西安航空技术高等专科学校
毕业（实践）报告任务书
设计题目：
在天津三星视界移动有限公司的实习报告 基于PCI总线的数字随动系统的开发
系 别： 电气工程系 专 业： 应用电子技术
班 级： 电子1241 姓 名： 王松 学 号： 0930302124121
指导主管签字：
单位公章:天津三星视界移动有限公司
2012 年 05月 05 日
摘 要
随着微电子技术与计算机技术的发展，计算机控制系统在各个领域中得到越来越广泛的应用。本文针对微机控制的随动系统进行了理论和实践上的研究。随动系统的根本任务就是实现执行机构对给定量的准确跟踪，给定量随机变化时系统能使被控量尽可能准确地跟随并复现给定量。为了提高控制精度，提高设备的通用性和实用性，本设计采用了现代微机主流总线——PCI总线，对基于PCI总线的PC机扩展接口板的设计进行了研究和阐述，用C语言体现了控制过程，为提高系统的可操作性用VB语言设计了用户操作界面。
关键词： 微机控制 数字随动 PCI总线
Abstract
With the micro-electronics technology and computer technology development, The computer control system used in various fields has been more and more widely. In this paper, we research Servo system with computer-controlled in theory and practice. the fundamental task of Servo system is implementing agencies to achieve an accurate quantitative tracking, random changes to the quantitative system would enable the accused to follow as accurately as possible and repetition to the quantitative. In order to improve the control accuracy, improve the equipment and the general practicality, the design adopt modern computer mainstream bus - PCI bus. We researched and designed expanding interface card based on the PCI-bus and described by C language reflect the control process.In order to improve system operability we also designed user interface with VB language.
Key Words: Microcomputer control Digital Follow-up System PCI-BUS
目 录
第一章 绪 论................................................................ 1 第二章 PCI数据接口电路的实现基础 .............................................. 2
PCI总线协议............................................................ 2
2.1.1 PCI总线的特点 ................................................... 2 2.1.2 PCI总线的系统结构 ............................................... 4 2.1.3 PCI总线信号定义 .................................................. 5 2.1.4 PCI总线命令 ...................................................... 8
第三章 PCI总线接口电路板的设计 ................................................ 9
3.1 数据采集与控制系统的基本组成 ........................................... 9 3.2 PCI系统总线接口电路板设计............................................. 11
3.2.1数字随动系统模拟调节电路介绍 ..................................... 11 ......................................... 13 3.2.2接口板功能要求及总体构思
3.2.3总线接口电路板整体分析 ........................................... 14
第四章 数字随动系统控制软件支持............................................... 16
系统控制软件的C语言实现 .............................................. 16
4.1.1 C语言简介 ....................................................... 16 4.1.2 PCI接口技术 ..................................................... 16 4.1.3 随动系统C程序功能要求及实现..................................... 20
