电子研发及维修工程师基础培训系列讲座5--怎样去编写电路控制程序(嵌入式系统)

电子研发与维修工程师基础培训第四课怎样去编写电路控制程序？——电路控制模式分类介绍、嵌入式系统及相关、单片机、程序详解赵贵生南京威达天宇医疗器械有限公司北京科技开发研究所贵生电子工作室自我介绍赵贵生研发工程师/技术主管毕业于河北医科大学医学影像技术系。毕业后一直效力于北京科技开发研究所，从事医用X射线机及相关产品的理论研究与产品研发。目前主要负责市场新技术调研及产品控保系统的研发设计：主控程序的开发、触摸屏系统的开发、主控电路板的设计与制作、新机型的调试与测评等。埋头于医疗电子硬件研发的第一线：一路走来，曾做过装配工、调试员、可行性分析师、设计过功能芯片、开发过两套大型X-RAY设备。沉迷于技术，醉心于电子。一直在学习，不敢有倦意！联系方式：QQ:849516784邮箱:[e-mail]贵生电子工作室电子研发与维修工程师入门基础培训系列主要内容主要内容为一些最基础的但必须要知道的知识与技能，规划为十节课，预计花一个星期时间，每天两课，上午讲解理论方面，下午带大家去实验室实地讲解和演练。•第一课：怎么看懂电路图（板）？——基本元器件的认识。•第二课：怎样焊接电子电路？——电子电路手工焊接方法、电铬铁保养方法、实际生产的焊接方式•第三课：怎样去画电子电路？——电路设计软件PROTEL的运用。•第四课：怎样去画机器结构或外壳？——机械制图软件CAXA2007的运用。•第五课：怎样去编写电路控制程序？——电路控制模式分类介绍、嵌入式系统及相关、单片机、程序详解贵生电子工作室主要内容为一些最基础的但必须要知道的知识与技能，规划为十节课，预计花一个星期时间，每天两课，上午讲解理论方面，下午带大家去实验室实地讲解和演练。•第六课：怎么调试和维修电路？——电路调试工具的介绍、调试方法、维修方法与要领。•第七课：怎样去设计电路？——电路设计的一些原理。•第八课：怎样去提高效率？——企业的一些标准规范。•第九课：怎么样才算上一个好的工程师？——针对工程师的一些职业建议。•第十课：怎样去看待市场？——X线机的相关知识及目前的市场分析。电子研发与维修工程师入门基础培训系列主要内容贵生电子工作室一、先修内功：从事电子研发或维修，须先炼内功。学好《模电》、《数电》及《C》方可打开任督二脉。内功扎实之后，才能练习技能招数，否则如空中楼阁，必有倾倒之日。基础夯实后学其他技能知识也如虎添翼，非常给力。二、再练招数：学习要坚持面向对象、面向使用的原则。要活学活用，勤于实践，在实践中反过来学理论。只钻理论，迟早会忘，不如操刀实战。光有武功秘籍是没用的，须勤练招数，实践之初也许失败，但坚持的人终会成功。三、英雄相惜：学习、研发或维修，建议大家一起学习，互相交流，树立自己的工程师朋友圈。人在江湖，没有人可以一个人自成一派。当然有团队就更好，因为要想成功，不要忽视团队的力量！四、学好英语：正如一些高深武功秘笈是蝌蚪文一样，很多正宗的技术文档都是英文。做设计写程序等之前都须先仔细看懂其所用芯片的DataSheet，有条件的还是看英文原文。学好英语，百利而无一害，否则会很纠结！写在前面贵生电子工作室第五课第五课：怎样去编写电路控制程序？——嵌入式系统及相关。主要内容:1、电路控制方式全析2、嵌入式系统详解3、单片机控制详解4、程序实例（自动煮蛋器）教人用程序，毁人一天。教人写程序，毁人一生。－－伤不起的程序猿贵生电子工作室一电路控制方式全析（一）手动控制通过人力（或人为因素）去控制电子电路及机械装置。例如：按下开关使灯亮，拉下开关使灯灭（如咱们X光机的门灯系统。）一百年前的X-ray机也是采用手动接通开关来控制的。随着时代的进步，科技的发展。才逐渐取代手动控制模式，走向智能化。不过目前很多场合，手动控制依然很常见。如家里的电灯控制。（二）机械装置控制通过“发条”或运动限位开关等机械装置，控制电路。如机械限时器或者咱们实验室墙上的湿度保护装置。