工控主板編程

Ⅰ 什麼是工控機 板卡能實現什麼樣的的功能

工控機是計算機的一種，主要用在各種工業環境下。比如工廠的控制系統DCS，工控機一般安裝在這些控制系統的機櫃中，這種場合的環境條件相對較差，主要在溫濕度、電磁干擾、灰塵、振動等。
工控機種類也比較多，普通機架式的，一體化的（包含屏幕、鍵盤、主機）等等。

跟一般的計算機相比：
首先機箱顯得比較笨重有些簡單的防塵設計；
主板不同，根據不同的需求設計（比如擴展插槽比較多）；
有些應為考慮抗震等原因，採用CF卡之類的存儲介質代替普通硬碟。

工控機的板卡，在不同的行業有不同的應用，有擴展介面的（比如多串口卡），有做數據採集的等等

跟PLC的區別：工控機本質還是計算機，可以根據需要安裝操作系統和軟體。PLC應該說是嵌入式系統，裡面的操作系統一般不是windows、linux等等這些，而且使用者是看不到的，更無法更改。使用者通過配套的編程環境（一套軟體，安裝在一般的計算機上）完成程序設計並生成可執行程序，下載到PLC，PLC直接執行。PLC由於系統簡單、運行的程序也很少等等原因，所以可靠性和實時性比工控機要好很多。PLC的外觀形態也跟工控機截然不同，具體可以參考各知名廠家（GE、西門子、施耐德、羅克韋爾等）的產品。

