机电一体化技术接口技术
机电一体化系统的接口机电一体化
机电一体化系统的接口 - 机电一体化在机电一体化系统中，系统总体技术主要争辩内容是：系统方案设计和评价；接口技术；精度设计；牢靠性分析和设计；人机工程设计。
一、接口的定义和分类定义：狭义接口是指计算机接口；广义接口：在系统各要素或子系统之间，必需平稳地进行物质、能量和信息的输入和输出。
因此在相互连接要素的交接面上必需具备相应的某些条件，才能连接，该交接面称为接口。
接口可分为直接接口和接口系统两种形式。
图1 直接接口与接口系统常用接口的分类方法：1.依据接口的变换和调整功能，可将接口分为零接口、被动接口、主动接口和智能接口；2.依据接口的输入/输出对象，可将接口分为机械接口、电气接口、信息接口与环境接口等；3.依据接口的输入/输出类型，可将接口分为数字接口、开关接口、模拟接口和脉冲接口。
二、电气接口依据在系统中所起的作用，分为输入接口、输出接口；信号转换与隔离接口；设备专用接口；通信显示接口。
（一）、异步串行通信接口RS-232C；接口信号、电气特性、电平转换RS-499，RS-422A，RS-423A，RS-485；20mA电流环（二）常用接口元件1.光电耦合器在把握微机和功率放大电路之间，经常使用光电耦合器。
光电耦合器由发光二极管和光敏晶体管组成，当在发光二极管二端加正向电压时，发光二极管点亮，照射光敏晶体管使之导通，产生输出信号。
光电耦合器的信号传递实行电-光-电形式，发光部分和受光部分不接触，因此其绝缘电阻可高达1010W以上，并能承受200OV以上的高压，被耦合的两个部分可以自成系统，能够实现强电部分和弱电部分隔离，避开干扰由输出通道窜入把握微机。
光电耦合器的发光二极管是电流驱动器件，能够吸取尖峰干扰信号，所以具有很强的抑制干扰力量。
光电耦合器作为开关应用时，具有耐用、牢靠性高和高速等优点，响应时间一般为数微秒以内，高速型光电耦合器的响应时间有的甚至小于10ns 。
图2 光电耦合器件图b是光电耦合器的接口电路，图中的VT1是大功率晶体管，W是步进电动机、接触器等的线圈，VD2 是续流二极管。
基于机电一体化系统接口技术的研究
接 口技 术 主 要 研 究 机 电一 体 化 系 统 当 中的 关 于接 口的 一 些 问 题 ， 使 系统 中 的 能 能 量 与 信 息的 转 换 与 传递 更 顺畅 以 及 能 使 各 个 部 分 能 有 机 结 合 起 来 形 成 统 一 的 整 体 。 口技 术 既 可 以 促 进 机 电一 体 化 的 发 接 展 ， 可 以 使 机 电 一 体 化 技 术 得 到 迅 速 的 又 发 展 。 可 以 说 对机 电 一 体 化 系统 进 行 设 也 计 也就 是 按 功 能要 求先 对 各 个 部 分 进行 选 择 ， 进 行 接 口设 计 。 后 之所 以 说 接 口技 术 是 机 电一 体 化 系 统 的 关键 的部 分 是 因 为接 口 的好 坏 会 对 系 统 的运 行 以 及 机 电一 体化 系 统的性能控制产生重要的直接的影响 。
一
机 的 存 储 器接 口 ， 其 将 程 序 、 始 数 据 、 使 原 计 算 机处 理 结 果 送 到输 出设 备 ， 便显 示 、 以 打 印 和 实 现 各 种 控 制 。 算 机 的输 入 设 备 计 和 输 出设 备均 通 过 计 算 机 接 １ 交 换 信 息 。 ： １ 在 微 型 计 算 机 与 外 部 设 备 间 的接 口中 ， 数 据 寄 存 器 、 态 寄 存 器 和 控 制 寄 存 器分 别 状 对 应 于数 据 端 口、 态 端 口和 控 制端 口。 状 为 了便 于 访 问 ， 每个 寄 存 器 都 设有 端 口地 址 。 Ｃ Ｕ通过 对 Ｉ 接 口的端 口地 址 的寻 址 ， Ｐ Ｐ 来 与 外 设 交 换 信 息 。 型 计 算 机 就 是 采用 这 微 种传 递 方式 实 现输 入 ／ 出 。 Ｐ 输 Ｃ Ｕ都 要通 过 接 口才 能 与 外 设 连 接 ， 上 驱 动 接 口所 需 加 的软 件 ， 构成 了计 算 机 系统 的接 口技 术 。 （ ） 算 机 系统 的 接 口 ， 功 能 可 分 为 ２计 按 通 用 接 口和 专 用 接 口两 大 类 。 ①计算机 系统的通 用接 口。 用接 口 通 适 用 于 大 部 分 外 设 ， 分 为 串行 接 口和 并 可 行 接 口两种 。 串行 接 口中 ， 在 ＣＰＵ与接 口之 间的 数 据 是并 行 传 送 的 ， 接 口与 外 设 之 而 间的 数 据 则是 一 位 接 一 位 串行 传 送 的 。 在 并 行 接 口 中 ， 同 时 从 接 口输 入 与 输 出 一 可 个 字 节 的 信 息 （ 一 个 ８ 二进 制数 ） 在 机 即 位 。 电 一 体 化 系统 中 ， 用 最 普 遍 的 通 用 接 口 使 是 可 编程 接 口Ｐ Ｉ 如 可编 程 并 行接 口芯 片 Ｐ， ８ ５ Ａ。 Ｐ 的输 入／ 出动 作 由微 机的程 序 ２５ Ｐ Ｉ 输 控制 ， 感 器 、 行 元 件 与微 机 之 间通 过 转 传 执 换 接 口电路 与Ｐ Ｉ Ｐ 相连 ， 信息 的输 入 ／ 出 输 非 常方便。 ②计算机 系统专用 的接 口。 类接 口 此 知 识 用 于 某微 处 理 器 以 及某 台 外 设 。 如 ： 例 面 向外 设 的 接 口有 可 编 程 的 Ｃ ＲＴ 制 器 控 ８ ７ 以及 可 编 程 的 软 盘 控 制 器 ８ １ ， ２５ ２７ 等 面 向微 机 的 可 编程 计 数 器等 一 般都 是 用 来 对 中央 处理 器 的 功 能进 行 加 强。 此外 ， 实 时 在 控 制 系 统 中专 为 某 个 被 控制 对 象 而 设 计 的 接 口 ， 属于 专 用 接 口范 畴 。 也
