单元五机电一体化控制与接口技术ppt课件.ppt

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1、机电一体化技术,Mechatronics,单元五 机电一体化控制及接口技术,5.1 控制技术概述5.2 可编程控制器技术5.3 人机接口技术5.4 机电接口技术,1.掌握机电一体化系统控制形式。2.掌握常用机电系统控制器PLC工作原理。3.熟悉常用输入输出接口电路。4.熟悉A/D转换器等机电接口电路。,工业炉的计算机控制,工业炉计算机控制的典型情况，其燃料为燃料油或者煤气，为了保证燃料在炉膛内正常燃烧，必须保持燃料和空气的比值恒定。,案例,高炮的控制,俯仰角,方位角,机械手,无人驾驶飞机:按照预定航线飞行,电热水器:将水加热到设定温度,全自动洗衣机:按设定程序洗衣服,自动控制的作用与重要性,把

2、人从繁重的危险的工作中解放出来 矿井掘井、核电站检查消防、救火、无人侦察机、导弹（无人）,完成人无法完成的工作 管道机器人、水下6000米机器人,比人干得更快、更好，极大地提高生产力 从自动化生产线上生产的产品，质量越来越好，价格越来越低。,管理、经济、金融过程智能化 楼宇管理自动化：电、气、水、消防报警全自动管理，办公自动化，交通自动化，自助银行等。,自动化在经济生活中应用越来越广泛，几乎无处不在。,自动化技术是高科技的集中体现与应用。,注：在工业过程（或经济生活）中采用自动控制代替人工控制，称之为自动化。,第1节 概 述,机电一体化系统的控制形式控制系统的基本要求和设计方法计算机控制系统的

3、组成及常用类型,机电一体化控制是在以微型计算机为代表的微电子技术、信息技术迅速发展向机械工业领域迅猛渗透并与机械电子技术深度结合的现代工业的基础上，综合应用机械技术、微电子技术、信息技术、自动控制技术、传感测试技术、电力电子技术、接口技术及软件编程技术等群体技术。 机电一体化控制是一门理论性很强的工程技术，通常称为“自动控制技术”，把实现这种技术的理论称为“自动控制理论”。而由各种部件组成以实现具体生产对象的自动控制的系统，则称为“自动控制系统”。自动控制所使用的技术可以是电气、液压、气动、机电以及电液等诸多方法，而采用计算机实现自动控制是机电一体化控制技术中最为常见的手段。,概述,一、机电一

4、体化系统的控制形式,自动控制是指在无人直接参与的情况下，利用控制装置，使被控对象的被控量准确地按照预期的规律变化。,自动控制理论是研究自动控制过程共同规律的技术学科，是研究自动控制系统组成，进行系统分析设计的一般性理论。根据它的不同发展阶段与内容，可将其分为经典控制理论、现代控制理论及智能控制理论三个阶段。,控制系统的基本组成,一、机电一体化系统的控制形式,按照输出量对控制作用的影响不同，机电一体化系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。1.开环系统 开环控制的机电一体化系统是没有反馈的控制系统，这种系统的输入直接送给控制器，并通过控制器对受控对象产生控制作用。输出信号只取决与输入信号，与输出无

5、关。优点：结构简单、成本低、维修方便。缺点：精度较低，对输出和干扰没有诊断能力。,一、机电一体化系统的控制形式,2.闭环系统闭环控制的机电一体化系统的输出结果经传感器和反馈环节与系统的输入信号比较产生输出偏差，输出偏差经控制器处理再作用到受控对象，对输出进行补偿，实现更高精度的系统输出。输出信号受到输入信号和输出信号自身（反馈信号）的作用。信号流线形成闭合回路。又称反馈控制。输出信号受偏差量控制。优点：高精度、动态性能好、抗干扰能力强。缺点：结构复杂，成本高，维修难度较大。,例题 家用电冰箱温控系统,试写出系统的被控对象、被控量、输入量和扰动量，工作原理，画出系统方框图。,被控对象：,冰箱,被