Ⅱ 14. 微型計算機分為哪幾類

分類：網路計算機、工業控制計算、機個人計算機、嵌入式計算機

一、網路計算機
（1）伺服器（Server）
專指某些高性能計算機，能通過網路，對外提供服務。相對於普通電腦來說，穩定性、安全性、性能等方面都要求更高，因此在CPU、晶元組、內存、磁碟系統、網路等硬體和普通電腦有所不同。伺服器 伺服器是網路的節點，存儲、處理網路上80%的數據、信息，在網路中起到舉足輕重的作用。它們是為客戶端計算機提供各種服務的高性能的計算機，其高性能主要表現在高速度的運算能力、長時間的可靠運行、強大的外部數據吞吐能力等方面。伺服器的構成與普通電腦類似，也有處理器、硬碟、內存、系統匯流排等，但因為它是針對具體的網路應用特別制定的，因而伺服器與微機在處理能力、穩定性、可靠性、安全性、可擴展性、可管理性等方面存在差異很大。伺服器主要有網路伺服器（DNS、DHCP）、列印伺服器、終端伺服器、磁碟伺服器、郵件伺服器、文件伺服器等。
（2）工作站（Workstation）
是一種以個人計算機和分布式網路計算為基礎，主要面向專業應用領域，具備強大的數據運算與圖形、圖像處理能力，為滿足工程設計、動畫製作、科學研究、軟體開發、金融管理、信息服務、模擬模擬等專業領域而設計開發的高性能計算機。它屬於一種高檔的電腦，一般擁有較大屏幕顯示器和大容量的內存和硬碟，也擁有較強的信息處理功能和高性能的圖形、圖像處理功能以及聯網功能。
無盤工作站是指無軟盤、無硬碟、無光碟機連入區域網的計算機。在網路系統中，把工作站端使用的操作系統和應用軟體被全部放在伺服器上，系統管理員只要完成伺服器上的管理和維護，軟體的升級和安裝也只需要配置一次後，則整個網路中的所有計算機就都可以使用新軟體。所以無盤工作站具有節省費用、系統的安全性高、易管理性和易維護性等優點，這對網路管理員來說具有很大的吸引力。
無盤工作站的工作原理是由網卡的啟動晶元（Boot ROM）以不同的形式向伺服器發出啟動請求號，伺服器收到後，根據不同的機制，向工作站發送啟動數據，工作站下載完啟動數據後，系統控制權由Boot ROM轉到內存中的某些特定區域，並引導操作系統。
根據不同的啟動機制，目前比較常用無盤工作站可分為RPL 和PXE。RPL 為Remote Initial Program Load 的縮寫，此技術常用於Windows95 中。PXE 是RPL 的升級品，它是Preboot Execution Environment的縮寫。兩者不同之處在於RPL 是靜態路由，而PXE 是動態路由，其通信協議採用TCP/IP，實現了與Internet 連接高效而可靠，它常用於Windows98、Windows NT、Windows2000、Windows XP 中。
（3）集線器
集線器（HUB）是一種共享介質的網路設備，它的作用可以簡單的理解為將一些機器連接起來組成一個區域網，HUB 本身不能識別目的地址。集線器上的所有埠爭用一個共享信道的帶寬，因此隨著網路節點數量的增加，數據傳輸量的增大，每節點的可用帶寬將隨之減少。另外，集線器採用廣播的形式傳輸數據，即向所有埠傳送數據。如當同一區域網內的A 主機給B 主機傳輸數據時，數據包在以HUB 為架構的網路上是以廣播方式傳輸的，對網路上所有節點同時發送同一信息，然後再由每一台終端通過驗證數據包頭的地址信息來確定是否接收。其實接收數據的一般來說只有一個終端節點，而現在對所有節點都發送，在這種方式下，很容易造成網路堵塞，而且絕大部分數據流量是無效的，這樣就造成整個網路數據傳輸效率相當低。另一方面由於所發送的數據包每個節點都能偵聽到，容易給網路帶來一些不安全隱患。
（4）交換機
交換機 交換機（Switch）是按照通信兩端傳輸信息的需要，用人工或設備自動完成的方法把要傳輸的信息送到符合要求的相應路由上的技術統稱。廣義的交換機就是一種在通信系統中完成信息交換功能的設備，它是集線器的升級換代產品，外觀上與集線器非常相似，其作用與集線器大體相同。但是兩者在性能上有區別：集線器採用的是共享帶寬的工作方式，而交換機採用的是獨享帶寬方式。即交換機上的所有埠均有獨享的信道帶寬，以保證每個埠上數據的快速有效傳輸，交換機為用戶提供的是獨占的、點對點的連接，數據包只被發送到目的埠，而不會向所有埠發送，其它節點很難偵聽到所發送的信息，這樣在機器很多或數據量很大時，不容易造成網路堵塞，也確保了數據傳輸安全，同時大大的提高了傳輸效率，兩者的差別就比較明顯了。
（5）路由器
路由器 無線路由器（Router）是一種負責尋徑的網路設備，它在互聯網路中從多條路徑中尋找通訊量最少的一條網路路徑提供給用戶通信。路由器用於連接多個邏輯上分開的網路，為用戶提供最佳的通信路徑，路由器利用路由表為數據傳輸選擇路徑，路由表包含網路地址以及各地址之間距離的清單，路由器利用路由表查找數據包從當前位置到目的地址的正確路徑，路由器使用最少時間演算法或最優路徑演算法來調整信息傳遞的路徑。路由器是產生於交換機之後，就像交換機產生於集線器之後，所以路由器與交換機也有一定聯系，並不是完全獨立的兩種設備。路由器主要克服了交換機不能向路由轉發數據包的不足。交換機、路由器是一台特殊的網路計算機，它的硬體基礎CPU、存儲器和介面，軟體基礎是網路互聯操作系統IOS。
交換機、路由器和PC機一樣，有中央處理單元CPU，而且不同的交換機、路由器，其CPU一般也不相同，CPU是交換機、路由器的處理中心。
內存是交換機、路由器存儲信息和數據的地方，CISCO交換機、路由器有以下幾種內存組件：
ROM（Read Only Memory）存儲交換機、路由器加電自檢（POST：Power-On Self-Test）、啟動程序（Bootstrap Program）和部分或全部的IOS。交換機、路由器中的ROM是可擦寫的，所以IOS是可以升級的。
RAM（Random Access Memory）與PC機上的隨機存儲器相似，提供臨時信息的存儲，同時保存著當前的路由表和配置信息。
NVRAM(Nonvolatile Random Access Memory）存儲交換機、路由器的啟動配置文件。NVRAM是可擦寫的，可將交換機、路由器的配置信息拷貝到NVRAM中。