机电一体化技术知识点总结
机电一体化技术知识点总结机电一体化技术是将机械技术、电子技术、信息技术、传感器技术和控制技术等多种技术有机结合，并综合应用于实际产品和系统中的一门交叉学科。
它旨在实现机械系统与电子系统的协同工作，提高产品的性能、质量和可靠性。
以下是对机电一体化技术相关知识点的总结。
一、机械技术机械技术是机电一体化的基础，包括机械设计、机械制造、机械传动等方面。
在机电一体化系统中，机械结构需要满足高精度、高刚性、轻量化等要求。
例如，采用新型材料和先进的制造工艺来减轻机械部件的重量，提高其强度和精度；优化机械传动系统，减少传动误差和能量损耗。
二、电子技术电子技术包括电子电路、数字电路、模拟电路、集成电路等。
在机电一体化系统中，电子技术用于实现信号的采集、处理、传输和控制。
例如，传感器将物理量转换为电信号，经过放大、滤波等处理后，由微控制器进行分析和决策，然后通过驱动电路控制执行机构的动作。
三、信息技术信息技术在机电一体化中起着至关重要的作用，主要包括计算机技术、通信技术和网络技术。
计算机技术用于系统的建模、仿真、优化和控制；通信技术实现系统内部各部分之间以及系统与外部环境之间的信息交换；网络技术则使多个机电一体化系统能够实现互联和协同工作。
四、传感器技术传感器是机电一体化系统获取外界信息的关键部件，能够将物理量、化学量等非电量转换为电量。
常见的传感器有位移传感器、速度传感器、压力传感器、温度传感器等。
传感器的精度、灵敏度、稳定性和可靠性直接影响到系统的性能。
五、控制技术控制技术是机电一体化系统的核心，包括经典控制理论和现代控制理论。
经典控制理论主要用于单输入单输出线性定常系统的分析和设计；现代控制理论则适用于多输入多输出、非线性、时变等复杂系统。
控制算法如 PID 控制、模糊控制、神经网络控制等在机电一体化系统中得到广泛应用。
六、执行机构执行机构是将控制信号转换为机械动作的部件，如电机、气缸、液压马达等。
电机是最常见的执行机构，包括直流电机、交流电机和步进电机等。
机电一体化中的接口技术韩江玉
机电一体化中的接口技术韩江玉发布时间：2022-10-20T07:27:33.691Z 来源：《国家科学进展》2022年4期作者：韩江玉[导读] 在机电一体化的设计过程中，接口的技术问题是一个很需要特别关注的技术问题，要对机电一体化的接口问题进行具体的分析，在科技飞速发展的今天，机电一体化技术通过不断发展已逐渐成熟，接口技术也在快速发展。
本文探讨了机电一体化控制系统中的接口问题，阐述了机电一体化系统的接口设计以及在应用中的注意事项。
身份证：65280119730604xxxx摘要：在机电一体化的设计过程中，接口的技术问题是一个很需要特别关注的技术问题，要对机电一体化的接口问题进行具体的分析，在科技飞速发展的今天，机电一体化技术通过不断发展已逐渐成熟，接口技术也在快速发展。
本文探讨了机电一体化控制系统中的接口问题，阐述了机电一体化系统的接口设计以及在应用中的注意事项。
关键词：机电一体化；接口问题；应用引言在机电一体化系统的各个功能模块中，接口是一个很重要的组成部分，接口发挥的作用对于促进机电一体化技术向纵深发展有着很大的影响。
从类型上划分，机电接口可以分为很多种，为了保证机电一体化系统可以正常稳定的运行，就要对接口的类型进行科学选择，针对接口在应用中的技术问题进行详细的分析，还需要关注接口的应用部位，实现机电一体化实现技术和其它技术的兼容发展。
1.接口的分类机电一体化系统在层次上，每一个相对独立的子系统之间的通讯都需要借助接口发挥作用。
大量的实践研究表明，机电一体化系统在完成设计前，先要实施接口的设计，要其将接口的设计和机电一体化的系统设计进行统一，以保证系统在应用时的稳定性。
近年来，机械和电气通过一体化设计，在技术上实现了很大的突破，由此产生接口技术。
接口技术主要的作用对系统实施功能上的连接，并实现数据信息的相互交换。
接口技术在机电一体化系统中的广泛应用，使得系统的优化设计和设备的稳定运行得到了保证。
机电一体化接口技术探讨
李 小林
ｆ 摘 （ 成都联帮氧气工程有 限公司 ６ ０ ０） １ ２０ 要】 随着机 电一体化技术的迅速发展， 并很好的为人类 生产 生活服 务， 但是在机 电一体化技术的迅速发展 中， 电接 口问题 也表现 出， 机 本文将
接 口 技 术
加深对机电一体化接 口技术探讨 ， 使其机 电一体化技术 中信息和能量 的传递和转换更加顺畅 。
【 键 词】 机 电 一体 化 关
前 言
当现代科学技术 的快速发展， 尤其是计算机技术 、 控制技术、 通信技术 的发展 ， 导致 了工程领域 发生 了技术性革命， 即工业生产 由“ 机械 电气化” 转变为“ 电一体化” 机 的技术性革命 ， 从此使工程机械进入 了全新的一个发 展阶段 ， 而在产品性 能方面也得到了极大 的提高 。机 电一体化是一个系统 化工程技术， 是集聚机械技术、 自动控制技术、 计算机技术、 微电子技术、 电 力电子技术、 信息技术 、 传感测试技术 、 口技术及软件编程技术等等群体 接 技术 。使其功能特点朝智能化 ， 绿色化， 网络化， 微型化方面在发展 。 机 电一体化接口技术认识 机 电一体化技术不是机械技术、 电子技术 以及其它新技 术的简单 组 微