第五章 数字随动系统软硬件综合调试............................................. 23
5.1 随动系统软硬件接口 ................................................ 23 5.2 随动系统整体调试 .................................................. 23 结束语 ....................................................................... 24 参考文献...................................................................... 25 致 谢...................................................................... 26 附录
....................................................................... 27
西安航空技术高等专科学校2012届毕业设计说明书
第一章 绪 论
由于微机控制技术的飞速发展，微机控制系统的快速计算，灵活多样的逻辑判断和高效的信息加工能力使自动控制进入更高一级的领域。提高了生产过程的自动化程度，减少了人工干预，并不断地完善和满足工农业生产和国防科技日益增长的需求，其控制对象也已从单一的工厂流程扩展到企业生产过程的管理和控制。随着微机和单片机的推广使用，实现信息自动化与过程控制相结合的分级分布式计算机控制，使计算机控制技术水平的发展到了一个崭新的阶段。
本课题即是现代微机控制技术的一个基本应用。随动系统是工业控制领域应用较为广范的一类系统，其根本任务就是实现执行机构对位置指令（给定量）的准确跟踪。当给定量随机变化时，系统能使被控制量准确无误的跟随并复现给定量。这也是本系统所要解决的首要问题。由于位置随动系统的基本特征体现在位置环上，体现在位置的给定信号和位置反馈信号及两个信号的综合比较方面。因此若生产机械要求进一步提高控制精度，则必须采用数字式检测装置来组成数字随动系统。在系统中，一般可采用模拟的电流环和速度环以保证系统的快速相应，但位置环必须是数字式的。本系统就属于这种情况。本系统采用光电编码盘作为
位置检测环节，原理图如下：
在这种系统中给定往往是二进制数字码信号，检测环节借助转换电路得到二进制信号，二者构成“角度——数码”转换器或“线位移——数码”转换器。它的输出信号与数码信号同时送入计算机进行比较并确定误差，按一定控制规律运算后（如PD，PID算法）构成数字形式的校正信号，再经数据装换成电压信号，作为转换器给定信号。采用计算机控制时系统的控制规律可以很方便的通过软件改变，大大增强了控制的灵活性。
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西安航空技术高等专科学校2012届毕业设计说明书
第二章 PCI数据接口电路的实现基础
2. 1 PCI总线协议
PCI总线的概念是由Intel公司联合IBM, Compaq, AST, HP, DEC等100多家公司提出的，1999年2月公布。制定PCI总线的目标是建立一个工业标准的、低成本的、允许灵活配置的、高性能局部总线结构。它既为今天的系统建立一个新的性能/价格比，又能适应将来CPU的特性，能在多种平台和结构中应用。
PCI总线标准是当今PC领域中最流行的总线标准。随着CPU的快速发展，基于图形的操作系统(如Windows)迅速普及、多媒体、视频处理和网络传输的大量应用，使ISA总线逐渐成为系统数据传输瓶颈。PCI总线可以很好地满足上述需要。PCI是一种局部总线(Local Bus)，由于独立于CPU的结构，使总线形成了一种独特的中间缓冲器的设计，从而与CPU及时钟频率无关。因此用户可以将一些高速外设，如网络适配卡、图形卡、硬盘控制器等从ISA总线上卸下，而通过局部总线直接挂接到PCI总线上，使之与高速的CPU总线相匹配，从而打破了数据I/0的瓶颈，使高性能CPU的功能得以充分发挥。
2.1.1 PCI总线的特点
PCI是先进的高性能局部总线，可同时支持多组外围设备。PCI局部总线不受制于处理器，为中央处理器及高速外围设备提供一座桥梁，更可作为总线之间的交通指挥员。提高数据吞吐量。PCI采用高度综合化的局部总线结构。其优化的设计可充分利用今日最先进的微处理器及个人电脑科技。它可确保电脑部件、附加卡及系统之间的运作可靠，并能完全兼容现有的ISA/EISA/Micro channel扩充总线。总之，PCI局部总线具有如下特点： 1. 高性能
PCI是一套整体的系统解决方案，较其它只为加速图形或视频操作的局部总线优越。它能提高网络界面卡、硬盘的性能；可以出色地配合全活动影像、图形及各种高速外围设备的要求。PCI局部总线以33MHZ的时钟频率操作，采用32位数据总线，可支持多组外围部件及附加卡。数据传送速率可高达132MB／s，远远超过标准ISA总线5M／s的速率。即使在32位的情况下，也能支持奔腾级电脑的图形数据传送速率。 2. 线性突发传输
PCI能支持一种称为线性突发的数据传输模式，可确保总线不断满载数据。
外围设备一般会出内存某个地址顺序接收数据，这种线性或顺序的寻址方式，意味着可以由某一个地址起读写大量数据，然后每次只需将地址自动加1，便可接收数据流内下一个字节的数据。线性交发传输能够更有效地运用总线的带宽去传送数据，以减少无谓的地址操作。
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