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機電接口方式研討的論文
1概述
電子技術(shù)與機械技術(shù)的聯(lián)系與生俱來(lái)，從電子技術(shù)產(chǎn)生開(kāi)始就有。電子技術(shù)的發(fā)展時(shí)刻影響著(zhù)機械技術(shù)的創(chuàng )新，它們漸漸形成一中新興技術(shù)即機電一體化。大規模集成電路的出現標志著(zhù)電子技術(shù)發(fā)展的高峰，也大大的促進(jìn)了機電一體化的發(fā)展，使她有了明顯進(jìn)展，使它的魅力凸顯在人類(lèi)的面前，它的發(fā)展開(kāi)始成為科技發(fā)展的焦點(diǎn)。在機械系統中采用電子技術(shù)，機械系統通過(guò)接口以及軟件與電子設計融合起來(lái)的技術(shù)被稱(chēng)為機電一體化。技術(shù)和產(chǎn)品是機電一體化的兩個(gè)主要層面。簡(jiǎn)單的疊加機械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其它新技術(shù)不是機電一體化，它是機械電子完美糅合的綜合技術(shù)。機電一體化正是因此有別于機械電氣化。機械電氣化是機電一體化的基礎。機電一體化取代機械電氣化的發(fā)展后，簡(jiǎn)單的取代和擴大的系統被智能化，功能化所取代。機電接口技術(shù)作為機電一體化重要組成部分的也隨著(zhù)設計實(shí)踐的日趨豐富、設計理念的日趨成熟吸引了更多人力財力的投入和關(guān)注。
2接口問(wèn)題
2.1機電一體化接口技術(shù)的內涵
機電一體化技術(shù)是在電子、機械、計算機、控制理論等現代高新群體基礎上建立起來(lái)的一種先進(jìn)技術(shù)。機電接口技術(shù)是機電一體化發(fā)展中的一門(mén)新興技術(shù)，它的主要內容是解決機電一體化系統中各要素之間的接口問(wèn)題。這門(mén)技術(shù)的研究能使系統中信息能量的交互，技術(shù)的融合更有效的進(jìn)行，使機電一體化系統達到最優(yōu)化設計。
2.2機電接口的功能
機電接口作為聯(lián)系條件，在各要素之間傳遞和轉換信息和能量，并將機電一體化各組成技術(shù)的特性糅合。和計算機接口一樣機電接口包括硬件和軟件，硬件的主要任務(wù)是在各要素之間或人與機電一體化系統之間建立連接，通信、能量變送的物理通道。軟件主要是提供系統信息交互、轉換。調整的方法和過(guò)程，協(xié)調和綜合一體化組成技術(shù)，使各要素集成融合，以實(shí)現新的功能。
2.3機電接口的分類(lèi)
機械系統與微電子系統有著(zhù)不同的技術(shù)與理論基礎，使它們在性質(zhì)上差別很大，如果缺少機電接口在各個(gè)要素之間對各個(gè)變量起到調劑、緩和、配對的作用，它們之間的聯(lián)系就難以建立起來(lái)。因此，機電接口在機電一體化系統中起著(zhù)必不可少的作用：行電平轉換和功率放大。計算機的，而控制設備則可能是CMOS電平，電平轉換在這里就必須要進(jìn)行;此外，負載的大小決定著(zhù)是否進(jìn)行功率放大;抗干擾隔離。干擾信號太多會(huì )嚴重影響機電一體化系統的穩定性和精度，因此在微機系統和控制設備中使用光電耦合器、脈沖變壓器或繼電器把它們隔離起來(lái);進(jìn)行數字/模擬轉換或模擬/數字轉換。微機系統只能進(jìn)行數字量的處理，而傳感器檢測到的大多是模擬量，這樣增加A/D與D/A轉換電路到微機系統與被控過(guò)程系統之間成為必然為微機系統和被控對象的通信，匹配掃除障礙，使微機系統的控制更加順利。
2.3.1模擬信號輸入接口
在機電一體化系統中，被控過(guò)程的各個(gè)參數與狀態(tài)都通過(guò)傳感器和變送裝置轉化給微機系統的電信號。這些信號一般為連續的電信號即模擬信號。這些直接傳送只能處理數字信號的計算機是無(wú)法完成的。為達到信息交互的目的，只能采用能夠將連續電信號解析成離散數字信號的模擬信號輸入接口。
2.3.2模擬信號輸出接口