结 果等 信 息 的作 用 。 ３ 机 电智 能 化 接 口。 由于 现 代 通 信技 术 、 算机 网络 技 术 、 业 技 术 、 、 计 行
软件接 口和硬件接 口， 软件接 口的作用是起着对系统信息的转换、 交互、 调 整的过程和方法 ， 且还起 着协 调和综合机 电一体化 的组成技术 ， 并 最终实 现使各子系统集成并融合为一个整体的过程。 硬件接 口的作用是对子系统 之 间或人与机 电一体化系统之 间建立起着连接 ， 达到对信 息和能量 的输入 ／输 出、 递和 转 换 并 提 供物 理 通 道 的 硬 件接 口 。 传 １ 机～ 电接 口。 、 机一 电接口就是我们通常看见 的执行机构与驱动系统 和传感器之 间的接 口， 其原因是由于机械系统 与电子计算机系统在性质上 有 很 大差 异 ， 需 要机 一 电接 口来进 行 匹配 、 整 、 冲 。使 其 将 驱 动 信 号 就 调 缓 转换成执行机构机械所 需的信 号， 或者是把执行机构 的机械信 号， 通过接 口转换成传感器所 需的信号。 其具体的作用表现为 ： 一是抗干扰 隔离作用。 由于不 同设备仪表 ， 常会带有不同共模 的信 号输入到 Ｄ Ｓ ＰＣ等控制系统 Ｃ、Ｌ 中去 。 于这种不同信号不加 以处理 ， 对 直接接入控制系统 中， 就会出现共模 不同的干扰。共模不同是信号问的参考点电位差 。 么只要在每路外部信 那 号和控制系统 的采集板之 间插入隔离端 子， 因为隔离端子 的输入或者是输 出电气隔离特性使它抑制共模信号的能力变得 很强， 以至于将带有共模的 信 号 通过 隔离 输 出 变 成 为不 含 共 模 的信 号 ，这 样 的干 扰 问题 就 得 以解 决 。
机电接口技术与机电一体化的发展毕业论文【范本模板】
Xxx学校Xx办学点毕业论文课题名称:机电接口技术与机电一体化的发展专业：班级:学籍号：学生姓名：导师姓名:提交日期：机电接口技术与机电一体化的发展（姓名)摘要：机电一体化是现代科学技术发展的必然结果。
文章概述机电一体化的核心技术,分析机电一体化发展进程,提出机电一体化向智能化迈进的趋势，以及由机电一体化发展而来的机电接口技术。
关键词:机电一体化；核心技术；发展进程；发展趋势；发展对策；机电接口技术一、机电一体化的核心技术及发展(一)机电一体化的核心技术1.机械技术：是机电一体化的基础，机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应,利用其高、新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性能上变更,满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能要求。
2。
计算机与信息技术：其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术.3.系统技术：即以整体概念组织应用各种相关技术，从全局角度和系统目标出发，将总体分解成相互关联的若干功能单元，接口技术是系统技术中一个重要方面，是实现系统各部分有机连接的保证。
4。
自动控制技术：其范围很广，在控制理论指导下，进行系统设计，设计后的系统仿真，现场调试,控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。
5.传感检测技术：是系统的感受器官,是实现自动控制、自动调节的关键环节。
其功能越强，系统的自动化程序就越高.6.伺服传动技术：包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置，伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与部件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响.（二）机电一体化的发展进程1.数控机床问世：自从1952年美国第1台数控铣床问世至今已50个年头.我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展阶段,尤其是在1999年后,国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金,使数控设备制造市场一派繁荣.2.微电子技术的发展：我国的集成电路产业起步于1965年,经过30多年发展，已初步形成包括设计、制造、包装业共同发展的产业结构。
浅谈机电一体化中的接口技术
浅谈机电一体化中的接口技术摘要:接口技术是在机电一体化技术的基础上发展起来的,随着机电一体化技术的发展而变得越来越重要。
文章以机电一体化控制系统(微电子系统)为例,将接口分为人机接口与机电接口两大类进行探讨。
关键词:机电一体化;接口技术;人机接口;机电接口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(微电子系统)为例,将接口分为人机与机电接口两大类。
一、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常重要的作用:(1)行电平转换和功率放大。
一般微机的I/O芯片都是TTL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隔离;(3)进行A/D或D/A转换。
