集散控制系统与现场总线技术期末考试总结(2)

看门狗电路原理

看门狗芯片和单片机的一个I/O引脚相连,该I/O引脚通过程序控制它定时地往看门狗的这个引脚上送入高电平(或低电平),这一程序语句是分散地放在单片机其他控制语句中间的，一旦单片机由于干扰造成程序跑飞后而陷入某一程序段不进入死循环状态时,写看门狗引脚的程序便不能被执行,这个时候,看门狗电路就会由于得不到单片机送来的信号,便在它和单片机复位引脚相连的引脚上送出一个复位信号,使单片机发生复位,即程序从程序存储器的起始位臵开始执行,这样便实现了单片机的自动复位.

RTOS

当外界事件或数据产生时，能够接受并以足够快的速度予以处理，处理的结果又能在规定的时间内来控制生产过程或度对处理系统做出快速响应，并控制所有实时任务协调一致运行。

特点：

? 实时：每个可执行的任务都能及时响应，都可享用“时间片”。 ? 多任务：多个程序并行执行。

? 响应异步实体：能够接受来自外部的中断

? 能够保证任务切换时间：必须有定时系统和实时时钟

? 必须有尽快的中断响应时间：即对最高优先级中断的快速响应 ? 可以实现多任务调度功能：循环、优先级 ? 必须可以实现同步和互斥功能：资源共享

CSMA/CD

优点：原理比较简单，技术上易实现，网络中各工作站处于平等状态，不需要集中控制，不提供优先级控制

缺点：网络负载增大时，发送时间增加，发送效率急剧下降。

原理：发送数据前先侦听信道是否空闲。如果空闲，则立即发送数据。如果忙碌，则等待一段时间至信道中的信息传输结束后再发送数据。若在上一段信息发送结

束后有两个或以上的节点都提出发送请求，则判定为冲突。冲突的话就立即停止发送数据，等待一段时间后再重新尝试。先听先发，边发变听，冲突停发，随机延迟后重发。 Token Bus/Token Ring

令牌总线（Token Bus）是一种在总线拓扑结构中利用令牌（Token）作为控制节点访问公共传输介质的控制方法。在令牌总线网络中，任何一个节点只有在拿到令牌后才能在共享总线上发送数据。若节点不需发送数据，则将令牌交给下一个节点。

CSMA/CD与Token Bus都是针对总线拓扑的局域网设计的，而Token Ring 是针对环型拓扑的局域网设计的。如果从介质访问控制方法的角度看，CSMA/CD属于随机型介质访问控制方法，而Token Bus 和Token Ring属于确定型介质访问控制方法。Token Bus适用于实时性要求较高的场合。 OSI的七层：

? 物理层:数据单位为比特。为数据端设备提供传送数据的通路 ? 数据链路层：数据单位为帧。为网络层提供数据传送服务

? 网络层：数据单位为数据包。选择合适的网间路由和交换节点，确保数据及

时传送。主要设备是路由器 ? 传输层：数据单位为数据段。

? 会话层：以后单位均为报文。不参与具体的传输，提供包括访问验证和会话

管理在内的建立和维护应用之间通信的机制。如用户登录验证。

? 表示层：主要解决用户信息的语法表示问题。将某一用户使用的抽象语法转

化为OSI系统内部使用的传送语法。如数据的压缩和解压缩，加密和解密。

? 应用层：为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口。 TCP/IP：

? 网络接口层：定义物理介质的各种特性。

? 网络层：负责相邻计算机之间的通信。Ip协议是网络层的核心

? 传输层：提供应用程序之间的通信；格式化信息流，提供可靠传输。接收端

必须发回确认，并且假如分组丢失，必须重新发送 ? 应用层：提供常用的应用程序 PID：

U(t)?Kc[e(t)?1Ti?t0e(t)dt?Tdde(t)]dt

?U(k)?U(k)?U(k?1)?Kc{[e(k)?e(k?1)]?TTe(k)?d[e(k)?2e(k?1)?e(k?2)]}TiT

PID整定方法：

（1） 临界比例度法/闭环震荡法

通过试验得到临界比例度PB和临界周期Tk，然后根据经验公式求出控制器各参考值。被控系统稳定后，首先将积分时间放大最大，微分时间放到0，相当于只使用比例作用。然后观察其阶跃响应，从大到小逐步把控制器的比例度减小，看测量值震荡的变化情况，当产生恒定幅度和周期的震荡波形时，记下PB，Tk。然后根据经验公式求得PID参数。

特点：不需要求得控制对象的特性，而可以直接在闭合的系统中进行整定，适用于一般的系统。对于临界比例度比较小的系统不适用，而且有的系统是不容许震荡的。

（2） 衰减曲线法

跟1差不多，只是不是等幅振荡，而是衰减4:1或者10:1的时候记下衰减比例度Ps和衰减周期Ts，然后根据经验公式求得

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