微機系統是根據輸入設備采集到的反映被控對象工作狀況的信息，按照存儲器中預先存儲的程序，選擇相應的控制算法或是控制策略，自動(dòng)地進(jìn)行信息處理和運算，實(shí)時(shí)地向輸出設備發(fā)出控制命令，達到預定的控制目標。但是直接控制生產(chǎn)過(guò)程的信號一般為模擬信號，如交流變頻器、直流電動(dòng)機調速器等。計算機作為進(jìn)入數字化時(shí)代的代表產(chǎn)物，它輸出的控制命令不可能是模擬信號，只有將計算機輸出的數字信號通過(guò)接口轉化為模擬信號才能夠達到預定的控制目的。
(1)輸入通道接口
緩沖器、隔離電路、轉換電路以及譯碼器等四大重要部分組成了輸入通道接口。它的作用是將那些控制命令中的開(kāi)關(guān)信號、邏輯電平信號以及一些系統設置離散數字信號傳遞給上機。數字輸入通道(DI)在很多文獻或是使用中被叫做開(kāi)關(guān)信號輸入通道，就是因為這些電平各異的數字信號在系統中被作為開(kāi)關(guān)信號來(lái)使用。兩種邏輯狀態(tài)1和0構成了數字信號的全部，但是它的電平一般與微機的電平不盡相同。這就促使了數字輸入通道有一個(gè)重要的任務(wù)是解決邏輯電平的差異不兼容以及降低噪聲對執行過(guò)程的影響。
(2)輸出通道接口
數字輸出通道接口(DO)的作用是將計算機通過(guò)選擇相應的算法或策略進(jìn)行運算處理過(guò)的數字信號傳遞給I/O設備，然后傳遞給執行裝置(如接觸器或LED指示燈)。從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)它是邏輯數字信號的輸出通道。它主要是解決內外部公共地的隔離問(wèn)題以及驅動(dòng)開(kāi)關(guān)的功率是否合適的問(wèn)題。
3人機接口
3.1輸入接口
3.1.1撥盤(pán)輸入接口
撥盤(pán)是工程中一種常見(jiàn)的輸入設備，在機電一體化系統中使用的也較多。一般在系統參數較少，比較簡(jiǎn)單時(shí)，使用撥盤(pán)比較簡(jiǎn)單方便，并且輸入可以被保持。參數較多時(shí)，最好使用其他設備。撥盤(pán)種類(lèi)繁多，十進(jìn)制在人機接口方面使用最方便的是十進(jìn)制輸入、BCD碼輸出的BCD碼撥盤(pán)。BCD碼撥盤(pán)的輸入方式是以BCD碼形式輸入，它與控制微機的并行口或擴展口相連不需要其他任何部件，可以很方便地直接相連。
3.1.2鍵盤(pán)輸入接口
鍵盤(pán)是一組鍵體開(kāi)關(guān)，它們按照一定的順序排列，并能通過(guò)鍵體里的功能電路，向計算機輸入特定的編碼，一般為ASCⅡ碼。常見(jiàn)的鍵盤(pán)有編碼鍵盤(pán)：它是通過(guò)數字電路直接產(chǎn)生對應于按鍵的編碼。編碼鍵盤(pán)使用起來(lái)相當方便，但是結構復雜，成本高，使用較少。非編碼式鍵盤(pán)：一般它的鍵體是根據矩陣形式排列的，通過(guò)一定的方式對形成的矩陣進(jìn)行不斷的掃描不斷獲取按鍵的動(dòng)作行為，一旦有輸入，就會(huì )被輸入送入主機，通過(guò)分析查表，得到數字編碼，傳遞給主機處理器。構造簡(jiǎn)單，按鍵可以重新定義等優(yōu)點(diǎn)使其使用相當廣泛。
3.2輸出接口
由于發(fā)光二級管具有很多優(yōu)點(diǎn)，例如結構簡(jiǎn)單、體積小、使用壽命長(cháng)、可靠性高以及性?xún)r(jià)比高，因此在機電一體化系統中被作為典型的輸出設備被廣泛使用。LED顯示器主要分為兩種，一種是LED段位顯示器，如7段LED數碼管，另一種是點(diǎn)陣式LED顯示器。7段LED數碼管機構原理都很簡(jiǎn)單，它通過(guò)控制不同組合的二極管導通就可以顯示出各種字符。點(diǎn)陣式LED由于能夠顯示復雜符號、字母以及表格等，所以其應用比較廣泛，特別是作為大型LED顯示屏和智能化儀器。
4結語(yǔ)
微電子機械系統有機地結合在一起就構成了完整的機電一體化系統。但是由于各個(gè)要素性質(zhì)不同，工作條件以及工作方式的不同，使它們之間必須有一個(gè)媒介，這個(gè)媒介就是接口。只有通過(guò)接口的轉換、調劑、協(xié)調，機電系統各部分才能正常通信，進(jìn)行能量交換、變送，才能構成一個(gè)完整的系統。機電一體化接口正是扮演著(zhù)聯(lián)系條件這一重要角色。接口性能的好壞往往決定了機電一體化系統能否正常高速地運作，所以機電一體化產(chǎn)品質(zhì)量的好壞可以從接口的性能上來(lái)分析判斷。
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