当被控对象的检测和控制信号为模拟量时,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匹配。
1、模拟信号输入接口。
在机电一体化系统中,反映被控对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,就应将模拟电信号转换为数字信号的接口——模拟信号输入接口。
2、模拟信号输出接口。
在机电一体化系统中,控制生产过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——模拟信号输出接口。
机电接口技术的内涵与机电一体化发展
的功率 。
②机 一电接 口
１ ． 机 电一体化 接 口的作 用
首先 ， 机 电一 体 化 能够 实 现 行 电平 转 换 和功 率 放 大， 由于控制 设备 的 电平 具有 不 定 性 ， 而微 机 芯 片 一 般 是固定的电平 ， 故此需要进行必要的电平转换 ， 在大负 载的 条件下 ， 机 电接 口需 要 进 行 功 率 放 大 ； 其次， 机 电 体化能够对干扰信号进行隔离 ， 可以开用光 电耦合 器等将 微机 系 统和控 制 系统 加 以隔 离 ； 最后 ， 机 电 体 化能 够实 现微 机 系统和 被控 对象 之 间设 置 Ａ ／ Ｄ和 Ｄ ／ Ａ 转换 电路 ， 当被 控 对 象 的检 测 控 制 信 号 刚 好 为 模 拟 量 的时候 ， 保 证危 机处 理量 与模 拟量 之 间 的相 互 吻合 。
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ５ ． ２ ０ １ ３ ． １ ０ ． ０ ０ ３
中图分类号 ： Ｆ ４ ０ ３ ． ６
一
文献标志码 ： Ｂ
文章编号 ： １ ０ ０ ８ —０ １ ５ ５ （ ２ ０ １ ３ ） １ ０—０ ０ ０ ４— ０ ２
３ ． 机 电一 体 化 接 口的 内涵
２ ． 机 电 一 体 化 接 口的 分 类
① 动力 接 口 动 力接 口是 指 动 力 源 连接 到 驱 动 系 统 的接 口， 主 要 是为 了提 供相 应 的动 力 给驱 动 系统 。根 据 系统 所 需 的动力 类 型不 同 ， 因而也 有 不 同种 类 形 式 的动 力 接 口 ， 例如 交 流电 、 直流 电、 液压 、 气 动 等 。所 有 的 动 力 接 口 都有一个共同点就是能够 承载较 大的负荷 ， 通过较 大
机电 接口 技术的内 涵与 机电一 体化发展
关于机电一体化系统的接口技术探讨
２ ． ４ 开关信 号接 口
控制系统 需要 处理最基本 的输入， 输 出信 号， 即数字量 （ 开 关量） 信 号主要包括 ： 开 关的闭与 断； 指 示灯的亮与 灭； 电动机 的启 动 与 停 止 ； 继 电 器 或 接 触 器 的 吸 合 与释 放 ； 阀 门 的 打 开 与 关 闭等 。彼此之 间的共 同特 点是二进制逻辑“ １ ” 和“ ０ ” 出现 的。 数码 的每一位 都代表 生产过程的一个状态 ， 这 些状 态是作为控
序 言
机 电 一 体 化 中 的 接 口技 术 一 般 而 言 可 分 为 机 械 和 微 电 子
系 统两大部 分， 连接 过程具 备 内在联系 的条件 ， 这个联 系条件 通 常称为接 口。机 电产品的性能在很大程度上取决于接 口的性 能，也就说各要素和各子系统之 间的接 口性能决定综合 系统性 能优劣的因素 。因此， 机电接 口技术是解决如何把机 电与相关领 域技术有机地融为一体 ， 从而设计 出最优 的机 电一体化产品。
一
圈 １ 微机 Ａ／ Ｄ与 Ｄ ／ Ａ转换电路
检测用的差动变压器等。计算机只能接受数字信号， 要获取信息 的目的， 就要对被控对象实行控制 ， 获得 反映系统运行 的状态信 号， 并将模拟电信号转换为数字信号一 模拟信号输入接口。
２ ． ３ 输 出接 口的模拟信 号
控制生产 过程执行 器的信 号，主要 是电流信 号或模 拟 电 压， 一般包括 电动机调速器 、 电动机变频调速、 滑 差电动 机调速 器等 。 计算机通过输 出数字信号， 再运算产生控制信 号， 实现控 制生产过程的 目的。模拟信号输出接 口是应用数字信号转换成 模拟 电信号的接 口。形成计算机输出数字信 号转换为 电流信号 或模拟 电压， 驱动相应 的执行器 ， 达到控制对象的 目的。输 出接 口包 括功率放 大器 、 多路模拟 开关 、 数字模拟 信号转换 器和控 制接 口几部分构成。
机电接口技术的内涵与机电一体化发展
【 关键词】 机 电接 口技术 ； 机 电一体化发展 ； 电子机械技术 ０ 前 言
随着 社会经济的不断发展 ． 在科 学技 术方面 ． 我 国取得 了较为突 出的成就 ． 很多学科之间都实现了有效地渗透与融合 当科学之间实 现 了渗透与融合之后 ． 新 的研究方 向就会产生 ． 比如机电一体化技术 就是融众多学科 为一体 的学科 伺服驱动技术 、 自动控制技术 、 机械技 术、 网络通讯技术 、 计算机技术 、 检测 传感 技术 、 系统 整体 技术等都是 机电一体化技术 中融合 的技术 内容 因此 ． 在设计机 电一体化产 品的 时候 ． 要对多种学科技术 中各相关 学科的特性展开研究 ， 其特性参量 之间的各种物理关系都要理清楚 ． 各 学科 特性参量间 的关 系 、 要求 以 及耦合条件都要正确地处理好 ． 并正确分析 与研究各学科特性之间 的 耦合关系及 内在联 系． 这样可 以有效地解决好在设计机电一体化产 品 系统工程 中出现 的具体问题 在这种状况下 ． 机 电接 口技术便应运而 生． 运用这一项技术 ． 可 以很好地将机 电及其相关领域技 术融为一体 过程中出现的具体 问题进行有效地解决 ． 并将最好 的机电化产品 的研 究领域设计 出来 学技术的不断发展 ， 计算机技 术已经逐渐得 到普 及 、 并广泛应用 于各 个领域与行业 中． 在各领域 与各行业 中． 机 电一 体化的运用也逐 渐增 多 。比如机床 、 量具 、 低压 电器 、 机器人 、 量仪 、 电动传 动装置 、 军事装 备、 电站控制系统 、 焊接设备 、 急用电器等都对机电化一体技 术进 行了 较 为广泛 的应用 ． 在这种 状况下 ． 机电一体 化也正朝着 网络化 、 微 型 化、 智能化 、 模块化 、 绿色化 、 系统化等方 向发展
