工业系统驱动与控制绪论及C语言.pptVIP

工业系统的驱动与控制 任课教师 栗茂林联系电话 82663912 8416办公室 416室E mail maolinli 2020 2 12 西安交通大学工程训练中心 2 首先需要说明的问题 课时安排 32学时 授课方式及学习方法准备知识 C语言 选用教材课堂纪律关于仪器设备 损坏按规定赔偿 关于考核考试 期末大作业 平时成绩 关于训练分组 程序分别存储 E 学生专用 2020 2 12 西安交通大学工程训练中心 3 工业系统测量 驱动与控制 工业系统测量传感器信号调理电路工业系统控制给出系统指令信号r t 输入调理后的测量信号并计算偏差e t r t y t 根据偏差求出控制量工业系统驱动输出控制信号驱动执行机构消除偏差 2020 2 12 西安交通大学工程训练中心 4 主要内容 辅助内容 C语言编程及其环境 2学时 数据通道 开关量 模拟量输入 输出 8学时 信号离散化 4学时 系统动静态性能 以温度系统为例 4学时 系统模型与仿真 6学时 工业系统的PID控制 以一阶与二阶系统为例 6学时 总结复习 2学时 2020 2 12 西安交通大学工程训练中心 5 课程目的和基本要求 掌握工业系统进出计算机的数据通道 理解信号离散化原理 掌握其工程实现方法 掌握系统动静态特性的概念及其测试方法 了解工业系统的建模方法 以及相关的时 频域分析 掌握工业闭环系统的基本构成 掌握PID控制的基本思想 并能针对一阶 二阶实际系统 完成相应的PID控制策略 2020 2 12 西安交通大学工程训练中心 6 控制系统实例 伺服电机转速闭环控制系统 整形 光电对管 码盘 传感器 信号调理电路 测量电路 实际转速n AI 变频器 M 控制器 期望转速ne AO 速度伺服 F V 工业计算机 数据通道 单片机数字信号处理器嵌入式微处理器可编程控制器 2020 2 12 西安交通大学工程训练中心 7 机器人 2020 2 12 西安交通大学工程训练中心 8 工业计算机及数据通道简介 P9 第20章 自学 C语言 2020 2 12 西安交通大学工程训练中心 10 内容提要 C语言的语法C语言的基本运算C语言的流程控制语句控制系统中常用的C语言函数TC2 0环境的使用C语言程序的编写和要求 2020 2 12 西安交通大学工程训练中心 11 C语言的语法 C语言的特点 程序以函数为单元 并且有且仅有一个主函数main 变量的声明和定义必须在函数头部 语句必须以 结束 注释 C语言允许直接访问物理地址 能进行位 bit 操作 可以直接对硬件进行操作 2020 2 12 西安交通大学工程训练中心 12 C语言的语法 C语言的数据类型 基本类型 整型 int short long unsigned 数据在内存中以二进制形式存放 实型 也称浮点型 float double 字符型 char 构造类型 数组 inta 10 结构体 struct 共用体 union 指针类型 int char float 空类型 2020 2 12 西安交通大学工程训练中心 13 C语言的基本运算 算术运算 2020 2 12 西安交通大学工程训练中心 14 C语言的基本运算 算术赋值运算 2020 2 12 西安交通大学工程训练中心 15 C语言的基本运算 关系运算 2020 2 12 西安交通大学工程训练中心 16 C语言的基本运算 逻辑运算 2020 2 12 西安交通大学工程训练中心 17 C语言的基本运算 位运算 2020 2 12 西安交通大学工程训练中心 18 位运算的举例 位 与 运算 规则 两个运算量中相应位都是1 则该位的结果为1 否则为0 例 01010000 x y 0 x50 01010000 2020 2 12 西安交通大学工程训练中心 19 位运算的举例 位 或 运算 规则 两个运算量中相应位只要有一个是1 则该位的结果为1 否则为0 例 01011111 x y 0 x5f 01011111 2020 2 12 西安交通大学工程训练中心 20 位运算的举例 位 反 运算 规则 一个运算量的每一位都取反 即将1变为0 0变为1 例 10101010 x 0 xaa 10101010 2020 2 12 西安交通大学工程训练中心 21 位运算的举例 移位运算 规则 对整型操作数中的每一位向右或向左移动 变量一端被移出的位舍弃 另一端空出的位以0填补 例 00000101 x 4 0 x05 在计算机系统中常常采用移位运算以快速实现乘法和除法的运算 每左移1位等效于乘以2 每右移1位等效于除以2 2020 2 12 西安交通大学工程训练中心 22 C语言的基本运算 屏蔽字MASK 8 constunsignedcharMASK 8 0 x01 0 x02 0 x04 0 x08 0 x10 0 x20 0 x40 0 x80 0 x01 000000010 x02 000000100 x04 000001000 x08 000010000 x10 000100000 x20 001000000 x40 010000000 x80 10000000 2020 2 12 西安交通大学工程训练中心 