路做好实验样机，便进入硬件调试阶段。调试工作的主要任务是排除样机故障，其中包括设计错误和工艺性故障。
�①
脱机检查：用万能表或逻辑测试笔逐步按照逻辑图检查机中各器件的电源及各引脚的连接是否正确，检查数据总线、地址总线和控制总线是否有短路等故障。有时为保护芯片，先对各管座的电位（或电源）进行检查，确定其无误后再插入芯片检查。
�②
仿真调试：暂时排除目标板的CPU和EPROM，将样机接上仿真机的40芯仿真插头进行调试，调试各部分接口电路是否满足设计要求。这部分工作是一种经验性很强的工作，一般来说，设计制作的样机不可能一次性完好，总是需要调试的。通常的方法是，先编调试软件，逐一检查调试硬件电路系统设计的准确性。其次是调试MONITOR程序，只有MONITOER程序正常工作才可以进行下面的应用软件调试。
�硬件电路调试的一般顺序是：�
① 检查CPU的时钟电路。通过测试ALE信号，如没有ALE信号，则判断是晶体或CPU故障，这称之为“心脏”检查。�
② 检查ABUS/DBUS的分时复用功能的地址锁存是否正常。�
③ 检查I/O地址分配器。一般是由部分译码或全译码电路构成，如是部分译码设计，则排除地址重叠故障。�
④
对扩展的RAM、ROM进行检查调试。一般先后写入55H、AAH，再读出比较，以此判断是否正常。因为这样RAM、ROM的各位均写入过‘0’、‘1’代码。�
⑤ 用户级I/O设备调试。如面板、显示、打印、报警等等。
�(2）软件调试 软件调试根据开发的设备情况可以有以下方法：
�① 交叉汇编：用IBM PC/XT机对MCS—51系列单片机程序进行交叉汇编时，可借助IBM
PC/XT机的行编辑和屏幕编辑功能，将源程序按规定的格式输入到PC机，生成MCS—51 HEX目标代码和LIST文件。
�② 用汇编语言：现在有些单片STD工业控制机或者开发系统，可直接使用汇编语言，借助CRT进行汇编语言调试。
�③
手工汇编：这种方法是最原始，但又是一种最简捷的调试方法，且不必增加调试设备。这种方法的实质就是对照MCS—51指令编码表，将源程序指令逐条地译成机器码，然后输入到RAM重新进行调试。在进行手工汇编时，要特别注意转移指令、调用指令、查表指令。必须准确无误地计算出操作码、转移地址和相对偏移量，以免出错。
�以上3种方法调试完成以后，即可通过EPROM写入器，将目标代码写入EPROM中，并将其插至机器的相应插座上，系统便可投入运行。
�(3）硬件、软件仿真调试
经过硬件、软件单独调试后，即可进入硬件、软件联合仿真调试阶段，找出硬件、软件之间不相匹配的地方，反复修改和调试。实验室调试工作完成以后，即可组装成机器，移至现场进行运行和进一步调试，并根据运行及调试中的问题反复进行修改。
5结论
�单片机控制技术应用越来越广泛，其核心技术是单片机控制系统的设计。对工程技术人员来说，抓住系统的原理构成、软件设计、硬件设计以及系统调试方法的要点是十分必要的。根据工作经验，前面叙述的系统调试方法将会有助于从事这方面工作的技术人员及本专业的学习者。 关于运行控制系统接口设计方案和操作系统接口设计的介绍到此就结束了，不知道你从中找到你需要的信息了吗 ？如果你还想了解更多这方面的信息，记得收藏关注本站。 运行控制系统接口设计方案的介绍就聊到这里吧，感谢你花时间阅读本站内容，更多关于操作系统接口设计、运行控制系统接口设计方案的信息别忘了在本站进行查找喔。

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