机电接口技术的内涵与机电一体化发展魏永文
机电接口技术的内涵与机电一体化发展魏永文发布时间：2021-11-22T02:16:44.973Z 来源：《基层建设》2021年第22期作者：魏永文[导读] 随着科技水平的进步，机电一体化技术快速发展，通过信息技术的融入，实现了系统交互，为机电系统提供了保证。
与此同时，机电一体化技术应用领域越来越广泛身份证号码：36212719751025xxxx摘要：随着科技水平的进步，机电一体化技术快速发展，通过信息技术的融入，实现了系统交互，为机电系统提供了保证。
与此同时，机电一体化技术应用领域越来越广泛，该项技术也将具有广阔的发展空间。
关键词：机电一体化；接口；概念；应用；发展机电接口技术是指机电系统中各项组成技术和各项组成部分的连接接口，其在连接过程中会出现很多的问题，对这些问题进行研究能够更好的促进机电一体化技术的发展。
在机电一体化系统中，信息能量要进行不断的融合，同时，也实现了不断的交互，这样能够实现机电系统设计的最优化。
机电一体化是将电子技术和机械技术有机结合在一起的综合技术，在综合过程中对机械技术、自动监控技术、接口技术、传感技术、信息技术以及电子技术进行了很好的运用，对机电接口技术进行研究，能够更好的推动机电一体化的发展，同时，也能更好的推动我国经济的发展。
1机电接口技术的概念机电一体化系统可以分为机械系统与微电子系统这两大部分，机械系统与微电子系统在性质上并不相同，各部分得连接必须具备有一定的条件，这个连接条件就是我们所说的“接口”机电一体化系统必须通过机电接口进行匹配、缓冲、调整等，因此，我们说机电接口是机电一体化的重要部分，机电接口技术的发展影响着机电一体化技术的发展，而机电接口技术是什么呢？顾名思义，机电接口技术指的是在机电一体化中，各个系统模块与各种技术的连接组成，寻找适合它们的方法，将其进行有效的结合，成为整体后才能运转。
科学、合理、有效的运用机电接口技术能够使系统中分散的信息，程序技术融合在一起，优化机电一体化技术。
简述机电一体化接口技术的具体应用
简述机电一体化接口技术的具体应用机电一体化接口技术是指将机械和电子技术有机结合起来的一种技术，它可以使机器更加智能化、自动化和高效化。
机电一体化接口技术的具体应用非常广泛，以下是几个典型的例子：
1. 工业机器人
工业机器人是一种使用机电一体化接口技术的典型应用。
它可以根据程序预设进行自动化控制，实现高效率、高精度和高可靠性的操作。
工业机器人可广泛应用于汽车、电子、机械加工等行业。
2. 家用电器
家用电器也是机电一体化接口技术的一个典型应用。
例如，智能家庭中的智能洗衣机、智能冰箱、智能烤箱等，这些产品都采用了机电一体化接口技术，使得家庭生活更加便捷、智能和舒适。
3. 医疗设备
医疗设备也是机电一体化接口技术的一个重要应用领域。
例如，心脏起搏器、人工呼吸机、血糖仪等，这些设备都采用了机电一体化接口技术，实现了更加准确和可靠的医疗治疗效果。
4. 交通运输
交通运输领域也是机电一体化接口技术的一个重要应用领域。
例如，智能交通灯、自动驾驶汽车、高速铁路等，这些设备都采用了机电一体化接口技术，实现了更加安全、高效和节能的交通运输。
可以看出，机电一体化接口技术的应用非常广泛，涵盖了工
业、家庭、医疗、交通等各个领域，它的应用将会进一步促进社会的科技进步和发展。
3机电一体化第三章接口技术
第三章 接口技术第一节 概 述一、接口定义及作用如第一章所述，机电一体化产品或系统由机械本体、检测传感系统、电子控制单元、执行器和动力源等部分组成，各子系统又分别由若干要素构成。
若要将各要素、各子系统有机地结合起来，构成一个完整的机电一体化系统，各要素、各子系统之间需要进行物质、能量和信息的传递与交换，如图3-1所示。
为此，各要素和子系统的相接处必须具备一定的联系条件，这个联系条件，通常被称为接口，简单地说就是各子系统之间以及子系统内各模块之间相互联接的硬件及相关协议软件。
因此，也可以把机电一体化产品看成是由许多接口将组成产品的各要素的输入/输出联系为一体的机电系统。
从某种意义上讲，机电一体化产品的设计， 就是在根据功能要求选择了各要素后，所进行的接口设计。
从这一观点出发，机电一体化产品的性能很大程度上取决于接口的性能，即各要素和各子系统之间的接口性能是机电一体化系统性能好坏的决定性因素。
因此，接口设计是机电一体化产品设计的关键环节。
图 3-1 接口在机电一体化系统中的作用二、接口的分类和特点从不同的角度及工作特点出发，机电一体化系统的接口有多种分类方法。
根据接口的变换和调整功能，可将接口分为零接口、被动接口、主动接口和智能接口；根据接口的输入/输出对象，可将接口分为机械接口、物理接口、信息接口与环境接口等；根据接口的输入/输出类型，可将接口分为数字接口、开关接口、模拟接口和脉冲接口。
