1、第一節 概述第二節 多微處理機控制系統的結構形式第三節 多微處理機系統的通信第四節 多微處理機控制系統的軟件和控制第五節 集散控制系統簡介第六節 多微處理機控制系統舉例一、多微處理機控制系統的定義及分類一、多微處理機控制系統的定義及分類多機系統：多機系統：指多微處理器系統和多計算機系統。多微處理機系統：多微處理機系統：指一個具有兩個或多個微型處理機并能相互進行通信以協同解決一個大的給定問題的微機系統。其特點：1）有兩個或多個微處理機。2）共享存儲器或高速通信網絡。3）共享輸入/輸出設備。4）機間硬件和軟件有交叉作用。多微處理機系統分類：多微處理機系統分類：緊耦合系統(TCS)、松耦合系統(LC

2、S)、分級機構系統。二、多微處理機控制系統的優點二、多微處理機控制系統的優點1. 有較高的處理速度2. 提高系統的可靠性3. 系統便于擴充和修改4. 實現復雜分散控制和管理一體化5. 通過多微處理機實現并行處理，是開發超級計算機的重要途徑三、多微處理器控制系統中應解決的問題三、多微處理器控制系統中應解決的問題1. 系統的結構形式和通信方案2. 任務分割和開發并行性問題3. 正確處理資源競爭和死鎖問題4. 提高系統可靠性和動態重組問題一、緊耦合系統一、緊耦合系統耦合系統：耦合系統：指通過電信號連接在一起的系統，或者說是一個共享公共硬件資源的系統。緊耦合系統：緊耦合系統：通過一個共享的高速主存來實

3、現處理機間更緊密的聯系，各微處理機之間可在指令一級上實現并行處理。結構形式：1. 公共總線結構2. 多端口存儲器結構3. 交叉開關樹4. 總線窗口結構二、松耦合系統二、松耦合系統緊耦合系統：緊耦合系統：每個微處理機有一個大容量的局部存儲器，不同計算機間通信是通過一個消息傳送系統(MTS)交換消息來實現的。這種耦合程度很松，任務之間的交互作用很小，通常把它看成是一個分布系統。結構形式：1. 總線型結構2. 環型結構3. 星型結構4.總線窗口結構三、分級結構形式三、分級結構形式對多微處理機系統通信的主要要求是：1)具有高的可靠性，在硬件和軟件的設計中，要妥善解決沖突，不出現死鎖。在信息中增加冗余碼

4、，以便于檢錯和糾錯；采用冗余傳送方式等2)具有高的傳送效率，提高并行處理能力，減少完成一個信息交換所需的通信次數。3)有足夠的緩沖區的容量。為了解決通信過程中的擁擠現象，應根據信息的長短和可能同時通信的微機的多少，而留有足夠的緩沖區。1. 總線連接的通信方式2. 調制解調連接的通信方式3. 用過程輸入輸出裝置連接的通信方式4. 高速數據通信連接的通信方式計算機系統內各獨立模塊之間傳遞各種信息的渠道，它定義了各引線的信號、電氣和機械特性。單總線結構和多總線結構、內部總線和外部總線結構等 指整個計算機系統內使用一條共享總線，其特點是同一總線實現系統內CPU與存儲器、I/O接口設備的直接聯系。 指C

5、PU與存儲器、I/O等設備之間有兩條（種）或兩條（種）以上的總線，若采用I/O和內存總線分開的多總線結構，可減少總線爭用現象，提高效率。又稱微型計算機總線，指整個又稱通信總線，指整個硬件設計的任務：根據系統總體設計的結果，設計出系統的電氣原理圖，再按照電氣原理圖著手元件的選購和線路設計工作。微型計算機、單片機接口電路、輸入輸出通道的擴充組合邏輯或時序邏輯電路供電電源光電隔離電平轉換驅動放大器一、實驗室模擬裝置上進行調試二、在工業生產現場進行工業試驗一、軟件的分類二、應用程序的語言選擇及設計步驟三、高級語言和匯編語言的混合編程四、微型計算機控制系統的研制工具（一）系統軟件1.操作系統2.語言加工

6、系統（1）編輯程序（2）編譯程序（3）連接、裝配程序（4）調試程序（5）子程序庫3. 診斷系統（二）應用軟件1. 控制程序2. 數據采集及處理程序3. 巡回檢測程序4. 數據管理程序1.機器語言2.匯編語言3.高級語言步驟：步驟：問題定義、程序設計、編碼、調試、改進和再設計。方法：方法：模塊化程序設計法、結構程序設計法1. 程序接口 最常用的是在一種語言程序中調用由其他語言編寫的程序模塊，其間也可以含有少量的參數傳遞。2. 命名約定 進行混合語言調用時，采用一個兼容的、大家都承認名稱是非常重要的。3. 調用約定 在兩種程序語言中實現彼此調用而建立的一種協定，它具體對應了一個函數、一個過程、或一