23 位运算的应用举例 思考 如何从一个字节byte中取出第n位 方法1 先右移n位 再与 0 x01 bit byte n 2020 2 12 西安交通大学工程训练中心 24 位运算的应用举例 01101110 1 先右移n位 再与 0 x01 bit byte n 2020 2 12 西安交通大学工程训练中心 25 C语言的流程控制语句1 顺序控制结构选择控制结构if 表达式 语句1else语句2switch 表达式 case常量表达式1 语句1 break case常量表达式2 语句2 break case常量表达式n 语句n break default 语句n 1 2020 2 12 西安交通大学工程训练中心 26 C语言的流程控制语句2 循环控制结构 for while break continue while 表达式 语句do语句while 表达式 for i 0 i N i 语句 2020 2 12 西安交通大学工程训练中心 27 常用的C语言函数1 标准输入输出 scanf d 写端口 2020 2 12 西安交通大学工程训练中心 28 C语言中几个常用的函数2 键盘输入函数 kbhit while kbhit 没有按下任意键继续 bioskey 0 返回按键的键值 延时函数 delay millisecond 延时若干毫秒sleep second 延时若干秒 2020 2 12 西安交通大学工程训练中心 29 键盘控制 bioskey intcmd 它在bios h头文件中进行了说明该函数实际上调用了BIOS的INT16H中断 参数用来确定bioskey 如何操作 2020 2 12 西安交通大学工程训练中心 30 TurboC2 0环境 管理文件和目录 装入或保存程序等 进入TurboC的编辑程序 输入和修改源程序 管理多文件工程 设置编译程序和连接程序的各种选择项 设置各种调试选择项 设置断点 在调试阶段以便监视所需的变量 编译 连接和运行装入TurboC环境的当前程序 编译和连接装入TurboC环境的当前程序 2020 2 12 西安交通大学工程训练中心 31 TurboC2 0环境 File 管理文件和目录 装入或保存程序等 Edit 进入TurboC的编辑程序 输入和修改源程序 Run 编译 连接和运行装入TurboC环境的当前程序 Compile 编译和连接装入TurboC环境的当前程序 Project 管理多文件工程 Options 设置编译程序和连接程序的各种选择项 Debug 设置各种调试选择项 Break Watch 设置断点 在调试阶段以便监视所需要观察的变量 2020 2 12 西安交通大学工程训练中心 32 TurboC2 0环境 Break Watch Watch指屏幕的监视窗口 位于屏幕的编辑窗口的下部 可以从这个监视窗口中看到你所指定的某些变量在程序执行过程中的变化 AddWatch 允许键入变量名或表达式 在调试程序时 通过窗口监视该变量或表达式的变化情况 DeleteWatch 在监视窗口中删除变量或表达式 EditWatch 允许修改监视窗口中的变量或表达式 2020 2 12 西安交通大学工程训练中心 33 TurboC2 0环境 菜单栏 Alt FF10几个常用的命令打开 F3保存 File Writeto F2编译 F9 运行 Ctrl F9调试 单步 F8断点 Ctrl F8观察变量 Ctrl F7全屏 窗口模式切换 Alt Enter 2020 2 12 西安交通大学工程训练中心 34 TurboC2 0环境 环境配置文件 2020 2 12 西安交通大学工程训练中心 35 C语言程序的编写和要求 需要解决的问题是什么 抓住主要问题把自然语言描述转换为计算机语言描述 伪代码如何解决 理清思路 画出流程图记事本上先编写代码 在TC环境中调试模块化编程 主函数中的语句尽量清晰明了 多用子函数来完成功能模块 2020 2 12 西安交通大学工程训练中心 36 程序编写提示 使用帮助 F1或Ctrl F1根据函数说明快速使用提高程序可读性 程序模块化简洁 明了 易读缩进编写多写注释程序调试 单步执行 加watch 观察变量 2020 2 12 西安交通大学工程训练中心 37 变量申明 全局变量与局部变量 作用域 intx x就是一个全局变量 main inty y就是一个局部变量 尽量少用全局变量 因为系统为其分配固定的永久存储空间 而系统为局部变量分配动态存储空间 2020 2 12 西安交通大学工程训练中心 38 程序规范 IntI 全局变量 main intDI in 6 DO out 6 i 局部变量 DataInput 参数 ReadPort 参数 WritePort 参数 Control 参数 DataOutput 参数 2020 2 12 西安交通大学工程训练中心 39 训练 从屏幕输入两个十进制数 要求程序判断第一个数第5位 第二个数的第0位是否为0 字节二进制编码由高到低为位的顺序为7 0 2020 2 12 西安交通大学工程训练中心 40 main inta b a1 b1 printf PleaseInputTwo