机电一体化系统中的接口技术

器、 脉 冲 变 压 器 或 继 电器 等 把 微 机 系 统 和 控 制 设 备 在 电 器 上 加 以 态 、 运行参数及结果等信 息； 另～方面 ， 操 作 者 通 过 输 入 接 口 向 机 隔离 ； 电系统输入各种控制命 令 ， 干 预系 统的运 行状 态 ， 以 实 现 所 要 求 ３ ． 进 行 Ａ／ Ｄ或 Ｄ ／ Ａ转 换 。 当被 控 对 象 的检 测 和 控 制 信 号 为 的 功 能 。 模拟量时 ， 必 须 在 微 机 系统 和 被 控 对 象 之 间 设 置 Ａ／ Ｄ和 Ｄ ／ Ａ 转 １ ． 输 入 接 口 换 电路 ， 以 保 证 微 机 所 处 理 的 数 字 量 与 被 控 的 模 拟 量 之 间 的 （ １ ） 拨 盘 输 入 接 口 。拨 盘 是 机 电 一 体 化 系统 中常 见 的 一 种 输 匹配 。 入设备 ， 若 系统需要 输入少量 的参数 ， 如 修正 系数 、 控 制 目标 等 ， （ ｉ ） 模 拟 信 号 输 入 接 口 。在 机 电一 体 化 系 统 中 ， 反 映 被 控 对 采 用 拨 盘 较 为 方 便 ， 这 种 方 式 具 有 保 持 性 。拨 盘 的 种 类 很 多 ， 作 象 运 行 状 态 信 号 是 传 感 器 或 变 送 器 的输 出 信 号 ， 通 常 这 些 输 出 信 为 人 机 接 口使 用 最 方 便 的 是 十 进 制 输 入 、 Ｂ Ｃ Ｄ码输 出 的 Ｂ Ｃ Ｄ 码 号 是 模 拟 电压 或 电 流 信 号 （ 如位 置检测 用 的差动变 压器 、 温 度 检 拨 盘 。Ｂ Ｃ Ｄ码 拨 盘 可 直 接 与 控 制 微 机 的 并 行 口或 扩 展 口相 连 ， 以 测 用 的热 偶 电 阻 、 温敏 电阻、 转速检测用 的测速发电机等） 计 算 机 Ｂ Ｃ Ｄ 码形 式 输 入 信 息 。 要对被控对象进行控制 ， 必须获得 反 映系统 运行 的状态信 号 ， 而 （ ２ ） 键 盘 输 人 接 口。键 盘 是 一 组 按 键 集 合 ， 向 计 算 机 提 供 被 计算机只能接受数字信 号 ， 要达 到获取 信息 的 目的 ， 就 应 将 模 拟 按 键 的代 码 。常 用 的键 盘 有 ： 电信 号 转 换 为 数 字 信 号 的接 口— — 模 拟 信 号 输 入 接 口 。 １ ） 编码键盘 ， 自动 提 供 被 按 键 的 编 码 （ 如 Ａ Ｓ Ｃ Ｉ Ｉ 码 或 二 进 制 （ ２ ） 模 拟 信 号 输 出 接 口。在 机 电一 体 化 系 统 中 ， 控 制 生 产 过 码 ）； ２ ） 非编码键盘 ， 仅 仅 简 单 地 提 供 按 键 的通 或 断 （ “ ０ ” 或“ １ ” 电 程 执 行 器 的信 号 通 常 是 模 拟 电压 或 电 流 信 号 ， 如 交 流 电动 机 变 频 调速 、 直流电动机调 速器 、 滑 差 电 动 机 调 速 器 等 。而 计 算 机 只 能 位 ） ， 而 按 键 的扫 描 和 识 别 ， 则 由设 计 的 键 盘 程 序 来 实 现 。前 者 使 输出数字信号 ， 并 通过运 算产 生控制信 号 ， 达到控 制生 产过程 的 用方便 ， 但结 构复杂 ， 成本高 ； 后 者电路简单 ， 便 于设 计 。 目的 ， 应 有将 数 字 信 号 转换 成模 拟 电信 号 的 接 口—— 模 拟 信 号 输 ２ ． 输 出接 口 出接 口 。任 务 是 把 计 算 机 输 出 的 数 字 信 号 转 换 为 模 拟 电 压 或 电 在 机 电一 体 化 系统 中 ， 发光二极管 显示器 （ Ｌ Ｅ Ｄ） 是 典 型 的 输 流信号 ， 以便驱动相 应 的执行器 ， 达 到 控 制 对 象 的 目 的 。模 拟 信 出设 备 ， 由于 Ｌ Ｅ Ｄ显示 器结构 简单 、 体积 小、 可靠 性高 、 寿 命长 、 号 输 出接 口一 般 由控 制 接 口 、 数字模 拟信号 转换 器 、 多 路 模 拟 开 价 格 便 宜 ， 因 此 使 用 广 泛 。常 用 的 Ｌ Ｅ Ｄ 显 示 器 有 ７段 发 光 二 极
