第5章-机电一体化系统的接口与电磁兼容技术.ppt

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1、第五章机电一体化系统的接口与电磁兼容技术学习目标熟练掌握机电一体化系统中的接口技术（包括人机接口和机电接口设计）了解电磁干扰的形式和途径，掌握常用的干扰抑制技术重点：机电接口设计第五章机电一体化系统的接口与电磁兼容技术2第五章机电一体化系统的接口与电磁兼容技术3一、概述机电系统由许多要素和子系统构成，各要素或各子系统相接处必须具备一定联系条件，这些联系条件称为接口。接口设计的总任务是解决功能模块间的信号匹配问题。机电产品可看成是由许多接口将组成产品各要素的输入/出联系为一体的系统，并且系统的要素间能够电磁兼容。5.1机电一体化系统接口设计第五章机电一体化

2、系统的接口与电磁兼容技术41.接口的分类根据接口的变换和调整功能特征分类①零接口：不进行参数的变换与调整。如联轴器、输送管、插头、插座、导线、电缆等。②被动接口：仅对被动要素的参数进行变换与调整。如齿轮减速器、进给丝杠、变压器、可变电阻以及光学透镜等。第五章机电一体化系统的接口与电磁兼容技术5③主动接口：含有主动因素、并能与被动要素进行匹配的接口。如电磁离合器、放大器、光电耦合器、A/D、D/A转换器等。④智能接口：含有微处理器、可进行程序编制或适应条件变化的接口。如自动调速装置、通用输入/输出芯片（如8255芯片）、RS232串行接口、通用接口总线等。

3、第五章机电一体化系统的接口与电磁兼容技术6根据接口的输入/输出功能的性质分类①信息接口（软件接口）：受规格、标准、法律、语言、符号等逻辑、软件的约束。②机械接口：根据输入/输出部位的形状、尺寸、配合、精度等进行机械联结。③物理接口：受通过接口部位的物质、能量与信息的具体形态和物理条件约束。④环境接口：对周围的环境条件（温度、湿度、电磁场、放射能、振动、水、火、粉尘等）有具体的保护作用和隔绝作用第五章机电一体化系统的接口与电磁兼容技术7第五章机电一体化系统的接口与电磁兼容技术8按照所联系的子系统不同分类以控制微机（微电子系统）为出发点，将接口分为人机接口与

4、机电接口两大类。第五章机电一体化系统的接口与电磁兼容技术92.接口设计的要求1）计算机接口计算机接口通常由接口电路和与之配套的接口程序（驱动程序）组成接口电路：能够使被传输的数据实现在电气上、时间上相互匹配的电路，它是接口的骨架；接口程序：能够完成这种功能的程序，它是接口完成预定任务的中枢神经。系统要求计算机接口特点：能够可靠地传送相应的控制信息，并输入有关的状态信息能够进行相应的信息转换第五章机电一体化系统的接口与电磁兼容技术101）计算机接口具体要求如下：传感器接口：要求传感器与被测机械量信号源具有直接关系，传感器与机械本体连接简单、稳固，能克服机械

5、谐波干扰，正确反映对象的被测参数。变送接口：电气参数的匹配、远距离信号传输要求、阻抗匹配、电平一致、输入/输出信号关系为线性关系。驱动接口：电平一致、电平匹配和阻抗匹配、抗干扰措施。2）机械传动接口要求它连接结构紧凑、轻巧，具有较高的传动精度和定位精度，安装、维修、调整简单方便、刚度好，响应快。第五章机电一体化系统的接口与电磁兼容技术11二、人机接口设计人机接口是操作者与机电系统（主要是计算机）之间进行信息交换的接口。按照信息传递的方向不同，可分为两大类：人机输入接口和人机输出接口。常用的输入设备有控制开关、BCD拨码盘、键盘等；常用的输出设备有状态指示

6、灯、发光二极管显示器、液晶显示器、微型打印机、CRT、扬声器。人机接口类型及特点:专用性、低速性、高性能价格比第五章机电一体化系统的接口与电磁兼容技术121.输入接口设计1）简单开关输入接口设计对于一些二值化的控制命令和参数，可采用简单的开关作为输入设备，常用的开关有按钮、转换开关等。时间(b)输入电路波形开关：ON开关：OFF开关：ON低电平发生抖动的时间(10ms以下)高电平开关：OFF无抖动有抖动输入接口输入波形r：上拉电阻OFF:高电平ON:低电平(a)输入电路硬件消抖第五章机电一体化系统的接口与电磁兼容技术13第五章机电一体化系统的接口与电磁兼

7、容技术141.输入接口设计2）键盘输入接口设计当需要操作者输入的指令或参数比较多时，可以选择键盘作为输入接口。第五章机电一体化系统的接口与电磁兼容技术152.输出接口设计数字显示器接口电路的设计：单片机应用系统中，常使用LED、CRT显示器和LCD等作为显示器件。点亮显示器由静态和动态两种方法。七段LED显示块R×8abcdefgdpa)共阴极aR×8bcdefgdpb)共阳极+5VgfabedcdpGNDGND12451039768abcdefgc)管脚配置第五章机电一体化系统的接口与电磁兼容技术162.输出接口设计静态显示：当显示器显示某一字符时，相

8、应的发光二极管恒定地导通或截止。静态显较小的电流能得到较高亮度且字符不闪烁适用于