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2017-03-18 发布于湖北

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第三章接口技术 3.1 概述 3.2 人机接口 3.3 机电接口 3.1 概述一、接口定义及作用二、接口的分类和特点组成机电一体化系统的各要素和子系统之间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。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。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。 1. 人机接口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，人机接口还起着调整、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。 2. 机电接口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。信息处理系统通过信息采集接口接受传感器输出的信号，检测机械系统运行参数，经过运算处理后，发出有关控制信号，经过控制输出接口的匹配、转换、功率放大，驱动执行元件，以调节机械系统的运行状态，使其按要求动作。总体来讲，机电一体化系统对接口的要求是：能够输入有关的状态信息，并能够可靠地传送相应的控制信息；能够进行信息转换，以满足系统对输入与输出的要求；具有较强的阻断干扰信号的能力，以提高系统工作的可靠性。 3.2 人机接口一、人机接口类型及特点二、输入接口三、输出接口人机接口是操作者与机电系统之间进行信息交换的接口。按照信息的传递方向，可以分为两大类：输入接口与输出接口。常用的输入设备有控制开关、 BCD 二～十进制码拨盘、键盘等，常用的输出设备有状态指示灯、七段数码管、蜂鸣器、触摸屏、文本显示器等等。人机接口作为人机之间进行信息传递的通道，具有以下一些特点： 1. 专用性每种机电一体化产品都有其自身特定的功能，对人机接口有着不同的要求，所以在制定人机接口的设计方案时，要根据产品的要求而定。 2. 低速性与控制机的工作速度相比，大多数人机接口设备的工作速度很低，在进行人机接口设计时，要考虑控制机与接口设备间的速度匹配，以提高系统的工作效率； 3. 高性价比在满足功能要求的前提下，输入、输出设备配置以小型、微型、廉价型为原则。 1.主令电器接口开关、按钮、行程开关、转换开关等主令电器类。十键输入-如何用按钮向PLC输入4位数字下图表明TKY指令的另一次执行情况。依次按下X2、X1、X3、X0，则目标D0的当前值为2130，M12、M11、M13、M10记录每一次按键被接通的情况。十六键输入（HKY） 1. 十六键输入指令的助记符和功能见表5-53所示。 2. 拨盘输入接口 (2) BCD码拨盘的接口 (a) 静态接口读入拨码开关数字的PLC程序 (b) 动态接口-数字开关指令目前常用的数码显示器有发光管的 LED 和液晶的 LCD 两种。 1、发光二极管发光二极管是由透明半导体材料制造的在一定条件下产生自发辐射荧光的一个PN结，它具有体积小、可靠性高、寿命长等优点，可以在低压、小电流下工作，而已损耗功率小，常用的发光二极管的工作电压为2—3v，电流为20mA左右。带锁存七段码显示（SEGL） (2) 当n = 0 ～ 3时，为4位1组，D0为二进制数，经BCD换算，最大范围为0 ～ 9999，由Y0 ～ Y3输出。当n = 4 ～ 7，为4位2组，D0向Y0 ～ Y3输出，D1向Y10 ～ Y13输出。选通脉冲信号Y4 ～ Y7共用，按顺序输出。当完成4位数输出后，完成标志

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