本章根据接口所联系的子系统不同，以信息处理系统( 微电子系统)为出发点，将接口分为人机接口与机电接口两大类，对各子系统内部接口不作具体介绍。
人机接口实现人与机电一体化系统的信息交流、信息反馈，保证对机电一体化系统的实时监测、有效控制；由于机械与电子系统工作形式、速率等存在极大的差异，机电接口还起着调整、匹配、缓冲的作用。
人机接口又包括输入接口与输出接口两类。
通过输入接口，操作者向系统输入各种命令及控制参数，对系统运行进行控制；通过输出接口，操作者对系统的运行状态、各种参数进行监测，按照信息和能量的传递方向，机电接口又可分为信息采集接口（传感器接口）与控制输出接口。
机电一体化系统接口技术的分析
关键 词 ： 机电一体化； 系统； 技术 接口
机 电一体化 系统是机械 、电子和信息等各种技术融合为一 体 的综合系统 ，其构成要素与子系统之 间的接 口部分就显得极 为重要 。 在机械系统和电子系统各种技术的复合过程 中， 口技 接 术很重要 ，其性能 的好坏对整个系统 的综合性能起着决定性作
用。
多 。 图 ２所示 ： 如 例如 ， 各个 电子设备之间的各种接 口电路板 ； 机 械与电机之间的联轴器 、 减速器等 。此外 ， 口还可 以是计算机 接 的程序。接 口程序是用来连接计算机 的各个子程序 的。若系统 （ 或产品 ） 由许 多要素或子 系统构 成的 ， 么每一个要素或子 是 那 系统都可以看作是前 、 两个要素或子系统间的接 口。 后
图 ２ 间接 式 接 口
在 串行 接 ［ 中 ， Ｐ 与 接 口之 间 的数 据 是 并 行 传送 的 ， 接 ｎ与 ＿ ＣＵ Ｉ 而 外 设 之 间 的 数 据 则 是一 位 接 一 位 串行 传 送 的 。在 并 行 接 口中， 可
利用中间系统的接 口部分 与相应 子系统或要素进行连 接 ，
２１ ０ ０年 第 ３期
以同时从接 口输入与输 出一个字节的信息。在机电一体化系统
中 ， 用 最 普 遍 的 通 用 接 ｆ是 可 编 程 接 Ｖ Ｐ Ｉ它 在 机 电一 体化 使 １ Ｉ Ｐ， 系统 中的 作 用 ， 图 ４所 示 。Ｐ Ｉ 输 入 ／ 出 动 作 由微 机 的 程 如 Ｐ的 输 序 控 制 ， 感 器 、 行 元 件 与 微 机 之 间 通 过 转 换 接 口电路 与 Ｐ Ｉ 传 执 Ｐ 相 连 ， 息 的输 入 ／ 出 非 常方 便 。 信 输
机电一体化中接口技术论文
机电一体化中接口技术论文【摘要】机电一体化技术的发展让机械产品的功能和性能得到了大幅度的提高。
但是，我们也要认识到人才是操作设备的主体，所以，接口技术作为人机的连接通道，要向人格化、标准化、智能化方向发展，让操作者更容易进行操作，实现机电一体化系统操作性能的整体提高。
机电一体化技术的发展，给接口技术提出了更高的要求。
机电一体化技术是一种新兴的技术学科，可以实现计算机技术、微电子技术、传感技术、网络技术、信息技术、自动化技术的结合。
现阶段，智能化、标准化、微型化、人格化是机电一体化发展的方向，各种技术的结合也越来越成熟。
但是，为了让机电系统的功能更多，性能更佳，就要进一步优化系统。
所以，国内学者在多年的研究下，提出了新的融合理论。
例如：邹慧君的三子论；亢金月的系统集成论等。
总之，机电系统要根据多种技术的特点进行技术融合，让各个技术都能发挥其优势，实现系统整体性能的提高，而接口就是有效连接系统各部分的有效硬件，提高接口技术的性能就是提高机电一体化系统性能的关键。
1机电系统模型的简述机电一体化系统（简称机电系统）设计是近几年研发的重点内容，是提高机电一体化产品性能的关键。
但是，机电系统在设计中有很大的难度，其主要原因就是无法整合多种多样的机电系统。
而接口技术的应用很好解决了这一难题，它可以实现各个组成部分的连接。
接口技术作为一种新的设计方法，有着独特之处，我们要想进一步了解它，就要先认识机电系统模型。
对此，国内外学者根据接口技术的规律，提出了不同的设计理论。
丹麦理工的JacobBanr就研究出三环论，德国亚琛工大就研究出五块论，上海交大就研究出三子论，挪威科大就研究出两个系统。
我们从以上几种技术理论中可看出：机电系统在设计中还是以整体和部分关系为规律，实现多种技术的结合和渗透，最后让各种技术的优势发挥出来，提高系统整体的功能。
这种结构的组合并不只是各部分功能的总和，而是远远地大于各部分功能的总和，这就是所谓的层次结构理论。
浅谈机电接口技术的特点以及发展方向
杨 国珍 福 建省 建峰 建设 有 限公 司 ３ １ ０ ６０ ４ 【摘 要 】机 械 系统和 电子 系统 是 机 电一 体 化 的 两 大 组成 部 分 ，连 接 两 大 系统 的 机 电接 口及 － ＋ ｇ ｔ术 对 机 电一 体 化 的 整 体 功 能有 着 重 － 要 的 影 响 。 为 了从 部 分 到 整 体 地 对 机 电 系 统 进 行 细 致 分 析 和 可 靠 控 制 ， 本 文 将 对 机 电 一 体 化 中 的 接 口 技 术 特 点 和 发 展 方 向 做 分 析 和
结论
从某 种 意 义 上 来说 ， 电一 体 化将 成为 未 来 各个 行 业 的主 导 理念 。 机 人 们需 要在各 个行 业节 省 时 间并创 造高 效率 的工作 模 式 。 电接 口的发展 将 更 机 加符 合人性 化 的理论 ， 因为 无论 是从 国家 的政 策还 是世界 资 源能 源 的现状来
阐述 。
