现代数字控制实践报告.pdfVIP

Harbin Institute of Technology 现代数字控制 实践报告 题 目：基于PC104 及XR16C2850 的高 速RS422 串口系统设计 专 业： 控制科学与工程 姓 名： 学 号： 指导老师： 日 期： 哈尔滨工业大学 2017 年6 月 数字控制实践设计报告 一、设计目的 由于一般的工业控制计算机或PC 机的RS232 串口（COM1 ，COM2 ，COM3 ， COM4 等）只能提供最高不超过 115200 波特率的串行通讯，而实际控制中常常 要用到960K 甚至更高的串行通讯，并且要求传输距离较远，因此需要设计一套 高速串行RS422 的串行通讯接口。它能完成一般PC 机或者工业控制计算机与下 位基于 PC104 的主控数字系统的高速串行通讯，实现包括上位机给下位机传送 指令等信息及下位机反馈给上位机的各种实时数据等功能。 二、设计内容 （1）要求设计一整套完整的数据通讯系统，并给出完整的原理图。 （2）设计相应的通讯软件程序（基于C 语言） 三、实验验证 完成原理设计后，可以基于已有的硬件系统（教师提供）对自己设计的串行 通讯程序进行验证。 上位机方面可以采用现成的串口助手等工具，而下位机 PC104 方面可以基 于DOS3.1 的C 语言编译调试环境软件，来设计C 语言通讯程序，并进行调试和 验证。 四、使用芯片 4.1 PC104 的使用 4.1.1 PC104 简介 PC/104 是一种专门为嵌入式系统而设计的工业控制总线，PC104 嵌入式计 算机模块系列是一整套低成本、高可靠性，能迅速配置成产品的结构化模块。由 于与通用的PC 和PC/AT 标准 （IEEE-P996 ）完全兼容，可以很快掌握其软、硬 件的使用，而且费用低，风险小，大大地缩短了产品开发周期，体现必威体育精装版技术。 PC104 的CPU 模块包括PC/AT 的所有标准功能，同时又有一些独特的功能： （1） 尺寸小，90mm*96mm； （2 ） 低功耗，典型值低于2W ； （3 ） 可通过堆接方式方便的扩充模块； （4 ） 可通过串口来显示和控制设备； （5 ） 可使用固态盘，适合嵌入式应用。 在实际应用中，PC 104 可以像芯片一样来使用，PC104 的104 条总线插针以 及串、并口及键盘插针可以看作芯片的管脚，PC104 的单一+5V 供电可通过PC104 的总线中的+5V 引脚供电，PC104 的插针可以直接焊在印制板上，也可以使用质 量好的双排插座来连接，要注意 PC104 的总线驱动能力是不一样的。最后要注 意用金属柱子及螺母连接好 PC104 的四个固定孔。PC104 还具有看门狗复位功 能，当PC104 受到外界的干扰工作不稳定时，看门狗可以及时使PC104 恢复正 常发工作状态。 4.1.2 PC104 端口 PC/104 总线信号定义和功能与它们在 ISA 总线相应部分是完全相同的。 104 根线分为5 类：地址线、数据线、控制线、时钟线、电源线。 (1) 地址线：SA0～SA19 和LA17～LA23 ：SA0～SA19 是可锁存的地址信 号，LA17～LA23 是非锁存信号，由于没有锁存延迟，因而给外设插板提供了 一条快捷途径。SA0～SA19 加上 LA17～LA23 可实现 16MB 空间寻址（其中 SA17～SA19 和LA17～LA19 是重复的） (2) 数据线：数据线SD0～SD15，其中SD0～SD7 位为低8 位数据，SD8～ SD15 为高8 位数据。 (3) 控制线： AEN ：地址允许信号，输出线，高电平有效。AEN=1 ，表明处于 DMA 控 制周期：AEN=0 ，表示非DMA 周期。此信号用来在 DMA 期间禁止 I/O 端口 的地址