机电一体化系统设计第三章摘要.ppt

第一节 接口概述 思考题 1、教材相关内容习题和思考题。 2、关于人机、机电接口中二值量、脉冲量、数字量、模拟量等信号接口路径和电路、方法。 3、大作业中的信息接口设计练习。 4、实验室系统搭建、编程练习。 机电一体化系统设计 You-Lihua, Jiangnan University 2008-1 机电一体化系统设计 You-Lihua, Jiangnan University 2008-1 b）电平匹配 输入计算机口线的信号电平是有一定要求的，对采用5V电源的计算机电路，输入的高电平（也就是逻辑“1”）基本在2--5V，低电平（逻辑“0”）在0V--2V。因此，输入计算机电路的信号必须转换成在上述范围内。 c）信号隔离 行程开关、接近开关都是安装在机械运动件之间，测量运动位置的，因此容易引入干扰信号，特别易从电源地线引入干扰，因此，行程开关的电源和计算机电源要隔离，常用的隔离器件是光电耦合器。 光电耦合器既可以作隔离器也可进行电平转换 d）计算机口线确定 输入单片机一般用途的I/O接口或扩展的I/O 芯片。 e）信号输入程序 信号输入程序和人机接口输入程序相同。 2、模拟量输入信号接口设计 机电系统的传感器很多是输出模拟量，模拟量是不能直接输入计算机的，因为计算机只能处理数字量 。因此一定要把模拟量转换成数字量才能输入计算机。把模拟量转换成数字量的接口芯片称作A/D转换器。 a)A/D转换芯片 种类：按转换原理：双积分式、逐次比较式等 按转换的二进制位数：一般有8、10、12、16位等 按数据输出方式：并行输出、串行输出 参数：1）分辨率---表示二进制最低位代表的相对值，如8位A/D转换器的分辨率为1/28。因此习惯上用A/D转换器的位数直接表达分辨率参数。 a）A/D转换芯片（续） 2）转换速度—输入模拟量后到A/D转换器输出数字量所花时间的倒数，或用转换时间表示。双积分式的转换速度比逐次比较式慢得多。目前A/D转换的时间已经到了亚微秒 3）输入电压范围—表示A/D转换芯片将把多大电压范围信号按其二进制位数转换。如8位A/D ：0—10V转换成00H—FFH。一般电压范围有0-5V、0-10V、±5V、±10V等。 4）转换精度—表达转换误差，一般A/D转换的转换误差为±1LSB（最低位）、1/2LSB。 A/D转换芯片和计算机的接口方法一般为三总线连接。如果是串行芯片按串行方式连接。 b）A/D转换芯片ADC0809接口设计 ADC0809芯片是8位A/D转换器，有8路模拟量输入通道， 转换速度100次/秒，量程0-5V，转换精度±1LSB（ ±0.4%) 时钟范围50-800kHz。 b）A/D转换芯片ADC0809接口设计 CLOCK接外部时钟，可与单片机ＡＬＥ连接 b）A/D转换芯片ADC0809接口设计 b）A/D转换芯片ADC0809接口设计 ADC0809和计算机的连接 IN0—IN7 的口地址为7FF8H—7FFFH 机电一体化系统计 或非门 A/D转换程序 MOV DPTR，#7FFAH MOV A，#0FAH MOVX @DPTR，A ACALL DL WT：JNB P3.3，WT MOVX A，@DPTR MOV 40H，A RET 　A/D转换芯片种类很多，具体要根据所需的精度和速度选择合适的A/D芯片。 机电一体化系统设计 本节主要学习内容： 一、机电接口的特点 二、机电接口中设备及信号形式 三、机电接口的输入接口设计方法 四、机电接口的输出接口设计方法 重点掌握典型机电接口输入/输出接口的设计方法 第三节 机电接口设计 四、机电接口的输出接口设计 根据机电输出接口执行元件的信号形式，主要有二值量信号、脉冲量信号和模拟量信号。突出的特点是执行元件大多为功率器件，因此输出接口为功率接口，要采用功率器件。 1、数字量转换成模拟量（D/A） 计算机输出数字量利用D/A转换器，把数字量转换成模拟量，再经功率放大电路驱动执行元件。 a)D/A转换芯片 D/A转换芯片也有多种，转换原理有权电阻式梯形电阻式等；有不同的转换位数：8位、10位、12位、16位二进制数转换成模拟量；工作方式有直通、单缓冲、双缓冲； 转换结果大多电流，需要转换成电压，也有输出电压。 b）D/A 转换芯片DAC0832 是8位梯形电阻式D/A转换芯片，电流输出，电流稳定时间1微秒，具有直通、单缓冲、双缓冲三种工作方式。 b）D/A 转换芯片