【 键词 】机 电接 １ 技 术 机 电一体 化 人 机 接 口 特 点 关 ２ 中图 分 类 号 ：ＴＨ． ９ 文 献 标 识 码 ：Ｂ 文 章 编 号 ： １ ０ ・ ０ ７ ２ ０ ０ ・ １ ０ ３ ９ ４ ６ （ ０１ ） ６ ３ — １ ０ ５
机 电一体 化是 现 代 高科 技 革命 的产 物 。 随着 计算 机 技 术 的高 速发 展 它 被广 泛运 用于 现代社 会 的各个 行业 ， 代 电子计 算机技 术 的 日新 月异 的 发展 现 让机 电一体化 技 术更 加成 熟 ， 也让 机 器拥 有 了更 加人 性和 智 能 的特征 。 它 要 将机 电产 品视 为一 个 整 体 系统 ， 究 如何 将 机 械 、 研 电子 、 能 等版 块 密 切而 智 和谐 地 结 合在 一起 ， 统一 设 计 目的而 合作 。 为 因此 ， 电一 体 化 的接 口技术 机 对机 电一 体化 的 分析 和研 究起着 举 足轻 重 的作用 。
机电一体化系统的机电接口设计
机电一体化系统的机电接口设计机电接口，是指机电一体化产品中的机械装置与掌握微机间的接口。
同人机接口一样。
根据信息的传递方向可以将机电接口分为信息采集接口(传感器接口)与掌握量输出接口。
1、输入接口在机电一体化产品常用的传感器中，有许多是以模拟量形式输出信号的，如位置检测用的差动变压器、温度检测用的热电偶、温敏电阻、转速检测用的测速发电机等，而掌握微机却是一个数字系统(有些型号单片机内部集成了模/数转换器件，如MCS-96系列单片机等)。
传感器与微机连接2、输出接口在机电一体化产品中，许多被控对象要求模拟量作掌握信号，如沟通电动机变频调速器、直流电动机调速器、滑差电动机调速器等，而计算机系统是数字系统。
（1）D/A转换器的主要参数1) 辨别率：D/A转换器所能辨别的最小电压增量，或者说D／A转换器能够转换的二进制位数，位数多，辨别率就高。
2) 转换时间：指数字量从输入到完成转换，输出达到最终值并稳定为止所需的时间。
3) 精度：D/A转换器实际输出电压与理论值之间的误差。
4) 线性度：当数字量变化时，D／A转换器模拟量按比例关系变化的程度。
(2) D／A转换器的输入/输出特性DAC是系统或设备中的一个功能学元，当把它接人系统或设备中与其他器件发生关系时，对不同用途的场合，它的输入/输出端有不同的要求。
表示一个D／A转换器输入/输出特性的有以下几个方面：输入/输出缓冲力量、输入码制、输入数据的宽度、是电流型还是电压型、是单极性输出还是多极性输出等。
(3)D／A转换器选择要点在选用D/A芯片时，首先依据用户需要，合理选择转换速度、精度及辨别率以满意设计任务所要求的技术指标。
但要留意到，一般状况下，位数愈多精度愈高，其转换的时间愈长；假如要求高速度又高精度，则芯片价格也就愈昂贵。
其次是看芯片内部是否带有数据输入缓冲器，这—点在设计接口电路时特殊重要。
D/A转换器输入的是数字量，经转换后输出的是模拟量。
有关D/A 转换器的技术性能指标：1) 分辩率：辨别率是D/A转换器对输入量变化敏感程度的描述，与输入数字量的位数有关。
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② 七段LED显示器接口电路设计 a. 静态工作方式的接口电路 8255 PC0···PC7 PB0···PB7 PA0···PA7
三位静态显示接口
静态显示，就是当显示器显示某一个字时，相应的发光二极管恒定的导通和 截至。这种显示方式的每一位都需要一个8位输出口控制。当显示位数很少( 仅一、二位）时，采用静态显示方式是合适的。
② 低速性 与控制微机的工作速度相比，大多数人机接口设
备的工作速度是很低的，在进行人机接口设计时
，要考虑速度匹配问题。
③ 高性能性
由于机电的结合，大大强化了机械系统的功 能，使整个机电系统具有高性能的价格比。 所以在人机接口设计时，输入/输出设备也应 以小型、微型、廉价为原则。
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二． 输入接口设计
1
2 a DPY
3b
a
c
4 5
f
d
g
b
e
6
e
f
d
c
7 g
dp
8
dp
将发光二极管组成阵列，封装于标准 外壳中，即发光二极管显示器（LED 显示器）。以七段LED显示器最为常 用。引线有共阳极与共阴极两种结构 如图。
a b c d e f g dp
COM 共阳极
a b c d e f g dp
COM 共阴极
通过输出接口向操作者反映系统的各个状态和参数以 及结果等信息。 常用的输出设备：状态指示灯，发光二极管，液晶显示器，微型 打印机，阴极摄像管显示器，扬声器等。
4
① 专用性
人机接口的设计方案要根据产品的要求而定。对 二值性的控制参数，可采用控制开关；对一些少 量的数值参数可使用拨码码盘；当系统要求输入 控制命令和参数较多时，可使用行列式键盘。
毕君
薛林峰
1
接口技术分类
•人机接口
•机电接口
2
➢ 了解人机接口的类型及特
点
➢ 掌握输入接口的几种典型
类型及设计方法
➢ 掌握输出接口的几种典型
类型及设计方法
3
一． 人机接口类型及特点
人机接口是操作者与机电系统（主要是控制）之间进行信息 交换的接口。 按照信息传递的方式分为两大类：
通过输入接口向系统输入各种控制命令和参数，对 系统进行控制。 常用的输入设备：控制开关，拨码码盘，键盘等。
返回13
机电接口
• 机电接口，是指机电一体化产品中的机械装 置与控制微机间的接口。同人机接口一样。