6、控量：,输入量：,控制器设定值（代表温度的期望值）,扰动量：,开门时的外界温度,冰箱内温度,工作原理:控制器设定温度与冰箱内温度比较，如果设定温度高于冰箱内温度，则继电器接通，压缩机工作，使冰箱温度下降，直到冰箱内温度达到希望温度，此时继电器断开，压缩机停止工作。,解：,家用电冰箱温控系统方框图如下：,二、控制系统的基本要求和设计方法,稳定性是保证控制系统正常工作的先决条件，这是对控制系统的一个基本要求。系统的稳定性有两层含义:一是系统稳定，叫做绝对稳定性，通常所讲的稳定性就是这个含义;另一方面的含义是输出量振荡的强烈程度，称为相对稳定性。线性控制系统的稳定性是由系统。本身的结构与参数所决定的

7、，与外部条件无关。,二、控制系统的基本要求和设计方法,快速性是系统在稳定的条件下，衡量系统过渡过程的形式和快慢，通常称为“系统动态性能”。在实际的控制系统中，不仅要求系统稳定，而且要求被控量能迅速地按照输入信号所规定的形式变化，即要求系统具有一定的响应速度。,二、控制系统的基本要求和设计方法,准确性是在系统过渡过程结束后，衡量系统输出(被控量)达到的稳态值与系统输出期望值之间的接近程度。除了要求控制系统稳定性好、响应速度快以外，还要求控制系统的控制精度高。 “稳”与“快”是说明系统动态(过渡过程)品质。系统的过渡过程产生的原因是系统中储能元件的能量不可能突变。“准”是说明系统的稳态(静态)品质

8、,二、控制系统的基本要求和设计方法,二、控制系统的基本要求和设计方法,准备阶段。对设计对象进行机理分析和理论分析，明确被控对象的特点及要求;限定控制系统的工作条件及环境，确定安全保护措施及等级;明确控制方案的特殊要求;确定技术经济指标;制定试验项目及指标。,二、控制系统的基本要求和设计方法,理论设计建立被控对象的数学模型，把被控对象的控制特性用数学表达式加以描述，作为控制方案选择及控制器设计的依据;确定控制算法及控制器结构，选择中央处理单元、存储器等，主要硬、软件设计以及各种接口的选择和设计;确定系统的初步结构及参数，进行系统性能分析、优化,二、控制系统的基本要求和设计方法,设计定型：整理出设

9、计图样、电子元器件明细表、系统操作程序及说明书、维修及故障诊断说明书和使用说明书等，形成相应技术文件。,二、控制系统的基本要求和设计方法,设计实施：模块组装，系统仿真、测试,1.计算机控制系统的组成什么是计算机控制系统? 计算机控制系统就是采用计算机来实现的工业自动控制系统.,三、计算机控制系统的组成及常用类型,计算机控制系统的基本框图,2.计算机控制系统的组成,硬件+软件,三、计算机控制系统的组成及常用类型,典型计算机控制系统的组成框图,三、计算机控制系统的组成及常用类型,硬件指计算机本身及其外围设备，一般包括中央处理器,内存储器,磁盘驱动器,各种接口电路，以A/D转换和D/A转换为核心的模

10、拟量I/O通道、数字量I/O通道，以及各种显示、记录设备,运行操作台等。,主机（CPU）主机是控制系统的核心。组成：中央处理器、内存储器、时钟电路功能：对控制对象的参数进行检测、数据处理以及控制计算、逻辑判断等通用外部设备组成：输入、输出设备和外存储器。功能：显示、打印、存储和传送数据。,三、计算机控制系统的组成及常用类型,I/O接口与输入/输出通道 I/O接口与输入/输出通道是主机与被控对象进行信息交换的纽带组成：并行接口、串行接口、直接数据传送接口等（接口） A/D转换器、D/A转换器等（通道）检测元件和执行器 传感器的功用是将被检测的非电学量参数转变成电学量 变送器的作用是将传感器得到的