FLASH快閃記憶體，是可擦寫的，也可編程，用於存儲CISCO IOS的其它版本，用於對交換機、路由器的IOS進行升級。
介面用作將交換機、路由器連接到網路，可以分為區域網介面和廣域網介面兩種。由於交換機、路由器型號的不同，介面數目和類型也不盡一樣。常見的介面主要有以下幾種：
高速同步串口，可連接DDN，幀中繼（Frame Relay），X.25，PSTN（模擬電話線路）。
同步/非同步串口，可用軟體將埠設置為同步工作方式。
AUI埠，即粗纜口。一般需要外接轉換器（AUI-RJ45），連接10/100Base-T乙太網絡。
ISDN埠，可以連接ISDN網路（2B+D），可作為區域網接入Internet 之用。
AUX埠，該埠為非同步埠，主要用於遠程配置，也可用於拔號備份，可與MODEM連接。支持硬體流控制（Hardware Flow Control）。
Console埠，該埠為非同步埠，主要連接終端或運行終端模擬程序的計算機，在本地配置交換機、路由器。不支持硬體流控制。
二、工業控制計算機
是一種採用匯流排結構，對生產過程及其機電設備、工藝裝備進行檢測與控制的計算機系統總稱。簡稱控制機。它由計算機和過程輸入輸出（I/O）通過兩大部分組成。計算機是由主機、輸入輸出設備和外部磁碟機、磁帶機等組成。在計算機外部又增加一部分過程輸入/輸出通道，用來完成工業生產過程的檢測數據送入計算機進行處理；另一方面將計算機要行使對生產過程式控制制的命令、信息轉換成工業控制對象的控制變數的信號，再送往工業控制對象的控制器去。由控制器行使對生產設備運行控制。目前工控機的主要類別有：IPC（PC匯流排工業電腦）、PLC（可編程式控制制系統）、DCS（分散型控制系統）、FCS（現場匯流排系統）及CNC（數控系統）五種。
1、IPC
即基於PC匯流排的工業電腦。據2000年IDC統計目前PC機已佔到通用計算機的95%以上，因其價格低、質量高、產量大、軟/硬體資源豐富，已被廣大的技術人員所熟悉和認可，這正是工業電惱熱的基礎。其主要的組成部分為工業機箱、無源底板及可插入其上的各種板卡組成，如CPU卡、I/O卡等。並採取全鋼機殼、機卡壓條過濾網，雙正壓風扇等設計及EMC（electromagneticcompatibility）技術以解決工業現場的電磁干擾、震動、灰塵、高/低溫等問題。
IPC有以下特點：
可靠性：工業PC具有在粉塵、煙霧、高/低溫、潮濕、震動、腐蝕和快速診斷和可維護性，其MTTR（MeanTimetoRepair）一般為5min，MTTF10萬小時以上，而普通PC的MTTF僅為10000～15000小時。實時性，工業PC對工業生產過程進行實時在線檢測與控制，對工作狀況的變化給予快速響應，及時進行採集和輸出調節（看門狗功能這是普通PC所不具有的），遇險自復位，保證系統的正常運行。
擴充性，工業PC由於採用底板+CPU卡結構，因而具有很強的輸入輸出功能，最多可擴充20個板卡，能與工業現場的各種外設、板卡如與道控制器、視頻監控系統、車輛檢測儀等相連，以完成各種任務。
兼容性，能同時利用ISA與PCI及PICMG資源，並支持各種操作系統，多種語言匯編，多任務操作系統。2、可編程序控制器（PLC）
PLC英文全稱ProgrammableLogicController，中文全稱為可編程邏輯控制器，定義是:一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境應用而設計的。它採用一類可編程的存儲器，用於其內部存儲程序，執行邏輯運算，順序控制，定時，計數與算術操作等面向用戶的指令，並通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller）是一種專門為在工業環境下應用而設計的數字運算操作電子系統。它採用一種可編程的存儲器，在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，通過數字式或模擬式的輸入輸出來控制各種類型的機械設備或生產過程。
可編程式控制制器是計算機技術與自動化控制技術相結合而開發的一種適用工業環境的新型通用自動控制裝置，是作為傳統繼電器的替換產品而出現的。隨著微電子技術和計算機技術的迅猛發展，可編程式控制制器更多地具有了計算機的功能，不僅能實現邏輯控制，還具有了數據處理、通信、網路等功能。由於它可通過軟體來改變控制過程，而且具有體積小、組裝維護方便、編程簡單、可靠性高、抗干擾能力強等特點，已廣泛應用於工業控制的各個領域，大大推進了機電一體化的進程。
3、分散型控制系統（DCS）
是一種高性能、高質量、低成本、配置靈活的分散控制系統系列產品，可以構成各種獨立的控制系統、分散控制系統DCS、監控和數據採集系統（SCADA），能滿足各種工業領域對過程式控制制和信息管理的需求。系統的模塊化設計、合理的軟硬體功能配置和易於擴展的能力，能廣泛用於各種大、中、小型電站的分散型控制、發電廠自動化系統的改造以及鋼鐵、石化、造紙、水泥等工業生產過程式控制制。
4、現場匯流排系統（FCS）
是全數字串列、雙向通信系統。系統內測量和控制設備如探頭、激勵器和控制器可相互連接、監測和控制。在工廠網路的分級中，它既作為過程式控制制（如PLC，LC等）和應用智能儀表（如變頻器、閥門、條碼閱讀器等）的局部網，又具有在網路上分布控制應用的內嵌功能。由於其廣闊的應用前景，眾多國外有實力的廠家競相投入力量，進行產品開發。目前，國際上已知的現場匯流排類型有四十餘種，比較典型的現場匯流排有：FF，Profibus，LONworks，CAN，HART，CC-LINK等。
5、數控系統（CNC）
現代數控系統是採用微處理器或專用微機的數控系統，由事先存放在存儲器里系統程序（軟體）來實現控制邏輯，實現部分或全部數控功能，並通過介面與外圍設備進行聯接，稱為計算機數控，簡稱CNC系統。
數控機床是以數控系統為代表的新技術對傳統機械製造產業的滲透形成的機電一體化產品；其技術范圍覆蓋很多領域：（1）機械製造技術；（2）信息處理、加工、傳輸技術；（3）自動控制技術；（4）伺服驅動技術；（5）感測器技術；（6）軟體技術等。
三、個人計算機
1、台式機（Desktop）
