計算機控制的硬體裝置設計

1. 計算機控制系統設計時,設計者應考慮選擇哪些部件的字長,應根據什麼原則來選

計算機的字長根據計算機的不同，字長有固定的和可變的兩種。固定字長，即字長度不論什麼情況都是固定不變的；可變字長，則在一定范圍內，其長度是可變的。

一、控制系統設計的基本原則

系統操作性能好，使用方便和維修方便。可靠性高。通用性好，便於擴充。實時性強，表現在時間驅動和時間驅動能力上。設計周期短，價格便宜。

三、發展和現狀

1、在生產、科研等諸多領域里，有大量的物理量需要按某種變化規律進行控制。在二十世紀三十年代之前，工業生產多處於手工操作的狀態。最初採用基地式儀表控制壓力溫度等在一恆定范圍內，初步有了對工業生產的機械控制實踐。

2、隨著電子技術的迅速發展和計算機控制系統的出現，直接實現了工業生產中各參量和過程的數字控制。計算機的微型化使控制技術更加智能化，同時將機械、電子、計算機技術和控制技術有機結合的機電一體化技術也得到迅猛發展，且越來越被廣泛的應用到各生產領域。

3、目前主要形成並應用的機電控制技術主要有PID控制，PID是經典控制理論的代表拆數櫻，它吸收了智能控制思想並利用計算機的優勢，形成了自適應PID和非線性PID等更利於控制的變種PID控制器。另外還有模糊控制(FLC)、變結構控制等，均隨著計算機領域的發展在不斷地拓寬。

2. 計算機控制系統的系統匯流排硬體設計包括哪幾類通道的硬體設計,分別是什麼

計算機控制系統的系統匯流排硬體設計包括四類通道： 模擬量輸入歷鄭通道、 模擬量輸出通道、 數字量輸入通道和數字量輸出通道。 
過程通道是計算機與被控對象之間交森前換數據信息的橋梁，是計算機控制系統按特殊要求設置的部分。 按傳輸信號的形式可分為模擬量通道和開關量通道；按信號的傳輸方向可分為輸入通道和此爛清輸出通道。

(2)計算機控制的硬體裝置設計擴展閱讀：
計算機控制系統的硬體設計主要包括：
1)主控機的選型；
2)輸入/輸出過程通道的設計；
3)系統各類匯流排形式的選擇；
4)特殊功能板卡的設計；
5)執行機構的選擇；
6)測量變送環節的選擇；
7)介面電路的設計；
8)系統的抗干擾技術設計。
計算機各個部件之間的硬連接是由匯流排實現的。微型機中匯流排一般有內部匯流排、外部匯流排和系統匯流排。內部匯流排指晶元內部連接各元件的匯流排。外部匯流排是連接外部設備的。系統匯流排是連接存儲器、輸入輸出設備等主要部件的匯流排。 系統匯流排有數據匯流排、地址匯流排和控制匯流排。

3. 硬體設計應該包括哪些方面

。這些物理裝置按系統結構的要求構成一個有機整體為計算機軟體運行提供物質基礎。
簡而言之，硬體的功能是輸入並存儲程序和數據，以及執行程序把數據加工成可以利用的形式。從外觀上來看，微機由主機箱和外部設備組成。主機箱內主要包括CPU、內存、主板、硬碟驅動器、光碟驅動器、各種擴展卡、連接線、電源等；外部設備包括滑鼠、鍵盤等。
中文名
硬體
外文名
Hardware
分類
輸出設備、輸入設備、CPU等
全稱
計算機硬體
快速
導航
基本部件關系表
基本部件
計算機由運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備等五個邏輯部件組成
運算器，控制器，存儲器聯系
運算器
運算器由算術邏輯單元（ALU）、累加器、狀態寄存器、通用寄存器組等組成。
算術邏輯運算單元（ALU）的基本功能為加、減、乘、除四則運算，與、或、非、異或等邏輯操作，以及移位、求補等操作。
控制器
控制器（Control Unit），是整個計算機系統的控制中心，它指揮計算機各部分協調地工作，保證計算機按照預先規定的目標和步驟有條不紊地進行操作及處理。
控制器從存儲器中逐條取出指令，分析每條指令規定的是什麼操作以及所需數據的存放位置等，然後根據分析的結果向計算機其它部件發出控制信號，統一指揮整個計算機完成指令所規定的操作。

