计算机控制的硬件装置设计

1. 计算机控制系统设计时,设计者应考虑选择哪些部件的字长,应根据什么原则来选

计算机的字长根据计算机的不同，字长有固定的和可变的两种。固定字长，即字长度不论什么情况都是固定不变的；可变字长，则在一定范围内，其长度是可变的。

一、控制系统设计的基本原则

系统操作性能好，使用方便和维修方便。可靠性高。通用性好，便于扩充。实时性强，表现在时间驱动和时间驱动能力上。设计周期短，价格便宜。

三、发展和现状

1、在生产、科研等诸多领域里，有大量的物理量需要按某种变化规律进行控制。在二十世纪三十年代之前，工业生产多处于手工操作的状态。最初采用基地式仪表控制压力温度等在一恒定范围内，初步有了对工业生产的机械控制实践。

2、随着电子技术的迅速发展和计算机控制系统的出现，直接实现了工业生产中各参量和过程的数字控制。计算机的微型化使控制技术更加智能化，同时将机械、电子、计算机技术和控制技术有机结合的机电一体化技术也得到迅猛发展，且越来越被广泛的应用到各生产领域。

3、目前主要形成并应用的机电控制技术主要有PID控制，PID是经典控制理论的代表拆数樱，它吸收了智能控制思想并利用计算机的优势，形成了自适应PID和非线性PID等更利于控制的变种PID控制器。另外还有模糊控制(FLC)、变结构控制等，均随着计算机领域的发展在不断地拓宽。

2. 计算机控制系统的系统总线硬件设计包括哪几类通道的硬件设计,分别是什么

计算机控制系统的系统总线硬件设计包括四类通道： 模拟量输入历郑通道、 模拟量输出通道、 数字量输入通道和数字量输出通道。 
过程通道是计算机与被控对象之间交森前换数据信息的桥梁，是计算机控制系统按特殊要求设置的部分。 按传输信号的形式可分为模拟量通道和开关量通道；按信号的传输方向可分为输入通道和此烂清输出通道。

(2)计算机控制的硬件装置设计扩展阅读：
计算机控制系统的硬件设计主要包括：
1)主控机的选型；
2)输入/输出过程通道的设计；
3)系统各类总线形式的选择；
4)特殊功能板卡的设计；
5)执行机构的选择；
6)测量变送环节的选择；
7)接口电路的设计；
8)系统的抗干扰技术设计。
计算机各个部件之间的硬连接是由总线实现的。微型机中总线一般有内部总线、外部总线和系统总线。内部总线指芯片内部连接各元件的总线。外部总线是连接外部设备的。系统总线是连接存储器、输入输出设备等主要部件的总线。 系统总线有数据总线、地址总线和控制总线。

3. 硬件设计应该包括哪些方面

。这些物理装置按系统结构的要求构成一个有机整体为计算机软件运行提供物质基础。
简而言之，硬件的功能是输入并存储程序和数据，以及执行程序把数据加工成可以利用的形式。从外观上来看，微机由主机箱和外部设备组成。主机箱内主要包括CPU、内存、主板、硬盘驱动器、光盘驱动器、各种扩展卡、连接线、电源等；外部设备包括鼠标、键盘等。
中文名
硬件
外文名
Hardware
分类
输出设备、输入设备、CPU等
全称
计算机硬件
快速
导航
基本部件关系表
基本部件
计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等五个逻辑部件组成
运算器，控制器，存储器联系
运算器
运算器由算术逻辑单元（ALU）、累加器、状态寄存器、通用寄存器组等组成。
算术逻辑运算单元（ALU）的基本功能为加、减、乘、除四则运算，与、或、非、异或等逻辑操作，以及移位、求补等操作。
控制器
控制器（Control Unit），是整个计算机系统的控制中心，它指挥计算机各部分协调地工作，保证计算机按照预先规定的目标和步骤有条不紊地进行操作及处理。
控制器从存储器中逐条取出指令，分析每条指令规定的是什么操作以及所需数据的存放位置等，然后根据分析的结果向计算机其它部件发出控制信号，统一指挥整个计算机完成指令所规定的操作。

4. 计算机控制系统设计时,设计者应考虑选择哪些部件的字长,应根据什么原则来选择

计算机控制系统设计时,设计者应考虑选择部让裤件的字长和根据原则来选择如下：

计算机控制系统(Computer Control System，简称CCS)是应用计算机参与控制并借助一些辅助部件与被控对象相联系，以获得一定控制目的而构成的系统。这里的计算机通常指数字计算机，可以有各种规模，如从微型到大型的通用或专用计算机。

计算机控制系统由控制部分和被控对象组成，其控制部分包括硬件部分和软件部分，这不同于模拟控制器构成的系统只由硬件组成。计算机控制系统软件包括系统软件和应用软件。系统软件一般包括操作系统、语言处理程序和服务性程序等，宴辩它们通常由计算机制造厂为用户配套，有一定的通用性。应用软件是为实现特定控制目的而编制的专用程序，如数据采集程序、控制决策程序、输出处理程序和报警处理程序等。它们涉及被控对象的自身特征和控制策略等，由实施控制系统的专业人员自行编制。
计算机控制系统通常具有精度高、速度快、存储容量大和有逻辑判断功能等特点，因此可以实现高级复杂的控制方法，获得快速精密的控制效果。计算机技术的发展已使整个人类社会发生了可观的变化，自然也应用到工业生产和企业管理中。而且，计算机所具有的信息处理能力，能够进一步把过程控制和生产管理有机的结合起来（如CIMS），从而实现工厂、企业的全面自动化管理。

5. 计算机控制系统的硬件一般由哪几个主要部分组成，各有何作用

1. 计算机控制系统的硬件主指蔽要由计算机系统和过程输入输出系统等组成。 （一）计算机系统包括主机和外围设备；主机由CPU 和 内存储器 (RAM,ROM)组成，它是计算机控制系统的核心。主机根据过程输入设备送来的实时生产过程工作状况的各种信息以及预定的控制算法，自动的进行信息处理，及时的选定相应的控制策略，并实时地通过过程输出设备向生产过唯盯州程发送控制命令。 外围设备可分为输入设备、输出设备、通信设备和外存设备。 常用的输入设备有键盘、专用操作台等，用来输入程序、数据和操作命令。 常用的输出设备有有显示器、打印机、绘图机和各种专用的显示台，他们以字符、表格、曲线、图形、指示灯等形式反映生产过程工况和控制信息、 常用的外存设备有磁盘、磁带、光盘等，有兼输入输出功能，存放程序和数据。 （二）过程输入输出系统 它由输入|输出通道及接口、信号检测及变送装置和执行结构等组成。 输入“输出通道及接口是计算机与外部连接的桥梁则返。常用的输入|输出接口有并行接口、串行接口等，输入|输出通道有模拟量输入|输出通道和数字量输入|输出通道。前者一方面将检测変送装置得到的工业对象的生产过程参数变成二进制代码送给计算机；另一方面通过计算机进行模数转换，以实现对生产过程的控制。数字量I|O通道除完成编码数字输入输出外，还将各种继电器、限位开关的状态通过输入接口传送给计算机，或将计算机发出的开关动作逻辑信号经由输出接口传送给生产过程中的各个开关、继电器等。 检测変送装置的功能为把检测到的各种物理量状变成电信号，并转换成适用于计算机输入的标准信号。 执行结构用来驱动工业对象，完成相应的动作。常见的有电动机、调节阀、电液伺服阀、各种开关等。