一
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锁存 器 、 驱 动 器 和 输 出 口地 址 译 码 电路 等 组 成 。 常 重要 的作 用 ： １ ． 行 电 平 转 换 和 功 率 放 大 。一 般 微 机 的 Ｉ ／ ０芯 片都是 Ｔ ＴＬ 二、 人 机 接 口 电平 ， 而 控制设 备则不一 定 ． 因此必须 进行 电平转换 ； 另外 ， 在 大 人 机 接 口是 操 作 者 与 机 电 系 统 （ 主要是控 制微 机） 之 间 进 行 信 息 交换 的 接 口 。按 照 信 息 的 传 递 方 向 ， 可 以分 为 输 入 与 输 出 接 负 载 时 还需 要 进 行 功 率 放 大 ； ２ ． 抗 干 扰 隔 离 。为 防 止 干 扰 信 号 的 串 入 ， 可 以 使 用 光 电耦 合 口两 大 类 。机 电 系 统 通 过 输 出 接 口 向 操 作 者 显 示 系 统 的 各 种 状
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பைடு நூலகம்
【 文章编号１ １ ｏ ｏ ５ —３ ５ ７ ３ （ ２ ０ １ ４ ） Ｏ ８ —０ ０ ９ ４ －０ １
它 主 要 由 输 入 机 电一 体 化 系统 可 分 为机 械 和 微 电 子 系 统 两 大 部 分 ， 各 部 分 虑 逻 辑 电平 的变 换 以及 过程 噪声 隔 离 等 设 计 问 题 ， 连接须具备一定条件 ， 这 个 联 系 条 件 通 常 称 为 接 口。各 分 系 统 又 缓 冲器 、 电平 隔 离 与 转 换 电路 和 地 址 译 码 电路 等 组 成 。 由各 要 素 （ 子系统） 组 成 。本 文 以机 电 一 体 化 控 制 系 统 （ 微 电子 系 ２ ） 输 出通 道 接 口 。开 关 信 号 输 出 通 道 的 作 用 是 将 计 算 机 通 过逻 辑 运 算 处 理后 的 开 关 信 号 传 递 给 开 关 执 行 器 （ 如 继 电 器 或 报 统） 为例 ， 将 接 口分 为人 机 与机 电接 口两 大类 。 警指示器 ） 。它 实 质 是 逻 辑 数 字 的 输 出 通 道 ， 又 称 为 数 字 输 出 通 机 电 接 口 由 于机 械 系 统 与微 电 子 系统 在 性 质 上 有 很 大 差 别 ， 两 者 间 的 道 （ Ｄ ０） 。Ｄ Ｏ 通道 接 口设 计 主 要 考 虑 的 是 内 部 与 外 部 公 共 地 隔 联 系须 通 过 机 电 接 口进行 调 整 、 匹配 、 缓冲 ， 因 此 机 电接 口起 着 非 离 和驱 动 开关 执行 器 的 功 率 。 开 关 量 输 出 通 道 接 口 主要 由输 出
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橱人 ２ ０ １ ４ 年 ８ 月 （ 上 半 月 ）第 １ ５ 期
机 电工 程
机 电一体 化 系统 中 的接 口技 术
杜 宏 图
（ 河 北 博 柯 莱 自动化 包 装 有 限公 司 河 北 邯 郸
【 中 图 分 类 号】 ＴＨ一３ ９ 【 文献 标 识码 】 Ｂ