当空间湿度到过一定程度，接触的弹簧片机械装置弹开，控制系统启动。贵生电子工作室一电路控制方方式全析（三）模拟电路控制通过电子电路内部的组合设计构成的智能逻辑控制，当达到设定值完成对自身或对外界的控制。例如：医院限束器上定位灯的开关控制。（原理：上电启动或者手动启动，定位灯亮。启动后进入倒计时模式，设定时间到达后，因为电路自身的控制使自动灭灯。基础原理是利用NE555芯片构成的简单时基电路。）贵生电子工作室一电路控制方式全析（四）数字电路控制通过电子电路数字芯片组的组合设计构成的智能逻辑控制，当达到设定值完成对自身或对外界的控制。实际应用中，模拟与数字控制常交互。在一个整体设计中，单纯数字电路控制并不多见。但在单独的功能模块设计中，较多见，如咱们医用X光机的KV检测模块。检测外界的高低电平，当出现电平变化时，产生相应控制信号。苛刻来说，上页中555控制属数字控制，但连接外部模拟输出，故可划为模拟控制部分，大家理解就行，不必死缠概念。咱们在设计中参考概念即可，但切忌死磕理论，灵活变通，方成大局。贵生电子工作室一电路控制方方式全析（五）继电器逻辑控制通过继电器的组合设计构成的智能逻辑控制，完成对自身或对外界的控制。例如：老式工频医用X线机的控制。温馨提示：这电路是我曾经教材学的东西，随着科技的进步，该种控制方式已老。大家不必细看（要理解这种设计思想），不过，大家要知道，有时候继电器组合，也能干成大事，电子学的前辈不是盖的。呵呵。贵生电子工作室一电路控制方方式全析（六）电气控制利用交流接触器等电气器件的逻辑连接，实现自锁控制、互锁控制、顺序控制工作正常与点动连锁控制、多点控制连锁控制、自动循环控制等控制模式，从而达到控制目的。该控制模式可以说是为继电顺控制的升级，在自动化中最为常用。例如机床系统控制电路图。贵生电子工作室一电路控制方方式全析（七）PLC控制与上节类似，单独出来是因为现在可编程控制器（PLC）已成主流，在自动化该模式控制利用PLC核心控制单元控制外围电路，实现自锁控制、互锁控制、顺序控制工作正常与点动连锁控制、多点控制连锁控制、自动循环控制等控制模式，从而达到控制目的。例如机床系统控制电路图。PLC是60年代末发展起来的一种新型的电气控制装置，它将传统的继电控制技术和计算机控制技术融为一体，被广泛应用于各种生产机械和生产过程的自动控制。传统的继电接触控制具有结构简单、易于掌握、价格便宜等优点，在工业生产中广泛应用。但这类控制装置体积大，耗电较多，功能少，特别是靠硬件连接构成系统，接线复杂，通用性和灵活性差。1，PLC的概述：贵生电子工作室一电路控制方式全析（七）PLC控制进入80年代，随着微电子技术和计算机技术的发展，可编程控制器的功能已远远超出逻辑控制、顺序控制的范围，它具有数据运算、传送与处理功能和可以进行模拟量控制、位置控制，特别是远程通讯功能的实现，易于实现柔性加工和制造系统，因此将其称为可编程控制器（ProgrammableController）简称PC,但为了与个人电脑PC相区别，仍将其称为PLC。目前PLC已广泛应用于冶金、矿业、机械、轻工等领域，加速了机电一体化的进程。2，PLC的主要特点：(1)可靠性高，抗干扰能力强。由于采用大规模集成电路和微处理器，使系统器件数大大减少，并且在硬件的设计和制造的过程中采取了一系列隔离和抗干扰措施，使它能适应恶劣的工作环境，具有很高的可靠性。(2)编程简单，使用方便。目前大多数PLC均采用梯形图编程语言，沿用了继电接触控制的一些图形符号，直观清晰，易于掌握。(3)通用性好，具有在线修改能力。PLC硬件采用模块化结构，可以灵活地组态以适应不同的控制对象，控制规模和控制功能的要求。且可通过修改软件，来实现在线修改的能力，因此其功能易于扩展，具有广泛的工业通用性。贵生电子工作室一电路控制方式全析（七）PLC控制3，PLC的控制系统组成图示：PLC内部主要由主机、输入/输出接口、电源、编程器、扩展接口和外部设备接口等几部分组成。