11、电信号转变成适用于计算机接口使用的标准的电信号 执行器的作用是据控制信号控制工业对象进行工作，如电动、气动装置,三、计算机控制系统的组成及常用类型,三、计算机控制系统的组成及常用类型,软件指计算机控制系统中具有各种功能的计算机程序的总和，如完成操作、监控、管理、控制、计算和自诊断等功能的程序。整个系统在软件指挥下协调工作。从功能区分，软件可分为系统软件和应用软件。,系统软件是由计算机的制造厂商提供的，用来管理计算机本身的资源和方便用户使用计算机的软件。常用的有操作系统、开发系统等，它们一般不需用户自行设计编程，只需掌握使用方法或根据实际需要加以适当改造即可。应用软件是用户根据要解决的控制问题而

12、编写的各种程序，比如各种数据采集、滤波程序，控制量计算程序，生产过程监控程序等。在计算机控制系统中，软件和硬件不是独立存在的，在设计时必须注意两者相互间的有机配合和协调，只有这样才能研制出满足生产要求的高质量的控制系统。,三、计算机控制系统的组成及常用类型,2.计算机控制系统的类型,三、计算机控制系统的组成及常用类型,常用的有基于单片机、单板机、普通PC机、工业PC机和可编程序控制器(PLC)等多种类型的控制系统。,表5-1各种计算机控制系统性能指标,第2节 人机接口技术,什么是人机接口人机接口的分类 输入和输出接口技术,概 述,人机接口是操作者与机电一体化系统(主要是控制微机)之间进行信息交

13、换的接口。按照信息的传递方向，可以分为两大类:输入接口：操作者通过输入接口向系统输入各种控制命令及控制参数，对系统运行进行控制，实现所要求完成的任务。常用的输入设备有控制开关、BCD或二进制码拨盘、键盘输出接口：系统通过输出接口向操作者显示系统的各种状态、运行参数及结果等信息。常用的输出设备有状态指示灯、发光二极管显示器、液晶显示器、微型打印机、阴极射线管显示器等。,一、输入接口技术,输入口输入设备的数据，要通过数据总线传送给CPU，而CPU与存储器以及其他设备传输的输入/输出数据，也要通过这条数据总线分时地进行传输。,输入口的功能：在只有CPU允许该输入口进行数据输入时，将来自外设的数据传送

14、到数据总线上。,输入设备 键盘,通过它可实现人机对话，完成各种功能的操作。,编码键盘: 采用专用的编码/译码器件,被按下的键由该器件译码输出相应的键码/键值。特点：增加了硬件开销，编码因选用器件而异，编码固定，但编程简单。适用于规模大的键盘。,非编码键盘: 单片机系统多采用此类键盘 采用软件编码/译码的方式,通过扫描，对每个被按下的键判别输出相应的键码/键值。特点：不增加硬件开销，编码灵活，适用于小规模的键盘，特别是单片机系统。但编程较复杂,占CPU时间，还须软件“消颤”。,按键值编码方式:编码键盘与非编码键盘,一、输入接口技术,4x4非编码键盘,独立式键盘: 每键相互独立，各自与一条I/O线

15、相连，CPU可直接读取该I/O线的高/低电平状态。如果系统装备的开关数量不多，可以直接装在接口上。特点：按键数量较多时，占I/O口线多，电路结构繁杂；各按键相互独立，电路配置灵活；软件结构简单。判键速度快，多用于设置控制键、功能键。适用于键数少的场合。,1.独立式键盘,矩阵连接键盘: 键按矩阵排列,各键处于矩阵行/列的结点处,CPU通过对连在行(列)的I/O线送已知电平的信号,然后读取列(行)线的状态信息。逐线扫描,得出键码。特点：键多时占用I/O口线少,但判键速度慢,多用于设置数字键。适用于键数多的场合。,2.矩阵式键盘,常用的专门的键识别方法有:行扫描法;线翻转法;利用8279键盘接口产生