也叫桌面機，是一種獨立相分離的計算機，完完全全跟其它部件無聯系，相對於筆記本和上網本體積較大，主機、顯示器等設備一般都是相對獨立的，一般需要放置在電腦桌或者專門的工作台上。因此命名為台式機。為現在非常流行的微型計算機，多數人家裡和公司用的機器都是台式機。台式機的性能相對較筆記本電腦要強。台式機具有如下特點：
散熱性。台式機具有 筆記本計算機所無法比擬的優點。台式機的機箱具有空間大、通風條件好的因素而一直被人們廣泛使用。
擴展性。台式機的機箱方便用戶硬體升級，如光碟機、硬碟。如現在台式機箱的光碟機驅動器插槽是4-5個，硬碟驅動器插槽是4-5個。非常方便用戶日後的硬體升級。
保護性。台式機全方面保護硬體不受灰塵的侵害。而且防水性就不錯；在筆記本中這項發展不是很好。明確性。台式機機箱的開、關鍵重啟鍵、USB、音頻介面都在機箱前置面板中，方便用戶的使用。
2、電腦一體機
電腦一體機 電腦一體機，是由一台顯示器、一個電腦鍵盤和一個滑鼠組成的電腦。它的晶元、主板與顯示器集成在一起，顯示器就是一台電腦，因此只要將鍵盤和滑鼠連接到顯示器上，機器就能使用。隨著無線技術的發展，電腦一體機的鍵盤、滑鼠與顯示器可實現無線鏈接，機器只有一根電源線。這就解決了一直為人詬病的台式機線纜多而雜的問題。有的電腦一體機還具有電視接收、AV功能。
3、筆記本電腦（Notebook或Laptop）
也稱手提電腦或膝上型電腦，是一種小型、可攜帶的個人電腦，通常重1-3公斤。它和台式機架構類似，但是提供了更好的便攜性：包括液晶顯示器、較小的何種、較輕的重量。筆記本電腦除了鍵盤外，還提供了觸控板（TouchPad）或觸控點（Pointing Stick），提供了更好的定位和輸入功能。
筆記本電腦可以大體上分為6類：商務型、時尚型、多媒體應用、上網型、學習型、特殊用途。商務型筆記本電腦一般可以概括為移動性強、電池續航時間長、商務軟體多；時尚型外觀主要針對時尚女性；多媒體應用型筆記本電腦則有較強的圖形、圖像處理能力和多媒體的能力，尤其是播放能力，為享受型產品。而且，多媒體筆記本電腦多擁有較為強勁的獨立顯卡和音效卡（均支持高清），並有較大的屏幕。上網本（Netbook）就是輕便和低配置的筆記本電腦，具備上網、收發郵件以及即時信息（IM）等功能，並可以實現流暢播放流媒體和音樂。上網本比較強調便攜性，多用於在出差、旅遊甚至公共交通上的移動上網。學習型機身設計為筆記本外形，採用標准電腦操作，全面整合學習機、電子辭典、復讀機、學生電腦等多種機器功能。特殊用途的筆記本電腦是服務於專業人士，可以在酷暑、嚴寒、低氣壓、戰爭等惡劣環境下使用的機型，有的較笨重，比如奧運會前期在「華碩珠峰大本營IT服務區」使用的華碩筆記本電腦。
4、掌上電腦（PDA）
掌上電腦 掌上電腦是一種運行在嵌入式操作系統和內嵌式應用軟體之上的、小巧、輕便、易帶、實用、價廉的手持式計算設備。它無論在體積、功能和硬體配備方面都比筆記本電腦簡單輕便，但在功能、容量、擴展性、處理速度、操作系統和顯示性能方面又遠遠優於電子記事簿。掌上電腦除了用來管理個人信息（如通訊錄，計劃等），而且還可以上網瀏覽頁面，收發Email，甚至還可以當作手機來用外，還具有：錄音機功能、英漢漢英詞典功能、全球時鍾對照功能、提醒功能、休閑娛樂功能、傳真管理功能等等。掌上電腦的電源通常採用普通的鹼性電池或可充電鋰電池。掌上電腦的核心技術是嵌入式操作系統，各種產品之間的競爭也主要在此。
在掌上電腦基礎上加上手機功能，就成了智能手機（Smartphone）。智能手機除了具備手機的通話功能外，還具備了PDA分功能，特別是個人信息管理以及基於無線數據通信的瀏覽器和電子郵件功能。智能手機為用戶提供了足夠的屏幕尺寸和帶寬，既方便隨身攜帶，又為軟體運行和內容服務提供了廣闊的舞台，很多增值業務可以就此展開，如股票、新聞、天氣、交通、商品、應用程序下載、音樂圖片下載等等。
5、平板電腦
平板電腦 平板電腦是一款無須翻蓋、沒有鍵盤、大小不等、形狀各異，卻功能完整的電腦。其構成組件與筆記本電腦基本相同，但它是利用觸筆在屏幕上書寫，而不是使用鍵盤和滑鼠輸入，並且打破了筆記本電腦鍵盤與屏幕垂直的J 型設計模式。它除了擁有筆記本電腦的所有功能外，還支持手寫輸入或語音輸入，移動性和便攜性更勝一籌。平板電腦由比爾蓋茨提出，至少應該是X86架構，從微軟提出的平板電腦概念產品上看，平板電腦就是一款無須翻蓋、沒有鍵盤、小到足以放入女士手袋，但卻功能完整的PC。
四、嵌入式計算機
即嵌入式系統（ embedded systems) ，是一種以應用為中心、以微處理器為基礎，軟硬體可裁剪的，適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗等綜合性嚴格要求的專用計算機系統。它一般由嵌入式微處理器、外圍硬體設備、嵌入式操作系統以及用戶的應用程序等四個部分組成。它是計算機市場中增長最快的領域，也是種類繁多，形態多種多樣的計算機系統。嵌入式系統幾乎包括了生活中的所有電器設備，如掌上pda、計算器、電視機頂盒、手機、數字電視、多媒體播放器、汽車、微波爐、數字相機、家庭自動化系統、電梯、空調、安全系統、自動售貨機、蜂窩式電話、消費電子設備、工業自動化儀表與醫療儀器等。
嵌入式系統的核心部件是嵌入式處理器，分成4類，即嵌入式微控制器（ Micro Contrller Unit ，MCU，俗稱單片機）、嵌入式微處理器（ Micro Processor Unit ，MPU ）、嵌入式DSP 處理器（ Digital Signal Processor,DSP) 和嵌入式片上系統（ System on Chip，SOC）。嵌入式微處理器一般具備4個特點：（1） 對實時和多任務有很強的支持能力，能完成多任務並且有較短的中斷響應時間，從而使內部的代碼和實時操作系統的執行時間減少到最低限度；（2） 具有功能很強的存儲區保護功能，這是由於嵌入式系統的軟體結構已模塊化，而為了避免在軟體模塊之間出現錯誤的交叉作用，需要設計強大的存儲區保護功能，同時也有利於軟體診斷；（3） 可擴展的處理器結構，以能迅速地擴展出滿足應用的高性能的嵌入式微處理器；（4） 嵌入式微處理器的功耗必須很低，尤其是用於攜帶型的無線及移動的計算和通信設備中靠電池供電的嵌入式系統更是如此，功耗只能為 mw 甚至μ w 級。