按照信息的传递方向可以将机电接口分为信 息采集接口(传感器接口)与控制量输出接口
输入接口
• 在机电一体化产品常用的传感器中，有很多 是以模拟量形式输出信号的，如位置检测用 的差动变压器、温度检测用的热电偶、温敏 电阻、转速检测用的测速发电机等，而控制 微机却是一个数字系统(有些型号单片机内部 集成了模/数转换器件，如MCS-96系列单片 机等)。
12
③ 点阵式LED显示器及接口设计
74LS06 P1.0 1
…
P1.6 1
8031
P3.0 1 P3.4 1
…
75452 75452
点阵式LED显示器接口电路
+5V
如图8031的P1口接行线，P3口接 列线。点阵式LED显示器的扫描 方式有：行扫描和列扫描。 列扫描：由列线控制口输出列选 通信息，每次扫描只有一列信号 有效，由P1口输出该列显示信息 行扫描：由行线控制口输出选通 信号，每次只有一行被选中，由 P3口输出相应列显示信息。
• 2) 转换时间：指数字量从输入到完成转换， 输出达到最终值并稳定为止所需的时间。
• 3) 精度：D/A转换器实际输出电压与理论值 之间的误差。
• 4) 线性度：当数字量变化时，D／A转换器模 拟量按比例关系变化的程度。
(2) D／A转换器的输入/输出特性
• DAC是系统或设备中的一个功能学元，当把 它接人系统或设备中与其他器件发生关系时， 对不同用途的场合，它的输入/输出端有不同 的要求。
进行实际接口设计时可以采用以下
开关：ON
发生抖动的时 间在10ms以下
两种方法去抖：
OFF
① 软件去抖 ，通过程序对输入 积分电路
ON
② 的开关信号进行处理，在检测到
积分后
③ 开关状态后，延时一段时间以进 ④ 行检测，若两次检测到的开关史状密斯
的输出
⑤ 态相同则认为有效，否则按抖触动发器
⑥ 处理。
② 硬件去抖，采用如右图所示 ③ 的去抖电路。
11
…
…
b. 动态工作方式接口电路 7407
PB0 1
PB7 1 8155
75452
PA5 1 PA0 1
8155扩展6位动态LED显示器的接口电路
+5V 当显示器工作时，单 片机通过8155的PA口 送扫描数据，其中只 有一位为高电平，经 75452后，只有一位 LED显示器的公共端 为低电平。同时，显 示位对应的数据通过 PB口送出。因此，只 有公共端为低的LED 显示器有显示，依次 改变PA口中为高电平 的位，则6位LED显示 器就顺序显示。当扫 描频率足够高时，由 于人眼的视觉暂留效 应，6位显示器便得到 连续稳定的显示。
输入
波形
输A 入 口
R：上拉电阻
OFF：高电平 ON： 低电平
简单的开关输入电路
当开关电路使用带机械触电的开关 时，在开关进行开、闭的瞬间，由
开关：OFF
于开关簧片的反弹会导致输出信号 开关：ON
的抖动，即开关的触电在开、闭操 作的瞬间，因机械振动会导致输出 开关：OFF
信号产生不规则的波动，由于开关 的抖动使输入微机的信号变成如右 图所示的波形。
输出接口
• 在机电一体化产品中，很多被控对 象要求模拟量作控制信号，如交流 电动机变频调速器、直流电动机调 速器、滑差电动机调速器等，而计 算机系统是数字系统。
（1）D/A转换器的主要参数
• 1) 分辨率：D/A转换器所能分辨的最小电压 增量，或者说D／A转换器能够转换的二进制 位数，位数多，分辨率就高。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
② 键盘接口方法
P1.7 P1.6
P1.5
P1.4
8031 P1.0
0
P1.1 1
2
P1.2
3
P1.3
48C 59D 6 AE 7BF
+5V
上图示出了8031通过P1口与一个4×4键盘的接口电路，其中P1.7~P1.4作扫 描线，P1.3~P1.0作输出线。
返回
Ⅲ.输出接口设计
① 发光二极管显示器（Light Emitting Diode）的接口设计
史密斯触 发器的输出
高电平 低电平
Ⅱ.键盘输入接口设计
① 矩阵式键盘工作原理
Y0 Y1 Y2 Y3 +5V
X0 0
48 C
X1 1
59D
2
X2
3
X3
6 AE 7BF
键盘结构如上图，通常将行线通过上拉电阻接至+5V电源。当无键按下 时，行线与列线断开，行线呈高电平。当键盘上某键按下时，则该键对
应的行线与列线被短路。例如，7号键被按下闭合时，行线X3与列线Y1 被短路，此时X3的电平由Y1电位决定。
• 表示一个D／A转换器输入/输出特性的有以 下几个方面：输入/输出缓冲能力、输入码制、 输入数据的宽度、是电流型还是电压型、是 单极性输出还是多极性输出等。
(3)D／A转换器选择要点
• 在选用D/A芯片时，首先根据用户需要，合 理选择转换速度、精度及分辨率以满足设计 任务所要求的技术指标。但要注意到，一般 情况下，位数愈多精度愈高，其转换的时间 愈长；如果要求高速度又高精度，则芯片价 格也就愈昂贵。其次是看芯片内部是否带有 数据输入缓冲器，这—点在设计接口电路时 特别重要。
I. 开关输入接口设计
左图为一简单开关输入电 路，通过对A点电位进行检测， 从而判断开关的状态。上拉 电阻R的阻值越小，当开关处 于断开状态（OFF）时，被 传输的高电平值越高，但是 当开关处于闭合状态（ON)时， 流过开关触电的电流就越大。 因此当采用这种电路时，上 拉电阻的阻值应在全面考虑 开关的触电电流和整个电路 的功耗电流后再确定。
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