品系列。

国内目前的应用大多集中在等品种的单片微型计算机上。

更高性能的位单片微型计算机还少有应用，方面是由于目前高性能的位位单片微型计算机已能满足绝大多数应用场合需要另方面，这类单片机编程难度较大，没有提供优良的性价比，使这类单片机的潜能未能真正发挥。

公司从年起推出的系列位单片机是种特别适合于高速控制场合的高性能的微控制器，在高技术工业控制领域得到了广泛的应用，具有许多位单片机所无法比拟的优点。

由于它高性能的寄存器寄存器结构，可以很好地运用于实时控制应用场合。

是公司九十年代初期性能较强的第二代芯片，它属于带有高速输入输出的系列。

其数据地址总线均为位，使用家族共享指令系统，集成了时钟发生器端口转换输出串行口定时计数器监视定时器高速输入输出器等。

特别的是在串行口功能上除了支持异步串行通讯之外，还增加了同步串行口，可以支持多种标准的同步串行传输协议。

同时随着芯片制造技术的发展，该芯片的价格也较低。

因此，本课题选用功能强速度快抗干扰性能好性价比高的单片机来设计这个系统，既能满足实时仿真控制系统的要求，又有很好的经济性。

现场总线技术发展随着控制计算机通信网络等技术的发展，信息交换沟通的领域正在迅速覆盖从工厂的现场设备层到控制管理的各个层次，覆盖从工段车间工厂企业乃至世界各地的市场。

要实现整个生产过程的信息集成，要实施综合自动化，就必须设计出种能在工业现场环境运行的性能可靠造价低廉的通信系统，以实现现场自动化智能设备之间的多点数字通信，形成工厂底层网络系统，实现底层现场设备之间以及生产现场与外界的信息交换。

现场总线就是在这种背景下发展起来的新技术。

年，美国仪器仪表学会开始制定现场总线标准。

年，国际电工委员会批准了物理层标准。

年，由等公司成立组织，以德国为基础制定现场总线标准。

年，成立基金会。

同年由中国仪器仪表学会等组织牵头成立中国分会，成为成员之。

其间还有些影响颇大的公司和机构牵头成立现场总线组织等。

由于存在着技术和商业利二〇〇二年三月八日星期五益的多种问题，各大组织和公司集团各持己见互不相让，延误了现场总线的研究开发和总线标准的产生。

在这种情况下，年和握手言和，联合成立了现场总线基金会。

该基金会聚集了世界著名仪表，集散系统制造商，研究机构和大型用户，已有成员多家，以及几十家最终用户组成的顾问委员会。

和在现场总线标准技术问题上取得致意见，大大促进了现场总线标准的制定工作。

在现场总线物理层已获批准的情况下，于年季度完成了低速总线的最后工作，安装了示范系统，开始了运行考核阶段，并可提供标准化产品。

高速总线也完成了部分测试试验和其它工作。

现有的几个总线组织和大公司已经推出了些现场总线，如，但最终将统到个标准之下是必然的。

按和现场总线基金会的定义，现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式，双向传输，多分支结构的通信网络。

有通信就必须有协议，从这个意义上讲，现场总线就是个定义了硬件接口和通信协议的标准。

进步说，现场总线不单单是种通信技术，关键是用新代的现场控制系统代替传统的集散系统，实现智能仪表，通信网络和控制系统的集成。

现场总线是仪器仪表和自动化领域的次新的革命。

具有信号传输全数字化，系统结构全分散式，现场设备有互操作性，通信网络全互连式，技术和标准全开放式的特点。

同传统的集散系统相比，的优点与现场总线的原理密切关联，有如下优点经济性，对结构，对传输线，连接台仪表双向传输多个信号，节省电缆费用可观，且安装简单，维护容易可靠性，现代数字信号传输技术抗干扰能力强，精度高可控性，操作员在控制室既可了解现场仪表的工作状况，也能对其进行参数调整综合性，现场总线仪表简称现场仪表具备智能和综合能力，可检测，变换，补偿，又有控制和运算功能，实现表多用，既方便，又节省互换性和互操作性，打破了传统自成体系，互相封锁的局面现场总线允许选用各制造商性能价格比最高的产品集成在起，实现即接即用，即对不同品牌的仪表或设备互相连接，统组态。

开放性，现场总线为开放互连网络，所有技术和标准全是公共的，既可与同层网络互连，也可与不同层次网络互连，共享资源，统调度。

现场总线是目前工业控制领域最热门的话题。

现场总线技术在控制领域二〇〇二年三月八日星期五的发展速度普及程度可和计算机网络世界的相媲美。

总线是目前最有前途的现场总线，将会得到越来越广泛的应用。

据报道，年欧洲市场已经销售了亿个节点。

总线以其高性能高可靠性及其独特的设计已在各种控制设备交通工具医疗仪器以及建筑环境控制等部门得到了广泛应用，控制器局部网属于现场总线的范畴，它是种有效支持分布式控制或实时控制的串行通讯网络。

的应用范围遍及从高速网络到低成本的多线路网络。

在自动化电子领域的汽车发动机控制部件传感器抗滑系统等应用中，的位速率可高达。

同时，它可以廉价地用于交通运载工具电气系统中，例如，灯光聚束电气窗口等等以代替所需要的硬件连接。

属于总线式串行通信网络，由于其采用了许多新技术及独特的设计，与般的通信总线相比，总线的数据通信具有突出的可靠性实时性和灵活性。

因此，本课题在现实验台模拟装置上对系统进行联调，在实验中不断完善，最后调试出个性能良好的智能接口控制系统。

二〇〇二年三月八日星期五下步工作及展望接口控制系统基于总线的智能高速控制卡和模拟量输出卡虽然研制成功了，但是系统的些硬件芯片和电路模块还存在可更新和升级的问题。

例如模拟量输出卡上的芯片市面上存货已经不多，生产厂家几乎不再批量生产，可以采用相同功能和兼容电气参数的芯片取代之又如该卡的逻辑控制电路和模拟多路开关电路是有片芯片连接构成，其数字逻辑可以集中到片可编程逻辑器件中，总线仲裁逻辑控制模块也可以用设计，这样可以大量简化电路设计。