16、键盘中断。前两种都要占用CPU大量的时间，而后一种则会节约CPU时间。,(1)典型行列式键盘识别方法-行扫描法,行扫描依次向行线输出低电平，其余各行为高电平。每扫描一行，读取一次列线，若列线全为高电平，则没有键按下，若有一列为低电平，则有键按下，获取按键的行号和列号，行扫描完成。列扫描依次向列线输出低电平，然后读取行线值，再次获得按键的行号和列号。扫描码比较两次获得行号和列号相同，则键码正确，即获得按键的行列扫描码。,判断有无键按下CPU首先向所有的行输出低电平，若无键按下，则所有列线为高。若有键按下，则该键所在的列线因与行线相连而变为低电平。CPU此时读取列线的值即可判断是否有键按下。判断是

17、哪个键按下（行扫描法）先向第0行输出低电平，其余行输出高电平，然后读取所有列线的值。若某一列为低，则说明0行与该列交叉位置的键被按下，扫描成功即可退出。若列线全为高，说明本行无键按下，则继续扫描下一行。依次类推，直到找到按键的位置后退出扫描。确定了行号和列号，可形成键盘扫描码。,测试有无键按下,去抖现象：按键时，按键开关会在闭合和断开间跳动几次最后达到稳定状态，脉冲出现毛刺，持续时间小于10ms。后果：误判为多次按键。方法：硬件上，可采用RS触发器和单稳态电路消除抖动波形。软件上，可延时一段时间，等信号稳定后再次读取识别码。重键由于误操作，同时按下2个或多个键。连锁法：不停地扫描键盘，仅承认最

18、后一个闭合键。顺序法：识别到一个闭合键后，直到该键释放后再去识别其它按键。,去抖动和重键问题,(a)利用RS触发器 (b)利用单稳态电路,键扫描以确定按键的物理位置。计算键码。等待键释放：计算键码后，再以延时和扫描的方法等待和判定键释放。当键盘释放之后就可根据键码，转相应的键处理子程序，进行数据的输入或命令的处理。,(1)典型行列式键盘识别方法-行扫描法,二、输出接口技术,从计算机输出的数据，要经过输出口传输给输出设备，但在输出口与实际的输出设备之间一般需要进行信号电平转换，并需要对输出数据的传输时序进行控制。输出接口是操作者对机电一体化系统进行检测的窗口，通过输出接口，系统向操作者显示自身的

19、运行状态、关键参数及运行结果等，并进行故障报警。,输出接口 LED显示器,发光二极管,LED显示器实物,LED实物,发光二极管的驱动,发光二极管正常发光时，电流约为510mA，压降1V左右。,限流电阻R=(5V-1V)/8mA=500 ,引脚输出低电平时，发光二极管导通。,LED应用领域,LED应用实例,显示器应用实例效果,显示器应用实例效果,数码显示器常识,在一些只需要简单显示的仪器中，常用数码管显示信息；类型：发光二极管显示器，简称LED(Light Emitting Diode)；液晶显示器，简称LCD(Liquid Crystal Display)；荧光管显示器。LED、LCD有两种显

20、示结构；段显示(8段，“米”字型等)和点阵显示(5X7，5X8，8X8点阵等)。LED示又分为固定段显示和可以拼装的大型字段显示，此外还有共阳极和共阴极之分等。三种显示器中，以荧光管显示器亮度最高，发光二极管次之，而液晶显示器最弱；液晶显示器有带背光和不带背光之分，带背光的液晶显示器既可以在有外部光源处使用，也可以在黑暗中使用；不带背光的液晶显示器只能靠外部光源才能看清。,LED数码显示器,LED数码管特点 1、杜绝缺笔少画,发光不均,采用固体光源，不含汞； 2、解决了漏电，防损防潮，防崩灯超硬度PCB组成超长寿命； 3、改变传统灌胶模式，可拆装返修LED数码管； 4、高亮发光，超低功耗，低电