Ⅲ 監控的設計實現

簡介
監測站的設計與實現是整個無線遠程監控系統研製開發的重點，監測站對信息數據處理的能力和精度將影響整個系統的最終性能。在整個開發過程中，監測站的設計是工作量最大、所需時間最長的一部分。監測站處於工作現場，只完成數據的採集、處理和控制，任務相對單一、固定，無須用詙大的台式機來完成；考慮到節能和布放方便，監測站多為嵌入式系統。根據整個無線遠程監控系統所要實現的功能，和對數據處理與對感測器控制能力的要求，監測站設計的復雜程度和採用的具體技術是不一樣的。
基於單片機的設計
採用單片機是大多數嵌入式系統設計時的首選方案。由於在片上集成有豐富的外設，具有良好的控制能力，單片機天生就是為嵌放式系統度身定做的，在嵌入式市場上占據了最大的份額。
基於單片機的設計方案一般適用於對數據處理要求不高，運算量不大的遠程監控系統。根據需要，單片機可以選用較為低端的4位機或8位機，如8051等，也可選用功能較強的專用晶元，如MSP430FE42X系列。單片機主要用於監測站端的系統控制。片外存儲器一般為RAM、EEPROM和Flash等存儲器；I/O設備一般為鍵盤、LCD等供設計調試用的人機交互介面；感測器一般為話筒、攝像頭、揚聲器和伺服馬達一類的設備。無線通信介面實現相對較為復雜。編解碼器是可取捨的，對於低速率數據一般沒有必要。根據系統的處理任務和信息的類別，編解碼器可選用不同的芯生， 如CMX639（用於音頻）或LD9320等，也可用編程邏輯器件實現。監測站軟體可直接通過C或匯編語言實現，也可在實時操作系統上開發應用軟體。對於低檔的4位或8位單片機，控制能力較低，系統簡單，一般採用直接編寫控製程序的方法。
基於DSP的設計
眾所周知，DSP的數字處理方面能力較強，技術已經很成熟，能處理各種運算的通用、專用晶元也很多。以DSP為核心設計開發的監測站，可以完成高速率數據處理，保證系統實時性方面的要求。
這類設計方案一般適用於數據處理運算量比較大，實時性要求高而對控制能力要求相對較低的監控系統。與以單片機為基礎的監控系統不同的是，DSP除了作控制器以外，還可兼作數據計算、編/解碼之用。對於較復雜的編/解碼以及壓縮解壓運算（比如對圖像視頻數據的處理等）是否仍由DSP完成，須綜合考慮。若DSP在系統控制和實現傳輸協議方面負擔太重，則這部分運算需要由專門的處理晶元完成；若系統控制和傳輸協議較簡單，或根本沒有到上層協議棧，則這部分復雜的運算可由DSP完成。
基於MCU DSP的設計
顯然，這種設計方式吸取了單片機和DSP各自的優點：單片機的特點決定其擅長於控制，DSP的內部結構保證較強的數據處理能力。兩者的組合可實現一些相當復雜的系統功能，但由於系統中採用了兩個處理器，其間的信息交互是設計這類監測站時須著重考慮的問題。只有單片機和DSP之間較好地協同工作，才能充分發揮各自的優點；否則，由於兩者間的協調而耗費了大量資源，整體性能未必高於採用單一處理器的系統。實現單片機和DSP間通信協調的常用方法是採用雙口RAM。
有些DSP或單片機廠家為了擴大晶元的適用范圍，在原有基礎上進行擴展，相互間容入了對方的特點，使同一晶元在數據處理和控制方面同時具有較好的性能。比如Microchip公司推出的dsPIC，使客戶能方便地將單片機的功能轉移到DSP上，推出的產品有dsPIC30FXXX系列。由於DSP和MCU兩個功能模塊在同一晶元內實現，提高了系統的可靠性、降低了監測站的設計難度並節省印製板空間。這類晶元得到廣大用戶的青睞。
基於MPU的設計
設計嵌入式產品的另一可選方案是採用基於微處理器的設計方式。與工業控制計算機相比，嵌入式微處理器具有體積小、重量輕、成本低、可靠性高等優點；同時，在該領域技術成熟、產品類型多、選擇空間大，滿足各種性能需求的處理器比較容易獲得。隨著採用RISC體系的高性能MPU（比如採用ARM構架的處理器晶元等）的出現，MPU在嵌入式領域中的地位經久不衰；但是，由於在設計監測站時，電路板上必須包括ROM、RAM、Flash、匯流排介面和各種外設等器件，系統的可靠性將有所下降，技術保密性差，實現難度也較大。
無線通信的設計實現
無線通信的設計相對於監測站而言較簡單，有許多現有的產品和通信系統可以利用，重點只是在於從多種實現方式中作出最優的選擇。
常用的實現方式有：利用現有的通信網路（GSM/GPRS、CDMA移動網等）和相應的無線通信產品；通過無線收發設備，如無線Modem，無線網橋等專門的無線區域網；利用收發集成晶元在監測站端實現電路板級與監控中心的無線通信。
利用網路實現無線通信
現有的通信網路較多，按業務建網是3G以前通信網路的特點，無線網路也不例外。設計無線遠程監控系統可以借用的無線網路主要有：全球數字行動電話系統（GSM）、通用分組無線業務（GPRS）、採用碼分多址（CDMA）技術的移動網、蜂窩式數字分組數據（CDPD）系統。
GSM（Globem System for Mobile）是全球最主要的2G標准，能夠在低服務成本、低終端成本條件下提供較高的通信質量。就其業務而言，GSM是一個能夠提供多種業務的移動ISDN（Integrated Services Digital Network，綜合業務數字網路）。
GPRS（General Packet Packet Radio Service）在現有的GSM網路基礎上增加一些硬體設備和軟體升級，形成一個新的網路邏輯實體。它以分組交換技術為基礎，採用IP數據網路協議，提高了現有的GSM網的數據業務傳輸速率，最高可達170kb/s。GPRS把分組交換技術引入現有GSM系統，使得移動通信和數據網路合二為一，具有「極速傳送」、「永遠在線」、「價格實惠」等特點。
CDMA（Code Division Multiple Access）網路採用擴展頻譜技術，使用多種分集接收方式，使其具有容量大、通信質量好、保密性高和抗干擾能力強等特點。
CDPD（Cellular Digital Data）無線移動數據通信基於數字分組數據通信技術，以蜂窩移動通信為組網形式，是數據朎與移動通信的結合物。這種通信方式基於TCP/IP，系統結構為開放式，提供同層網路無縫連接和多協議網路服務。CDPD網路具有速度快、數據安全性高等特點，可與公用有線數據網路互聯互通，非常適合傳輸實時、突發性和在線數據。
對使監控中心與監測站間的無線通信能利用現有的網路，對於特定的無線網需用相應的接入設備。這類設備市面上有現成的產品可供選擇。接入GSM網路的通信模塊有西門子的SIEMENS TC35i，接入GPRS可用西門子的MC35GPRS模塊，接入CDMA網路的有華立H110CDMA模塊和AnyDATA公司的CDMA Modem(DTS-800/1800），遵循CDPD方式的無線數據機（Modem）有OmniSky和NovatelMinstrel。
利用現有的網路組建無線遠程監控系統，網路連接如圖1所示。其中無線接入模塊產品一般都提供有RS232作為外通信介面，有些天線是內置的。利用現有的網路覆蓋面廣和可漫遊等特點，使監測站和控制中心的位置不受距離的限制；但由於利用公網，安全性會有所降低。
利用晶元實現無線通信
前兩種組網方式的一個特點是採用現有的網路系統和產品，無線通信部分不須專門開發，實現較為容易。但由於所購買的產品均是獨立器件，使整個系統特別是監測站一端結構復雜、體積龐大，往往在系統推廣時會帶來不利，且外購產品會增加系統的成本。若能將外購產品的功能與監測站集成在一起，在電路板級實現，將可以避免上述不利因素；但這會增加系統開發的難度，延長研製周期。須權衡利弊，根據項目組的開發實力和系統生命周期作最有利的選擇。
採用此方法設計監測站需要實現的部分只是圖1、2和3中的無線通信介面（可參看本文的網路版全文）。這部分的硬體實時框圖以及處理器、存儲器的關系大致如圖4所示。各個子模塊都有多種晶元可供選擇，比如射頻前端可用ML2751和RTF6900，實現調制/解調的有ML2722，擴頻、解擴可用LD9002DX2和Stel-2000A等。
設計實現2
控制中心的設計相對於監測站的設計開發來講較為簡單，硬體設計少，除了普通微機（或工作站、工控機）外，還需要網路接入設備（若無線通信採用自行設計的模塊實現，則須開發專用的無線網卡插入微機主板的預留匯流排插槽中）。控制中心的設計開發主要集中在應用軟體的設計開發上，一般是基於Windows和Unix等常用操作系統的。當前用於此類軟體開始、調試的工具較多，且功能強大，給控制中心軟體的設計帶來便利。
就軟體的實現形式而言，一般除了界面模塊外，其餘各個功能模塊均可設計成動態連接庫文件（.dll）。人機介面界面模塊可以為該無線遠程監控系統的實際應用進行定製，以滿足用戶在界面美觀、操作方便等方面的特殊要求。
採用C/C 語言在VC 開發環境下設計這樣的系統軟體涉及到的技術較多，包括內存管理、網路通信、多線程管理和資料庫編程，甚至ActiveX等。
無線區域網方案
基於微波擴頻技術及MPEG4編碼技術的無線網路監控，主要採用一體化無線網路視頻伺服器以及普通槍機/球機。一體化無線網路視頻伺服器集成了2.4G/5.8Ghz無線網橋，MPEG4編碼器，18dbi高增益天線。集成型設備安裝簡單，能在較短的時間內完成整個安裝施工。產品為室外防水型設備，設備傳輸距離遠，抗干擾性強，圖像清晰。適合港口、碼頭、油田、工廠、小區、建築工地等環境復雜區域。
無線AP覆蓋方案
無線AP覆蓋型監控解決方案主要採用無線AP以及無線網路攝像機。無線網路攝像機的IP網路信號通過無線AP覆蓋的WiFi網路傳輸至監控中心的電腦上。監控中心的電腦PC通過軟體來實現監控。
CDMA無線方案
CDMA無線視頻監控系統主要由CDMA無線網路視頻伺服器以及普通攝像機組成。攝像機模擬信號通過CDMA視頻伺服器轉換成IP數字信號後通過聯通CDMA網路傳輸到監控中心。監控中心需要一台PC以及一個固定IP地址。在監控中心能控制前端攝像機的轉動。
模擬無線方案
模擬無線視頻監控是一種傳統的無線視頻監控方式，由模擬視頻發射機及雲台控制信號發射機組成。屬於一對一通訊。
電力載波方案
電力載波視頻監控系統主要採用電力載波技術，網路攝像機IP 信號通過電力載波傳輸到接收端。在接收端電腦上通過軟體解碼監控圖像。普通電力載波傳輸的有效距離在120～140米。該解決方案適合於大樓，別墅區域等無線監控。
遠程系統
遠程監控系統由監控前端子系統、圖像傳輸子系統、中心控制子系統、遠程圖像用戶系統四部分組成。該圖像遠程監控系統是一套完全基於網路，採用B/S結構設計的數字視頻遠程監控系統，是目前業內遠程監控系統的最高水平。
遠程監控前端子系統由網路攝像機或普通攝像機和解碼器組成。網路攝像機可以直接將圖像轉換為IP信號，可以不需要傳輸部分中的MPEG4/IP轉換器。按現場的需要可以在前端安裝紅外攝像機和報警設備，以滿足特殊的實驗需要。圖像傳輸子系統由MPEG4/IP轉換器和校園寬頻組成，也可以使用ADSL等設備與INTERNET直接連接。MPEG4/IP轉換器及將普通攝像機接收到的圖像轉換成IP數據包，利用各種網路傳輸給伺服器。這樣可以利用現有的校園寬頻網而不用鋪設視頻電纜，同時也可以使圖像的傳送不受距離的限制。
遠程監控中心控制子系統由數字視頻監控服務軟體和PC伺服器組成，提供視頻圖像的遠程發布和用戶管理功能。桌面控制系統由用戶計算機組成，無需安裝任何軟體，只要使用瀏覽器並輸入相應的用戶名和密碼就可以訪問系統的各種功能。
遠程監控系統的性能及特點
圖像格式及網路流量：本系統採用MPEG4編碼，解析度為在最高704×576（PAL）25幀/秒，可提供從28.8kbps的Modem到3Mbps高質量的各種質量的視頻圖像。控制功能：遠程監控系統可對鏡頭進行光圈、焦距、景深距離的控制等操作。對雲台可做全方位控制。系統可以對雲台的上下左右的轉動進行全方位的遠程式控制制。
可擴展性：系統採用B/S方式，三層結構分布式設計，可以方便地通過部署多個視頻伺服器增加系統支持的監控點的數量，來對系統進行擴容。
可用性：實驗室網路視頻監控系統採用「B/S結構」，客戶端界面運行於Web瀏覽器，用戶可以方便地從遠程登錄系統，並使用系統的所有功能。合理的系統劃分，優化的功能布局，全中文操作界面，監控畫面靈活的滑鼠控制，這一切為用戶提供強大的系統功能。
互操作性：系統提供標準的開發介面。

