计算机控制系统 .pptx
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1、 工业控制计算机简称工控机,是为满足工业生产过程的数据采集、监测与控制等要求而设计的一类计算机的总称,它通常采用开放式总线结构,将各种过程通道做成相应的模板或模块,以便与工业现场的各种传感器及执行机构直接连接,并配有功能齐全的控制软件。目前,工业控制计算机不但用于工业生产的过程控制,而且也直接参与生产调度管理,从而使工业自动化在就地控制、集中控制的基础上,向综合自动化方向发展。第1页/共64页3.1 工业控制计算机的特点与组成结构 第2页/共64页(1)可靠性高(2)实时性好(3)环境适应能力强(4)输入和输出模板配套好(5)系统通信功能强(6)系统开放性和扩充性好(7)控制软件包功能强(8)
2、后备措施齐全,具有冗余性工业控制计算机的特点第3页/共64页 工业控制计算机包括硬件和软件两部分。硬件包括主机(CPU、RAM、ROM)板、内部总线和外部总线、人机接口、系统支持板、磁盘系统、通信接口、输入输出通道。软件包括系统软件、支持软件和应用软件。工业控制计算机的组成结构和分类 第4页/共64页1工业控制计算机的硬件组成图3-1 工业控制计算机的硬件组成图第5页/共64页2工业控制计算机的软件组成(1)系统软件(2)支持软件(3)应用软件第6页/共64页3工业控制计算机的分类第7页/共64页3.2 工业控制计算机的总线结构 总线是连接一个或多个部件的一组电缆的总称,通常总线是连接一个或多
3、个部件的一组电缆的总称,通常包括地址总线、数据总线和控制总线。总线的特点在于公用包括地址总线、数据总线和控制总线。总线的特点在于公用性和兼容性,它能同时挂连多个功能部件,且可互换使用。性和兼容性,它能同时挂连多个功能部件,且可互换使用。总线标准是指芯片之间、模板之间及系统之间,通过总线标准是指芯片之间、模板之间及系统之间,通过总线进行连接和传输信息时,应遵守的一些协议与规范。总总线进行连接和传输信息时,应遵守的一些协议与规范。总线标准包括硬件和软件两个方面,如总线工作时钟频率、总线标准包括硬件和软件两个方面,如总线工作时钟频率、总线信号线定义、总线系统结构、总线仲裁机构与配置机构、线信号线定义
4、、总线系统结构、总线仲裁机构与配置机构、电气规范、机械规范和实施总线协议的驱动与管理程序。通电气规范、机械规范和实施总线协议的驱动与管理程序。通常说的总线,实际上指的是总线标准。常说的总线,实际上指的是总线标准。第8页/共64页1 1总线概述总线概述1)1)系统结构由面向系统结构由面向CPUCPU变为面向总线;变为面向总线;2)2)有利于硬件、软件模块化设计与生产;有利于硬件、软件模块化设计与生产;3)3)结构清晰,便于灵活组态、扩充、改进、升级和结构清晰,便于灵活组态、扩充、改进、升级和 维护;维护;4)4)符合同一总线标准的产品兼容性强;符合同一总线标准的产品兼容性强;5)5)满足用户不同
5、的需要,容易构成各种用途的计算满足用户不同的需要,容易构成各种用途的计算机应用系统。机应用系统。总线结构概述及分类第9页/共64页2总线的分类(1)片内总线(2)片间总线(3)内部总线(4)外部总线第10页/共64页1 1STDSTD总线总线 2 2PCPC系列总线系列总线(1)ISA(1)ISA总线总线 (2)PCI(2)PCI总线总线 3 3Compact PCICompact PCI总线总线常用内部总线第11页/共64页图3-3 ISA总线引脚图 第12页/共64页图3-4 PCI总线结构图 第13页/共64页图3-5 PCI局部总线信号第14页/共64页C/BE3:0命令类型说明C/B
6、E3:0#命令类型说明0000中断应答(中断识别)1000保留0001特殊周期1001保留0010I/O读(从I/O口地址中读数据)1010配置读0011I/O写(向I/O口地址中写数据)1011配置写0100保留1100存储器多行读0101保留1101双地址周期0110存储器读(从内存空间映像中读数据)1110存储器一行读0111存储器写(向内存空间映像中写数据)1111存储器写并无效表表3-1 PCI3-1 PCI总线命令总线命令第15页/共64页图3-6 配置空间头标区结构图第16页/共64页图3-7 Compact PCI总线的6U板卡 图3-8 Compact PCI总线8槽机箱 第