7、個子程序的調用過程。兩個相關的程序即調用程序和被調用程序。4. 參數傳遞約定過程和過程之間的調用和被調用之間的信息的傳遞和交換：通過全局變量或經堆棧進行參數傳遞來完成。形參：形參：定義或說明時用形式參數實參：實參：調用時則替換成實際參數關鍵：如何把實參傳遞給相應的形參，且調用結束如何把所得的結果送主調用程序。參數的傳遞方式：（1）傳值：（2）傳址：（3）傳名：（4）傳結果：1.C語言程序中的接口處理(1)命名約定編譯程序自動地在程序中出現的變名（變量名、過程名、函數名等）的前面加上一個下畫線“_”如face_face(2)調用約定采用標準的extern關鍵字在主調程序中予以說明，其形式如下：

8、extern 返回值類型 名稱（參數類型表）被說明的可以是：外部過程、函數、變量及其它數據類型(3)參數傳遞約定a)不進行參數傳遞：則外部說明和調用時都予以空缺b)傳值傳送：直接寫出實參c)傳址傳送：則在extern說明中，將參數類型說明成指針型，并在放實參時給出參數的地址。2. 匯編語言中的接口處理1)在編寫匯編語言程序的被調用過程時，應用PUBLIC說明，過程名不超過8個字符。例 PUBLIC _fact2)如果C語言程序以巨型(huge)、大型(large)、中型(medium)存儲模式編譯，則被調用的匯編過程應說明成far，例如 _fact proc far如果C語言程序以小型(sma

9、ll)、緊湊型(compact)存儲模式編譯，則被調用的匯編過程應說明成near，例如 _fact proc near3)考慮調用約定，C語言程序向匯編程序傳送參數是通過堆棧進行的，而C語言參數壓棧的順序與參數在調用時參數表中出現的順序相反4)被調用的程序的返回指令匯編程序：RETBASIC等程序：RET n返回地址：C語言中：small、compact模式，2個字節 huge、large、medium模式，4個字節5)C語言的參數傳遞的默認方式：傳值，數組采用傳址方式參數2返回地址參數1BP保護BA高地址堆棧生成方向低地址BP+6BP+4BP+2BP fact(A,B)1)按各種約定編寫匯編

10、語言源程序，得到可重新定位的目標文件，注意下劃線、PUBLIC和BP的使用。2)按約定編寫C語言程序，編譯后得到目標文件，注意extern和參數的類型的使用。3)將兩種語言程序的目標文件連接成一個可執行文件。4)運行該執行文件注意：注意：只有一個主模塊，在主調程序中。一個C語言過程名為protect，則匯編程序調用它時必須寫： CALL _protect匯編程序中需要對被調用的C語言過程用匯編關鍵字EXTRN說明，且必須放在調用C語言過程模塊之前，最好放在匯編語言程序的開始。EXTRN語句可以對外部過程、外部函數、外部變量進行說明，其一般形式為 EXTRN 被調用函數名：調用類型(near,f

11、ar) EXTRN 變量名：size(BYTE,WORD,DWORD,)例： int A; char B; long C; EXTRN _A:WORD,_B:BYTE,_C:DWORD參數傳遞的方式：1.以外部變量實現： C語言程序中定義為：char x 匯編語言中說明并處理成： extrn _x:byte : mov x，參數值2. 利用堆棧實現：匯編語言按照與C語言程序參數接收順序相反的順序把要傳的參數壓入堆棧，C語言再從堆棧中取得參數。研制工具： 微型計算機開發系統（MDS）、聯機仿真器（ICE）以及單扳機、交叉匯編程序、模擬仿真程序等一、數字濾波二、線性化處理三、數碼顯示四、越限報警處

12、理程序五、PID控制算法程序數字濾波：通過一定的計算程序對信號作數字化的處理，以減少干擾在信號中的比重。與模擬濾波器相比有以下優點：1) 數字濾波用程序來完成2) 數字濾波不需要硬件設備3) 數字濾波可以對頻率很低的信號濾波4)通過改變數字濾波程序就可以實現不同的濾波方法或調整濾波參數，比改變模擬濾波器的硬件靈活、方便。數字濾波算法：（一）算術平均值濾波（二）中值濾波（三）一階滯后濾波（四）程序判斷濾波算術平均值濾波：算術平均值濾波：尋找一個Y，它與各采樣值Xk之間誤差的平方和E為最小 E=mine =min(Y-Xk)2 (6-1)N為采樣次數，根據極值定理得： Y= Xk （6-2）即：把

13、n次采樣值進行相加，然后取其算術平均值為本次采樣值。應用：應用：屬于靜態濾波，適用于過程變化比較慢大參數。2kN k=1N k=1N k=11Nk中值濾波：中值濾波：對某一被測參數連續采樣N次（一般N取奇數），然后把N次的采樣值從小到大（或從大到小）排隊，再取中間值。應用：應用：屬于靜態濾波，適用于過程變化比較慢大參數一階滯后濾波：一階滯后濾波：表達式： yk=(1- )xk- yk-1 (6-3)式中： xk第k次采樣值； yk第k次采樣后濾波結果輸出值； yk-1上一采樣周期濾波結果輸出值； 濾波平滑系數， ； 濾波環節的慣性滯后時間常數； T 采樣周期應用：應用：屬于動態濾波方法，適用于快速隨機變 化參數 +T程序判斷濾波：將兩次采樣數據進行比較，求出差值，根據差值大于或小于最大允許偏差決定舍棄還是保留。1. 限