Ⅳ 單片機開發板怎麼用

問題一：單片機開發板上的硬體怎麼使用 首先，你需要仔細看開發板的原理圖。你需要把單片機插到開發板的晶元座上，晶元座的引腳會和PCB板連接，PCB板上的走線會將晶元座的引腳連接到具體硬體上。開發板上的硬體設備都是通過開發板的PCB走線連接好的，你只需要在原理圖上尋找具體硬體連接到單片機的管腳關系。
目測你的開發板是51開發板，可能用的是STC單片機。你需要准備類似Keil這樣的開發工具，C和匯編都可以編程的。具體怎麼編程，建議你去圖書館借閱書籍：新概念51單片機C語言教程（教你怎麼用C編程）、單片機原理與實踐指導（教你怎麼用匯編編程）、C Programming Language（經典，教你C語言的）
另外你的這個開發板完全配套郭天祥的視頻，建議你買本郭天祥的書《新概念51單片機C語言教程》，參照郭天祥的視頻來學習這個開發板會快一些。
你的開發板看起來和下圖這個開發板布線一致，
你把圖放大來看，上圖PCB的絲印層都有每個模塊的簡單說明的。
如果看不清，請參閱下面的描述：
1. 單片機最小系統：可以使用51單片機如STC89C52，AT89S52，也可以使用AVR單片機如AT mega 16，AT mega 128等系列。
2. 流水燈模塊：我們使用了8個紅色led，可以進行閃關燈實驗，流水燈實驗。
3. 獨立鍵盤模塊：4個小按鍵組成，可以做外中斷INT0、INT1 ，外定時器T0、T1 實驗。
4. 矩陣鍵盤模塊：16個小按鍵組成可以做外中斷INT0、INT1 ，外定時器T0、T1 實驗。
5. 數碼管模塊：由6個歷鏈一位一體數碼管組成，可以顯示0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，0，a，b，c，銷虧d，e，f等簡單信息，構成信息交流的人機界面。
6. 蜂鳴器模塊：可以用來做報警實驗，也可以對歌曲進行編碼，用來唱歌。
7. AD模塊：主晶元為ADC0804，採集模擬信號（1路輸入），並轉化為數字信號，內置8位轉換器（解析度為8位）。
8. DA模塊：主晶元為DAC0832, 把數字信號轉化為模擬信號，解析度為8位。
9. 串口通信模塊：主晶元我們使用了MAX232的升級版MAX3232，通信性能更好。MAX3232把TTL電平轉換為RS232電平。
10. 1602液晶顯示模塊：每行顯示16個字元，可以顯示兩行。這款單片機使用並行介面。
11. 12864液晶顯示模塊：並行操作方式，可以在液晶的任意位置顯示數字，符號，漢字，圖像。
12. E2PROM模塊：使用I2C匯流排通信協議（51單片機模擬），主晶元為ATMEL公司的AT24C02N，可以進行數據存儲實驗。
13. 定時器/計數器模塊。
14. DS18B20溫度採集模塊：採用單匯流排協議。
15. 紅外遙控器DS18B20模塊：包括紅外接收頭，可以進行短程遙控。
16. 直流電機驅動模塊：本款開發板含有直流電機驅動模塊，可以直接驅動直流電機（本款開發板贈送直流電機）。
17. 步進電機驅動模塊：本款開發板含有步進電機驅動模塊，可以直接驅動步進電機。
18. 繼電器驅動模塊：本款開發板含有繼電器驅動模塊，可以做繼電器相關實驗。
19. LED點陣顯示模塊：本款開發板贈送虧爛神8*8點陣。
20. LM7805 5V穩壓模塊，可以使用外接電源，方便單片機在無電腦供電時正常使用可以輸入5-18V外電源。
21. USB轉TTL電平模塊：使用CH340T主晶元，可以保證一根USB線就可以下載。
22. RTC實時時鍾DS1302模塊：可以進行實時時鍾......>>

