第7章微機自動檢測系統設計技術

本章主要內容：7.1組合化與開放式系統設計思想

7.2自動檢測系統的設計工作7.3微機自動檢測系統硬件設計

7.4微機自動檢測系統監控程序設計開放系統的設計思想(1)向未來的VLSI開放只需做少量的重新設計和調整，新一代VLSI就可能被現有系統所采納、吸收、兼容(2)向不同的用戶層次開放能靈活地采用不同配套層次，即能以盡可能完整的形式或盡可能采用半成品來開放其設計，以滿足不同層次用戶的實際需求。(3)向用戶的特殊要求開放既可滿足一般的和基本的要求，又能滿足特殊的應用要求，能使實際應用系統的設計變得簡單、可靠和靈活。開放式系統設計的具體方法基于國際上流行的工業標準微機總線結構，針對不同的用戶系統要求，選用相應的有關功能模塊組合成最終用戶的應用系統。系統設計者將主要精力放在分析設計目標，確定總體結構，選擇系統配件等方面，而不是放在部件模塊設計及用于解決專用軟件的開發設計上。開放式體系結構和總線系統技術發展，導致了工業測控系統采用組合化設計方法的流行，即針對不同的應用系統要求，選用成熟的現成硬件模板和軟件進行組合。組合化設計方法：模塊化(又稱積木化)，硬、軟件功能模塊化是實現最佳系統設計的關鍵。優點簡化設計并縮短設計周期結構靈活，便于擴充和更新，使系統的適應性強維修方便快捷質量穩定并降低成本組合化設計方法中應強調層次化問題（1)基礎層這一層指系統設計者組合應用系統時可以選用的系統總線硬件模板和有關軟件。最終系統的先進性應從基礎層入手。(2)系統層這一層應考慮被選用的硬件和軟件是否兼容，是否配套，是否完整．即是否能構成完善的系統。質量認證和系統的可靠性應重點考慮。(3)應用層這一層解決測控系統與工業對象的接口關系，如何與工業對象的工藝過程相結合等問題，重點是應用軟件問題。自動檢測系統的設計工作

系統分析系統設計系統分析系統分析是確定系統總體方向的重要階段，主要是對要設計的系統運用系統論的觀點和方法進行全面的分析和研究。在現有的技術和硬、軟件條件下，選擇最優的設計方案，以達到預期的目標。系統分析的三個步驟1.確定任務2.提出初步方案3.可行性分析

確定任務

根據新系統的性能要求、功能范圍、要求的時間進度、可能投入的人力和財力資源等，對其中的關鍵問題做出明確的描述，并以書面形式提出，可作為設計單位的重要設計依據。

提出初步方案分析新系統的要求，確定系統設計目標。確定新系統的功能和范圍。確定新系統的總體功能結構、子系統或局部功能的劃分。確定新系統的組織結構或物理結構。提出新系統設計的組織方案。制定新系統設計進度計劃。提出經濟預算，制定投資計劃方案。

將以上各方面的工作內容形成設計技術文件。

可行性分析對初步方案進行可行性分析是非常重要的，它關系到新系統研制的成敗。所謂可行性分析就是對新系統的初步方案在技術上、經濟上、實現的條件等方面是否可行進行分析。系統設計

系統功能結構設計

系統組織結構(物理結構)的設計

系統的信息結構和動作結構設計

各子系統的設計與制造

總裝調試和實驗分析

系統功能結構設計

用自頂向下的“下推式”結構化設計方法，將系統的結構按功能進行分解，其目的是確定新系統的結構方案。系統組織結構(物理結構)的設計

把系統的功能結構模型轉化為物理模型，需要具體考慮實際因素：物理尺寸大小、重量、功率、冷卻、電源及供電等；系統的精度問題，關系到如何建立系統的誤差分析模型和進行誤差分配問題；系統的穩定性和可靠性問題

從系統的體系結構、元器件和工藝、操作性能、系統的抗干擾性能、系統的適應性和可擴充性能等多方面綜合考慮，選定系統各組成部分的物理結構和具體實施方案。

系統的信息結構和動作結構設計

新系統按功能劃分為若干子系統，它們按照一定的規律(或邏輯組合)相互配合和協調動作，共同完成既定目標和任務。各子系統之間的信息聯系和信息轉換可用圖形方式描述出來，各部分的具體動作結構可以詳細描述各子系統的操作運行過程，以便各部分在時序上能有效地配合，可靠地運轉。各子系統的設計與制造

這一步是具體實施設計方案，可以在已定的方案基礎上，分別對各子系統、各環節進行具體設計:機械、電子線路等設計;對樣機進行試驗和分析，提出修改方案和意見;再設計和再試驗反復多次，直到最后定型并滿足設計指標為止。總裝調試和實驗分析

一般實驗要與模擬的被測對象相聯系，如果前面各階段工作很成功，這階段可能很順利，但在大多數情況下，總裝調試中會暴露出一些問題，如對前一階段一些設計不合理、選擇錯誤等問題需要加以修改。在完成所有的必要修改和調試工作以后，即可以對系統進行基本性能測試，包括精度分析，基本誤差測定，附加誤差測定，各種壽命試驗和環境試驗等。如果基本特性、指標的測試及性能考核后，認定基本實現設計目標和各種技術指標，到此就基本完成了系統的設計和試制工作。7.3微機自動檢測系統硬件設計

設計關鍵是根據系統劃分的硬件和軟件功能選擇微機類型