21、压（1.9V-2.1V)灯珠； 5、PCB与外壳无间隙，相扣牢固，外型美观，提升产品档次。应用 通过对其不同的管脚输入相对的电流，会使其发亮，从而显示出数字能够显示 时间、日期、温度等所有可用数字表示的参数。 价格便宜 使用简单 在电器 特别是家电领域应用极为广泛，空调、热水器、冰箱等等。绝大多数热水器用的都是数码管，其他家电也用液晶屏与荧光屏。,主要用于显示信息，由LED发光二极管组成。（1）LED显示器结构,1.LED数码显示器的工作原理,七段数码管：ag段用来显示10进制或16进制数字和字符，DP段用来显示小数点。二极管导通，相应的段即发光。控制不同组合的段发光，就可显示各种数字和字符。

22、 控制各发光段上的代码为段码；控制某个数码管的码为位码。,LED电路的2种接法,共阳极：阳极共接+5V。发光段阴极接低电平才能导通发光。,共阴极：阳极共接地。发光段阳极接高电平才能导通发光。,共阴极LED显示器的发光二极管的公共阴极接地，而阳极通过限流电阻接到驱动芯片的输出口线上，当某个驱动口线为高电平时，该发光二极管有电流通过而发光，相应的段被显示。,共阳极LED显示器的发光二极管的公共阳极接高电平，而阴极通过限流电阻接到驱动芯片的输出口线上，当某个驱动口线为低电平时，该发光二极管有电流通过而发光，相应的段被显示。,(2) LED数码显示器的显示段码。为了显示字符，要为LED显示器提供显示段

23、码(或称字形代码)，可通过单片机接口使LED显示器某几段发亮来显示不同的数码,1.LED数码显示器的工作原理,数码管段码的编码： 8段正好是一个字节，通常采用如下编码方式。（这种编码需单片机数据总线的D0.D7分别和数码管的a、b、c、dp对应相连。如图所示）,最高位,最低位,根据LED显示器的结构原理可知，通过给每段提供不同的数据，LED显示器就能显示出不同形状的字符，因此，我们把数据线上的数据称为“字形码”或“字段码”。不同的字符有不同的字形码，而且还与LED显示器是共阴极或是共阳极接法密切相关。,字形码数据格式,1.LED数码显示器的工作原理,LED显示器的字形(段)码表,共阳极和共阴极

24、的字段码互为反码。,单片机与显示器接口可以用硬件为主和用软件为主的方法。所谓硬件为主就是用4位数据线而后用锁存器、译码驱动器显示一位十六进制字符。由于使用硬件较多，缺乏灵活性，所以常用软件查表来代替硬件译码，但这也需简单的硬件电路配合。,2. LED数码显示器的接口及显示方法,LED数码管译码方法,LED显示器译码方法,硬件译码法 硬件译码是用译码器把要显示的字符转换成显示代码。已有专用芯片，可把4位二进制数转换成对应的显示代码。例如Motorola公司生产的MC14495就是一种CMOS型七段十六进制-BCD码锁存译码驱动器。还有MC14493、MC14499、74LS47/48/49，国产

25、的4线七段译码驱动器74HC4511等。使用时请参阅有关器件手册。,补充,硬件译码特点:采用专用的译码/驱动器件,驱动功率较大;增加了硬件的开销;软件编程简单;字型固定,软件查表法 采用软件查表方式时，需要在程序中安排一张显示字符段码表。段码表应根据硬件电路中使用的数码管的极性和显示字符的需要而设定。,LED数码管译码方法,LED显示器译码方法,补充,软件译码特点: 不用专用的译码/驱动器件，驱动功率较小；不增加硬件的开销；软件编程较复杂；字型灵活。,(1)静态显示方式。静态显示方式，是指每一位显示器的字段控制是独立的，每一位的显示器都需要配一个8位输出口来输出该字位的七段码。这种显示方式的各

26、位数码管相互独立，公共端恒定接地(共阴极)或接正电源(共阳极)。每个数码管的8个字段分别与一个8位I/O接口相连，I/O端口只要有字形代码输出，相应字符即显示出来，并保持不变，直到I/O端口输出新的字形代码。数码管显示某一字符时，相应的发光二极管恒定导通或恒定截止。就是在同一时刻只显示1种字符，或者说被显示的字符在同一时刻是稳定不变的。,2. LED数码显示器的接口及显示方法,2. LED数码显示器的接口及显示方法,静态显示方式特点：优点：LED亮度高，占用CPU时间少，编程简单。缺点：占用的端口线多，硬件电路复杂，成本高，由于静态显示数码管相应笔段一直处于点亮状态，因此功耗大，而且占用硬件资