問題二：單片機開發板有哪些功能 我學的是吳鑒鷹單片機開發板，是51的，功能是很全面的，我把這個板子的功能列舉下
資源介紹
1、一個CH340的USB轉UART晶元，實現USB下載程序，為無串口的筆記本電腦提供下載方便。
2、板子上電源入口有一個自恢復保險絲，可以有效的保護您的電腦主板和開發板。加上這個保險，作為初學的你，即使不小心短路了，也不會燒主板和單片機。
3、板子自帶單片機，一個STC89C52RC，有8K的程序空間和512位元組的數據空間.
4、板子上共有18個LED小燈，其中一個是USB電源指示燈，插上電源就亮。還有一個是單片機電源指示燈。
5、板子上共有8個數碼管，可以用來做數碼管的簡單秒錶實驗，計算器功能，顯示溫度時間等等。
6、板子上配有一個數字旋轉編碼器，可以通過旋轉完成數據的加、減以及作為確認按鍵使用。
7、板子上配套一個DS1302實時時鍾晶元，可以用來做實時時鍾實驗，弄懂電子表的工作原理。
8、板子上配一個24C02的EEPROM晶元，用來保存掉電後不準丟失的重要數據，用來學習IIC通信實驗。
9、板子上配有一個PCF8591，這個晶元集成了AD和DA，可以用來通過AD來進行電壓採集實驗，通過DA來產生方波、三角波、正弦波信號。
10、板子上集成1602液晶屏，可以用來學習液晶顯示，做溫度顯示實驗，秒錶顯示實驗等。
11、板子上共集成有21個按鍵，其中1個單片機復位按鍵，16個矩陣按鍵。分為0到F共16按鍵，還有四個獨立式按鍵，通過與門74HC08將按下信息送給單片機中斷口。
12、板子上有一個無源蜂鳴器，可以用來做音樂輸出實驗讓你充分了解生日賀卡的工作原理。
13、板子上集成一個DS18B20溫度感測器，用來學習實現數字溫度計。
14、板子上集成一個紅外接收管，用來學習紅外通信的原理。
15、板子上共4個74HC595晶元，用來驅動16個LED，8個數碼管，74HC595在工控領域的顯示很常用，可以節約大量的IO口資源，為實現一個復雜系統化工作打下基礎。

問題三：初學者怎樣使用單片機開發板 我也是在用這本書在學，因為你是高三畢業個人建議是買一塊配套的板子，雖然確實是貴了一點，但確可以節省不少麻煩。而且那板子還行，最少工能夠齊。
就比如 郭天祥要教你做第14章的時鍾那你有可能也想來個掉電保護，那麼你須要一塊AT24C02這一類型的晶元；別的板子不一定有，你又沒有實驗室。那要麼不用，要麼在淘寶上買，先不說價格，你也沒工具焊接啊！！
像上圖，你能用到紅外等別的東西時，你也差不多可以換板子了！！

問題四：51單片機開發板的使用！ 單片機開發板要正常工作，一般需要這幾個基本條件：
1.供電電源；
一般開發板上提供兩種供電方式，USB供電梗專用電源供電。使用USB供電你只要用一根USB線將開發板USB電源介面與電腦的USB介面相連即可；使用專用電源（一般開發板配帶）供電只要將專用電源一頭接220V市電一頭接開發板專用電源供電介面即可；
2.系統時鍾；
檢查你的開發板上晶振是否正確連接，晶振頻率是否正確；
3.復位電路；
檢查你的開發板上復位電路是否正常；
4.程序下載；
要將編寫好的C源程序下載到單片機內執行，你需要：
（1）硬體連接：一般使用出串口下載方式，用串口線一頭接開發板上程序下載串口一頭接電腦上任一串口；
（2）軟體准備：編輯好的C源文件，利用集成開發環境（keil C使用較廣）調試無誤後，編譯連接生成相應的hex文件，程序下載軟體(如stc isp v4.88)做相應設置，如選擇要下載的hex文件，設置下載速度，選擇單片機型號等等)，保證前3個條件具備，點擊下載，出現提示後給開發板上電，等待程序下載成功。復位開發板運行程序。
註：以上回答僅針對一般情況（如採用USB下載，不同集成開發環境，非STC51系列單片機等這些情況會略有差異，可留言咨詢）