作者推荐使用公司的可编程逻辑器件，但是公司的供货是采用代理商的销售方式，中国区授权为香港骏龙公司代理，般采用批发的形式出货，小批量的产品必须提前到两个月的时间预定，否者价格上会很吃亏。

因此在设计时间和设计过程中要考虑这个供货的问题。

总之，作者在接口控制系统的设计和研制中，作出了相当的努力工作，基本完成了计划任务，但是仍有许多不足之处有待后续开发人员继续研究解决。

二〇〇二年三月八日星期五参考文献孙涵芳位单片机北京航空航天大学出版社，年月，白焰等分散控制系统与现场总线控制系统中国电力出版社，年月汪建，系列单片机原理及应用技术华中理工大学出版社，年月，赵曙光，郭万有，杨颂华可编程逻辑器件原理开发与应用西安电子科技大学出版社年月，程军单片机应用实践与语言开发北京航空航天大学出版社，年月唐世林，李红宁电站仿真机并行分布式智能接口系统华北电力技术，年第期王幸之，王雷，翟成，王闪单片机应用系统抗干扰技术北京航空航天大学出版社，年月彭杏芳可编程逻辑器件与硬件描述语言武汉大学出版社，年宋万杰，罗丰，吴顺君技术及其应用，西安电子科技大学出版社年月程树良分布式智能接口系统及程序设计计算机应用，年第期耿德根通用可编程列逻辑芯片原理与应用江苏启东计算机厂，年月张桂香，王辉计算机控制技术电子科技大学出版社，年月李朝青，单片机原理及接口技术北京航空航天大学出版社，年月李明学，周广兴，于海英，孔庆臣计算机控制技术哈尔滨工业大学出版社，年月，何克忠，李伟计算机控制系统清华大学出版社，年月，汪建系列单片机中若干问题的讨论微处理机，年第期蒋璇，臧春华数字系统设计与应用技术电子工业出版社，年月杨振江转换器接口技术与实用线路西安电子科技大学出版社，年月倪远平，罗毅平计算机控制技术重庆大学出版社，年月，二〇〇二年三月八日星期五马厚勇器件在数字系统中的应用实例中国电子学会遥感遥测遥控专业分会会刊，年第期刘明俊，杨壮志，张拥军，郭鸿武计算机控制原理与技术国防科技大学出版社，年月张卫杰魏震生路平基于微处理器的高速串行通讯电子技术应用，年第期高光天数模转换器应用技术科学出版社，年月王汉义模数与数模转换技术基础哈尔滨船舶工程学院出版社，年月游景玉实时仿真技术及其应用珠海出版社，年月孙涵芳，徐爱卿系列单片机原理及应用北京航空航天大学出版社，年月，李杏春，徐平，李华，赵嘉蔚等单片机原理及实用接口技术北京航空航天大学出版社，年月冯涛，王程可编程逻辑器件开发技术Ⅱ入门与提高人民邮电出版社，年月厦路易，石宗义电路原理图与电路板设计教程北京希望电子出版社，年月邬宽明总线原理和应用系统设计北京航空航天大学出版社，年月，肖易，肖明单片机抗干扰技术及应用电子产品世界，年第期欧德翔，汪至中基于总线分布式控制系统智能节点的设计电子产品世界，年第期阳宪惠现场总线技术及其应用清华大学出版社，年月，肖海荣，周凤余基于的总线系统智能节点设计计算机自动测量与控制，年第期王毅峰，李令奇在数据采集与控制系统中的应用微计算机信息，年第期张培仁，王洪波总线控制器国外电子元器件，年第期马维华，奚抗生，易仲芳，毛建国从到Ⅲ微型机算机及接口技术科学出版社，年月二〇〇二年三月八日星期五王东微，顾宏，洪义平基于总线的安全巡检系统的信息采集及处理电子产品世界，年第期付睿智能接口控制系统硬软件设计研制武汉理工大学硕士学位论文，年月，陈粤初，吴悌远，刘伟民单片机应用系统设计与实现北京航空航天大学出版社，年月，夏化龙仿真器用户手册中国航空工业总公司第六五所，年月黄宏伟系列单片机仿真器手册启动星光单片机厂年月孙德和，袁钺常用电路芯片参考大全海洋出版社，年月王尔乾，梁鹿亭，刘和益集成电路设计和应用手册年月产品资料全集美国美信集成产品公司，年产品资料全集骏龙科技有限公司，年，二〇〇二年三月八日星期五致谢本文是在我的导师陈明昭教授的悉心指导下完成的，他提出了深思熟虑的建议，提高了本文的整体质量。

导师渊博的知识严谨的治学态度高度的责任心平易近人的品德，使学生获益菲浅，终生难忘。

在攻读硕士学位期间，导师在学习工作和生活上给予了作者许多关心和帮助，使本文得以顺利完成，至此谨向我的导师表示深深的敬意和由衷的感谢，在课题研究期间，得到能源与动力工程学院系统仿真及控制技术研究中心唐洪高级工程师孙俊讲师高海波讲师和尚前明助教的大力支持和帮助，使我在理论知识工作能力等方面得到很大的提高，在此向他们表示由衷的感谢。

还要感谢刘波硕士和同室好友的支持，他们给予本文许多恰到好处的帮助。

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