4. 計算機控制系統設計時,設計者應考慮選擇哪些部件的字長,應根據什麼原則來選擇

計算機控制系統設計時,設計者應考慮選擇部讓褲件的字長和根據原則來選擇如下：

計算機控制系統(Computer Control System，簡稱CCS)是應用計算機參與控制並藉助一些輔助部件與被控對象相聯系，以獲得一定控制目的而構成的系統。這里的計算機通常指數字計算機，可以有各種規模，如從微型到大型的通用或專用計算機。

計算機控制系統由控制部分和被控對象組成，其控制部分包括硬體部分和軟體部分，這不同於模擬控制器構成的系統只由硬體組成。計算機控制系統軟體包括系統軟體和應用軟體。系統軟體一般包括操作系統、語言處理程序和服務性程序等，宴辯它們通常由計算機製造廠為用戶配套，有一定的通用性。應用軟體是為實現特定控制目的而編制的專用程序，如數據採集程序、控制決策程序、輸出處理程序和報警處理程序等。它們涉及被控對象的自身特徵和控制策略等，由實施控制系統的專業人員自行編制。
計算機控制系統通常具有精度高、速度快、存儲容量大和有邏輯判斷功能等特點，因此可以實現高級復雜的控制方法，獲得快速精密的控制效果。計算機技術的發展已使整個人類社會發生了可觀的變化，自然也應用到工業生產和企業管理中。而且，計算機所具有的信息處理能力，能夠進一步把過程式控制制和生產管理有機的結合起來（如CIMS），從而實現工廠、企業的全面自動化管理。

5. 計算機控制系統的硬體一般由哪幾個主要部分組成，各有何作用

1. 計算機控制系統的硬體主指蔽要由計算機系統和過程輸入輸出系統等組成。 （一）計算機系統包括主機和外圍設備；主機由CPU 和 內存儲器 (RAM,ROM)組成，它是計算機控制系統的核心。主機根據過程輸入設備送來的實時生產過程工作狀況的各種信息以及預定的控制演算法，自動的進行信息處理，及時的選定相應的控制策略，並實時地通過過程輸出設備向生產過唯盯州程發送控制命令。 外圍設備可分為輸入設備、輸出設備、通信設備和外存設備。 常用的輸入設備有鍵盤、專用操作台等，用來輸入程序、數據和操作命令。 常用的輸出設備有有顯示器、列印機、繪圖機和各種專用的顯示台，他們以字元、表格、曲線、圖形、指示燈等形式反映生產過程工況和控制信息、 常用的外存設備有磁碟、磁帶、光碟等，有兼輸入輸出功能，存放程序和數據。 （二）過程輸入輸出系統 它由輸入|輸出通道及介面、信號檢測及變送裝置和執行結構等組成。 輸入「輸出通道及介面是計算機與外部連接的橋梁則返。常用的輸入|輸出介面有並行介面、串列介面等，輸入|輸出通道有模擬量輸入|輸出通道和數字量輸入|輸出通道。前者一方面將檢測変送裝置得到的工業對象的生產過程參數變成二進制代碼送給計算機；另一方面通過計算機進行模數轉換，以實現對生產過程的控制。數字量I|O通道除完成編碼數字輸入輸出外，還將各種繼電器、限位開關的狀態通過輸入介面傳送給計算機，或將計算機發出的開關動作邏輯信號經由輸出介面傳送給生產過程中的各個開關、繼電器等。 檢測変送裝置的功能為把檢測到的各種物理量狀變成電信號，並轉換成適用於計算機輸入的標准信號。 執行結構用來驅動工業對象，完成相應的動作。常見的有電動機、調節閥、電液伺服閥、各種開關等。