問題五：單片機開發板怎麼使用？ 這個我就不具體回答你了。
可以參考經驗：jingyan./...c

問題六：自己做單片機開發板需要什麼東西 51還是算了吧，直接做一個avr的學就可以了
電路從幾個簡單部分入手：
1.電源，用個7805神馬的，網上多的是電路，LM7805三端穩壓電源，幾個電容二極體神馬的搞定了
2.復位電路，加個按鍵手動復位，按鍵按下拉低reset引腳，要加個電阻上拉的，1k就可
3.模擬和下載程序介面，有模擬器建議將jtag口引出到5x2端子，avr的jtag引腳說明網上可以網路到，單片機手冊也有。沒有模擬器用isp方式下載程序，要將isp用到的引腳引出到端子，ourdev可查到，有很多做開發板的例子，甚至有pcb
4.將所有io口引出，用插針把晶元圍上，方便試驗，再搞8個發光二極體，幾個按鍵引到IO口
5.其他的就看你的需要了，有很大的發揮空間，比如加個232晶元和DB9端子，到時讓單片機和電腦通信，要准備串口線。想玩液晶神馬的，用杜邦線就搞定了，不用做到板子上。
大體上就這么多東西，想加上神馬再看相應資料。我手上有一塊淘寶買的atega128的開發板，有原理圖和常式，資料挺全，有不明白留言啊，希望能幫到你。

問題七：單片機開發板如何焊接？什麼工具？ 用刀口的電烙鐵，然後弄0.5mm左右粗細的錫線，開始不熟悉的時候拿廢板子練手，熟悉了就能自己焊接了，一般烙鐵溫度開到400，焊MCU的時候可以調低點鄲350左右，不要太高。還需要的工具有，尖嘴的鑷子，吸錫器，萬用表（測電壓和開路短路），松香（用來清除多餘的錫）等。

問題八：拿到單片機開發板後，該如何開始學習? 編一些小程序，最簡單的像流水燈、加法運算器、搶答器什麼的，電腦編譯一下，傳到開發板上，演示一下就可以了，程序暫時還不會編，可以網上搜一些，要想認真學習單片機，推薦你一本書 《單片機應用技術》中國勞動社會保障出版社出版 勞動和社會保障部教材辦公室組織編寫，我自己感叮這本書特別容易理解接受，而且里邊詳細講了好多實用性很強的小例子，在開發板上都可以實現，試試吧，祝你早日學好單片機，加油I(^ω^)J！

問題九：51單片機開發板的功能介紹 1、8個LED燈，可以練習基本單片機IO操作，在其他程序中可以做指示燈使用。2、2個四聯8段數碼管，顯示溫度數據，HELLO歡迎詞、時鍾等。3、高亮8*8點陣，如練習數字，字母，圖片顯示，或者小游戲的開發如貪吃蛇等。4、4個獨立按鍵，可以配置為中斷鍵盤，為程序的按鍵掃描節省更多的時間。5、8個AD按鍵，主要設計為游戲開發如推箱子等，去掉了矩陣鍵盤，AD鍵盤在實際中的應用相當廣泛，如電視機加減搜台等都是採用AD鍵盤，一根AD線可以擴展幾百個按鍵，更接近工程。6、PCF8591具有AD/DA功能，其採用IIC匯流排協議，可練習IIC匯流排的操作。7、DS18B20:單線多點檢測支持。8、光敏電阻測試光線強度，感受白天黑夜的區別。9、FM收音機：能接收80M到110MHz之間的FM頻段。可實現自動搜台和手動搜台。10、DS1302時鍾晶元提供實時時鍾，帶3V電池，在掉電的情況下，時鍾仍然可以繼續運行。11、可讀寫SD卡文件系統，保存數據顯示到TFT液晶屏等。12、繼電器可以控制高電壓的設備，高壓危險，請小心使用。13、直流電機介面，控制直流電機。14、步進電機介面，控制步進電機運行。15、蜂鳴器，可以做電子琴、音樂發聲等。16、74HC595晶元練習串列轉並行數據擴展。17、74HC573鎖存擴展晶元，可以擴展介面。18、ULN2003電機驅動晶元。(這里用它來驅動步進電機，直流電機，繼電器和蜂鳴器)19、MAX232串口數據傳輸延長發送距離。(可與計算機通信，同時也可做為STC單片機下載程序的介面)20、PL2303下載單片機，一線下載，直接的USB下載方式，高速下載。21、TFT液晶屏，單片機也可以控制彩屏了，讓你的學習充滿樂趣22、nRF24L01無線數據傳輸晶元介面，可以插nRF24L01晶元，做高速無線數據傳輸。23、LCD1602液晶介面，字元液晶兩行，每行可以顯示16個字元。24、LCD12864帶字型檔液晶介面。25、LCD12864圖形液晶介面。26、DS18B20單線多點溫度採集介面。一根線上便可拓展多個DS18B20溫度感測器，先提供兩個。27、提供ISP下載介面，可下載AVR、AT的單片機。支持AVR單片機。28、40針擴展介面，可以無限擴展。以後的DZR-01A開發板配件將從此埠擴展出去。29、PS2滑鼠鍵盤介面。配合紅外遙控器甚至可以遙控我們的電腦!(配常式)30、AVR/51復位按鍵。可以復位51 STC AVR單片機，全部支持31、TEA5767的IIC匯流排控制。學習IIC控制32、SD卡的SPI匯流排控制。擴展大容量存儲器33、紅外遙控接收器，可採集紅外遙控發出的信號，可使用遙控信號控制其他設備。34、外接5V供電電源座。35、RXD、TXD、POWER電源指示燈36、40PIN緊鎖座(非常方便單片機晶元的取放)37、帶LM1117-3.3穩壓晶元(為彩屏液晶，SD卡和無線模塊供電)38、USB供電(USB可以提供500MA的電流，完全能滿足開發板的需求了)39、預留電源+5V,GND介面各四個(方便用戶擴展其他外圍電路時取電和共地)

問題十：如何在51單片機開發板上燒寫程序 淘寶搜索ISP燒錄線。
燒錄線一頭連接單片機上的某幾只腳，一頭連接電腦。
用軟體把你的程序轉換成hex格式的，然後用燒錄軟體通過下載線燒錄到單片機裡面。
買isp線的時候記得要看看支不支持你的單片機型號。