贵生电子工作室一电路控制方方式全析（七）PLC控制4，PLC的实际接线图图示：贵生电子工作室一电路控制方方式全析（七）PLC控制5，PLC的程序举例：贵生电子工作室一电路控制方式全析（八）单片机控制单片机(定义)：即单片机微型计算机，是将计算机主机(CPU、内存和I/O接口)集成在一小块硅片上的微型机。最常用的8051单片机单片机开发系统：单片机系统一般采用单片单板机和专用仿真器进行开发，实现单片机应用系统的硬、软件调试与改进。贵生电子工作室单片机主要为工业测控而设计，又称微控制器（Microcontroller)，具有高集成度、高可靠性、高性价比的特点。主要应用于工业检测与控制、计算机外设、智能仪器仪表、通讯设备、家用电器等。特别适合于嵌入式微型机应用系统。单片机的应用特点：温馨提示：单片机是咱们日常生活中应用最常见最普遍的控制方式，该控制方式的实例及编程方法在本PPT后面将有详细介绍，这里不作赘述。最终产品8051单片机贵生电子工作室一电路控制方方式全析（九）CPU板卡级控制将CPU、存储器、I/O接口电路和总线接口等组装在一块主机板（即微机主板）。各种适配板卡插在主机板的扩展槽上并与电源、软/硬盘驱动器及光驱等装在同一机箱内。白话就是计算机控制，基于CPU之上可以通过不同的软件平台及软件构成不同的控制操作系统。该控制方式相当常见（常作整体的控制及信号处理用）。贵生电子工作室一电路控制方式全析（十）综合控制前九个分类，也仅仅是个举例，大家理解即可。实际控制方式远远多于此也更加复杂。就如单片机应用系统不单包含单片机，普遍地还包含了许多类型的外围应用电路；PLC的核心还是一个单片面控制模式等等。实际控制中，常常是一个综合的运用，大家在以后的设计中，要注重多方位结合，综合全面地考虑问题，利用相关的控制方式优化咱们的设计。下面我就和大家一起分析几个控制电路吧。GPS导航仪贵生电子工作室贵生电子工作室休息，休息一会儿吧!正在努力奋斗的你，别忘了休息你的眼睛哦！贵生电子工作室团队“我们一直在努力探索X线机的最新技术……”初中时一同学家里是卖花圈的，一天班主任开班会告诉说班主任老妈病危了，他要回家照顾……然后就是各种嘱咐。正当老师在那滔滔不绝时……我班那哥们站起来十分严肃的说：老师，你买我们家的花圈吧。贵生电子工作室二嵌入式系统详解开始讲嵌入式操作系统之前，我先与大家分享一下它的一些应用：贵生电子工作室军事装备阿富汗参加反恐作战的“赫耳墨斯”价值4万美元，可携带2架摄像机，发挥了很好作用。军事侦察应用贵生电子工作室信息家电应用家电：数字电视、信息家电、智能玩具、手持通讯、存储设备的核心。贵生电子工作室家庭智能管理系统社区建筑的水、电、煤气表的远程自动抄表，安全防火、防盗系统，远程点菜器等。贵生电子工作室汽车电子产品（18个嵌入式控制模块）——CAN总线网络VOLVOS80汽车的CAN总线网络汽车电子贵生电子工作室智能玩具与机器人贵生电子工作室基于RTLinux的仿人机器人高48cm重:6kg灵活性：20DOF操作系统:RT-Linux接口形式:USB1.0(12Mbps)响应周期:1ms能源：DC24Vx6.2A(150W)制造：富士通贵生电子工作室仿人型机器人HumanoidbyUniversityofHumanoidbyBeijingDefenseTechnologyin1999InstituteofTechnologyin2002贵生电子工作室模块化机器人的智能控制贵生电子工作室智能机器鱼技术研究贵生电子工作室贵生电子工作室贵生电子工作室二嵌入式系统详解本人业余对机器人特别感兴趣，以后工作之余咱们可以一起制作上面的一些机器人，好了，咱们开始讲嵌入式系统分类，感兴趣的同学认真听哦：2.嵌入式系统的产生和发展•20世纪70年代～无操作系统阶段(单片机)•20世纪80年代～简单操作系统阶段•20世纪80年代～嵌入式实时操作系统•20世纪90年代～面向Internet阶段嵌入式系统起源于微型计算机时代。——PC时代嵌入式计算机系统与