7、17页/共64页引脚ZABCDEF1GND5V12VTRST#+12V5VGND2GNDTGK5VTMSTDOTDIGND3GNDINTA#INTB#INTC#5VINTD#GND4GNDBRSVGNDVI/OINTPINSGND5GNDBRSVBRSVRST#GNDGNT#GND6GNDREQ#GND3.3VCLKAD31GND7GNDAD30AD29AD28GNDAD27GND8GNDAD26GNDVI/OAD25AD24GND9GNDC/BE3#IDSELAD23GNDAD22GND10GNDAD21GND3.3VAD20AD19GND11GNDAD18AD17AD16GNDC/BE2#
8、GND表表3-2 Compact PCI3-2 Compact PCI总线总线3U3U卡卡J1J1和和J2J2连接器引脚信号分配表连接器引脚信号分配表第18页/共64页表表3-2 Compact PCI3-2 Compact PCI总线总线3U3U卡卡J1J1和和J2J2连接器引脚信号分配表(续连接器引脚信号分配表(续1 1)1214定位键15GND3.3VFRAME#IBDY#GNDTRDY#GND16GNDDEVSEL#GNDVI/OSTOP#LOCK#GND17GND3.3VSDONESBO#GNDPERR#GND18GNDSERR#GND3.3VPARC/BE1#GND19GND3.3
9、VAD15AD14GNDAD13GND20GNDAD12GNDVI/OAD11AD10GND21GND3.3VAD9AD8M66ENC/BE0#GND22GNDAD7GND3.3VAD6AD5GND23GND3.3VAD4AD35VAD2GND24GNDAD15VVI/OAD0ADK64#GND25GND5VREQ64#BRSV3.3V5VGND第19页/共64页1214定位键26GNDCLK1GNDREQ1#GNT1#REQ2#GND27GNDCLK2CLK3SYSEN#GNT2#REQ3#GND28GNDCLK4GNDGNT3#REQ4#GNT4#GND29GNDVI/OBRSVC/BE7
10、#GNDC/BE6#GND30GNDC/BE5#GNDVI/OC/BE4#PAR64GND31GNDAD63AD62AD61GNDAD60GND32GNDAD59GNDVI/OAD58AD57GND33GNDAD56AD55AD54GNDAD53GND34GNDAD52GNDVI/OAD51AD50GND35GNDAD49AD48AD47GNDAD46GND36GNDAD45GNDVI/OAD44AD43GND表表3-2 Compact PCI3-2 Compact PCI总线总线3U3U卡卡J1J1和和J2J2连接器引脚信号分配表(续连接器引脚信号分配表(续2 2)第20页/共64页引脚ZA
11、BCDEF37GNDAD42AD41AD40GNDAD39GND38GNDAD38GNDVI/OAD37AD36GND39GNDAD35AD34AD33GNDAD32GND40GNDBRSVGNDFAL#REQ5#GNT5#GND41GNDBRSVBRSVDEG#GNDBRSVGND42GNDBRSVGNDBRST#REQ6#GNT6#GND43GNDUSRUSRUSRUSRUSRGND44GNDUSRUSRUSRUSRUSRGND45GNDUSRUSRUSRUSRUSRGND46GNDUSRUSRUSRUSRUSRGND47GNDUSRUSRUSRUSRUSRGND注:表中#表示命令符表表3
12、-2 Compact PCI3-2 Compact PCI总线总线3U3U卡卡J1J1和和J2J2连接器引脚信号分配表(续连接器引脚信号分配表(续3 3)第21页/共64页 外部总线主要用于计算机系统与系统之间或外部总线主要用于计算机系统与系统之间或计算机系统与外部设备之间的通信。计算机系统与外部设备之间的通信。1 1RS-232CRS-232C串行通信接口串行通信接口 2 2RS-485RS-485串行通信接口串行通信接口3 3IEEE-488IEEE-488总线总线常用外部总线第22页/共64页端 脚方 向符 号功 能25针9针23输出TXD发送数据32输入RXD接收数据47输出RTS请求
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