实时控制系统接口设计

　　0 引言

　　“实时控制”是指计算机对外部信息以足够快的速度进行处理、并作出反应的一种控制。在实时控制系统中，通常把各种支持电路统称为接口电路，即控制接口电路，从受控过程的角度而言，所谓计算机控制实际上就是接口控制，即接口控制着整个系统。所以，应用计算机进行实时控制的硬件设计就是控制接口的设计，所设计的控制接口的性能直接影响着整个实时控制系统的性能。所以控制接口的设计在计算机实时控制系统的设计中占有十分重要的地位，它把并不面向实时控制的通用计算机改造成面向实时控制的计算机系统，在受控对象和通用计算机之间起着一个双向匹配器的作用。一个设计完好的控制接口，不但会方便软件设计，为控制软件功能的实施提供强有力的硬件支持，而且还能确保整个系统安全可靠地运行。

　　下面以某实时控制系统为例，来阐述其控制接口的设计。

　　1 系统的功能及组成

　　1.1 系统功能

　　·在引导状态，控制雷达天线实现对目标的搜索;

　　·在跟踪状态，控制雷达天线实现对目标的手控及全自动跟踪;

　　·控制发射架与天线同步转动;

　　·实施发射控制。

　　1.2 系统组成

　　系统主要由主计算机(简称主机)和付计算机(简称付机)及控制接口电路组成，主机主要完成对天线的引导控制，付机主要完成对天线的手控跟踪、自动跟踪、全自动跟踪和对发射架的控制。

　　·主机与付机通过8255并行通讯口，实施应答式通讯，完成主机与付机的数据交换。

　　·付机通过8251串行通讯口，完成对天线的实时控制。

　　·付机通过8255并行通讯口，控制交流D/A变换器形成控制电压，完成对发射架的控制。

　　2 引导控制接口电路设计

　　该系统在引导状态下可控制天线粗略地跟踪目标或用搜索的方式发现目标。图1为ε平面的引导控制接口电路。

　　2.1 “引导”和“允许手控”控制信号的建立和清除

　　图1中，D6、D7(54LS373)分别为输入、输出接口芯片，构成控制接口电路与计算机的输入、输出通道。136接收并锁存标志系统状态的开关信号，供计算机实时读取，以控制系统进入相应的工作状态;D7则输出系统的状态信息给控制接口电路。

　　系统设定开机的初始状态为引导状态，此时D7的输出状态量“引导断开”信号为低电平，从而保证了无论手轮拉出或推入都会在D3A(54LS00)的输出端形成“引导”状态量送往计算机，只是当手轮拉出时，微动开关K1断开，K1的2点被电阻R5拉成低电平，故没有“允许手控”信号形成，只有当手轮推入时，微动开关K1闭合，“允许手控”信号形成，并通过D6送往主机，并通过付机通知跟踪组合可随时控制系统进入跟踪状态。