计算机控制机电系统

计算机控制机电系统 重庆工商大学机械工程学院李平corn lee 计算机 硬件系统 控制器 运算器 存储器 I O 内部存储器 AT89c51c52 外部存储器 6264 输入设备 输出设备 软件系统 系统软件 应用软件 单板机 将CPU 存储器 I O接口电路 简单外设 键盘 发光二极管显示器 以及监控程序固件 ROM 等全部安装成在一块印刷电路板 PCB板 上构成的低档微机 将组成微型计算机的一些功能部件 如CPU 存储器 I O接口电路等 全部集成在一块集成电路芯片上的微机 单片机 单片机组成 计算机控制机电系统 D A 下位工控机 倾角传感器 滤波 右路伺服电机 D A 伺服放大 可控硅 水下电机 机器人本体 清洗装置 控制盒 电平转换 RS485 串口 光耦隔离 减速箱 滤波 右路伺服电机 D A 伺服放大 减速箱 减速器 直流稳压电源 上位机 下位机 单相电源 D A D A DAC0832芯片通过两级运放扩展成双极性输出时 对应的电压为 Vout 其中 Vout DAC0832通过两级放大输出电压 V NB 二进制码 Vref 基准电压 V 微机控制系统输入 输出的可靠性设计 微机控制系统以及各主要功能元件 部件 的输入 输出信号控制功能主要由硬件和软件设计来保证 在硬件设计中 如何提高控制系统的工作可靠性 是微机控制系统设计的重要环节之一 主要包括 1 能可靠地传递各类控制信息有效保证输入 输出控制信号转换的运动状态 2 能够进行有效的信息转换满足微机对输入 输出信息类型的转换要求 如 A D D A转换 平行数字信号与串行数字信号的转换 电平信号的转换与匹配 电量与非电量的转换 强电与弱点转换 3 具有阻断干扰信号进入微机控制系统的能力主要采用滤波技术 光电隔离技术 屏蔽技术等 光电隔离电路设计 1 光电隔离电路的基本工作原理与组成 2 光电隔离电路的特点 光电隔离电路通过光敏转换实现信号的单向传递 可有效地阻断各类干扰信号 实现信号的电平转换 功率放大 和电平极性转换 光电隔离时域检测电路时域响应特性 输出阻抗 时间响应特性 3 光电隔离电路的作用 1 可将输入 输出两部分的供电电源和电路的地线分离 光电耦合输入 输出端之间绝缘电阻很大 1011 1013 寄生的电容很小 0 5 2pF 因而干扰信号很难从输入端反馈到输出端 2 可进行电平转换 实现要求的电平输出 从而具有初级功率放大作用 3 提高对负载的驱动能力 可直接驱动光控晶闸管工作 如果光电隔离电路与滤波电路 屏蔽电路有效的结合起来 将会进一步提高微机控制系统的抗干扰能力 4 光电耦合隔离电路的应用 光电隔离电路在机电控制系统中的基本配置 请同学们注意 在微机控制系统中 由于可采用的高功能集成元件端口 输入 输出接口 的性质常有所不同 因而所采用或设计的光电隔离电路也有所不同 在系统设计中 应依据实际情况而定 1 8031芯片匹配的输入输出光电隔离接口电路 特点 P3口作为准双向接口 当P3输入口被拉成低电平时 可直接由TTL或MOS电路驱动 当外部信号为低电平时 P3可被拉成高电平直接与光电耦合器连接 3 8155 8255芯片匹配光电隔离接口电路 特点 由于8155 8255输出口可释放和吸收的电流较大 故可直接用高点平推动晶体管驱动光电二极管 在8155 8255上电复位 高阻抗状态 时 不使开机输出额外的信息 将