機電一體化概論 2-5

1、機電一體化概論,第2章 機電一體化的系統(tǒng)組成 2.5 接口技術(shù),2.5 接口技術(shù),2.5.1 人機接口 2.5.2 信息采集接口 2.5.3 控制量輸出接口,接口 (interface),各個單元之間通過接口構(gòu)成一個完整的機電一體化系統(tǒng)。 以控制器為出發(fā)點，通常將機電一體化接口分為人機接口和機電接口兩大類,2.5.1 人機接口,人機接口是操作人員與機電一體化系統(tǒng)進行信息交換的接口，包括： 輸入接口 輸出接口 人機接口的設(shè)計原則 （1）專用性 （2）低速性 （3）宜人性,1. 輸入- 按鍵接口電路,當(dāng)按鍵K未被按下時，單片機的P1.0輸入為高電平5V；當(dāng)按鍵K被按下時，單片機P1.0輸入低電平0

2、V。,2. 輸出- LED的靜態(tài)顯示,LED（Light Emitting Diode，發(fā)光二極管） 7406 反相驅(qū)動器,2.5.2 信息采集接口,2. 數(shù)字信號的采集,行程開關(guān)的接口電路,2. 數(shù)字信號的采集,光電耦合器（Optocoupler）：光電耦合器由發(fā)光二極管和光敏三極管兩部分組成，由不透光材料封裝在一起。,2. 數(shù)字信號的采集,行程開關(guān)的接口電路,3. 模擬信號的采集,模擬信號的采集過程,3. 模擬信號的采集,采樣是將連續(xù)信號變成離散信號的過程. 為了保證連續(xù)變化的模擬信號在采樣過程中不丟失原有信號的信息，采樣頻率應(yīng)滿足采樣定理 fs 2fmax 式中，fmax是模擬信號f(t

3、)的最高頻率。,3. 模擬信號的采集,采樣過程,3. 模擬信號的采集,A/D轉(zhuǎn)換 A/D轉(zhuǎn)換實現(xiàn)模擬量向數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。 根據(jù)轉(zhuǎn)換原理，A/D轉(zhuǎn)換器可分為4種： 雙積分式、 逐次逼近式、 計數(shù)式 并行式 常用芯片有ADC0801、ADC0808/0809以及ADC0816/0817等。,3. 模擬信號的采集,ADC0808/0809 采用基于逐次逼近法的8位A/D轉(zhuǎn)換器，由8路模擬開關(guān)、8位A/D轉(zhuǎn)換器和三態(tài)緩沖器三部分組成,2.5.3 控制量輸出接口,2. 數(shù)字信號的輸出,功率接口電路：能夠?qū)崿F(xiàn)功率放大的電路。 達林頓電路(Darlington circuit)，等效成一個三極管，即達林頓管。 達林頓管一般用于大功率開關(guān)電路中,2. 數(shù)字信號的輸出,繼電器與單片機的接口電路 組成：驅(qū)動器、光電耦合器和功率放大器。,3. 模擬信號的輸出,直流伺服電機的驅(qū)動,D/A轉(zhuǎn)換器（Digital to analog converter） 將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量，也可以產(chǎn)生各種輸出波形，如矩形波、三角波和正弦波等。 常用芯片: DAC0832、D