27、源多，几乎只能用在显示位数极少的场合。,2. LED数码显示器的接口及显示方法,动态显示方式，又称扫描显示方式，也就是在某一时刻只让一个字位处于选通状态，其他字位一律断开，同时在字段线上发出该位要显示的字段码，这样在某一时刻，某一位数码管就被点亮，并显示出相应的字符。接着逐个改变所显示的字位和相应的字符段码，循环点亮各位显示器。,(2)动态显示方式。,在需要多个字符同时显示时，可以轮流给每一个字符通以电流，逐次把所需显示的字符显示出来。在每点亮一个显示器之后，必须持续通电一段时间，使之发光稳定，然后再点亮另一个显示器，如此巡回扫描所有的显示器。由于巡回显示速度较快，每秒可重复多次(为了不产生闪

28、烁，可每秒扫描24次左右)。虽然在同一时刻只有一个显示器通电，但是由于人眼的视觉暂留作用和发光二极管的余辉效应，看起来每个显示器都在稳定地显示。,这种巡回扫描显示器的操作要靠程序控制，CPU始终要介入显示扫描。动态显示的亮度随电流平均值的增大而增强，亮度大体上等同于通过同样大的稳定电流的静态显示器的亮度。,优点：当显示位数较多时，采用动态显示方式比较节省I/O口，硬件电路也较静态显示简单。缺点：其稳定度不如静态显示方式。而且在显示位数较多时CPU要轮番扫描，占用CPU较多的时间。,动态显示方式虽然使用器件较少，但是CPU效率低，编程麻烦，软件调试工作量大，使总体工作效率下降。因此，这种动态显示

29、方式只在CPU工作任务简单的情况下被使用。,2. LED数码显示器的接口及显示方法,(2)动态显示方式。,第3节 机电接口技术,什么是机电接口 信息采集接口技术 控制量输出接口技术,机电接口是指机电一体化产品中的机械装置与控制微机间的接口。按照信息的传递方向，机电接口分为信息采集接口和控制量输出接口。,概 述,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。,模入接口,A/D,模拟量,功放,模拟量,传感器,被控对象,D/A,模出接口,CPU,

30、1.信息采集接口技术,（1）信息采集接口的任务与特点,传感器,信息采集接口,微机,1.信息采集接口技术,（2）信息采集通道中的A/D转换接口设计,图5-45输入通道结构示意图,分辨率与量化误差。分辨率指数字量变化一个最小量时模拟信号的变化量，习惯表示方法与其输出数字量的形式有关。二进制数输出的A/ D转换器常用二进制数的位数表示其分辨率， 量化误差是由于有限数字对模拟数值进行离散取值(量化)而引起的误差，其理论值为一个单位分辨力,A/D转换器的技术指标,转换精度。转换精度定义为实际A/ D转换器在量化值上与理想转换器的最大转换差值。注意它不包含量化误差。通常用1个LSB的分数值(绝对精度)或用

31、此差值占满量程的百分比(相对精度)表示 转换时间：指完成一次A/D转换所需要的时间。 量程:指所能转换的模拟电压范围，分为单极性和双极性两种。,A/D转换器的技术指标,ADC0809是8位逐次逼近型A/D转换器，它有8个模拟量输人通道，芯片内带通道地址译码锁存器，输出经三态输出数据锁存器，启动信号为脉冲启动方式，每一通道的转换时间大约为100s。,ADC0809 简介,0809内部结构,ADC0809是CMOS单片双列直插式ADC，采用逐次逼近原理。芯片包括模拟多路转换开关和A/D转换两大部分，可对8路模拟电压分时进行转换。1. ADC0809有8个模拟输入端（IN0IN7），相应设置了3根模

32、拟通道选择地址线(ADDA ADDC)，用以编码来选择8个模拟输入通道。并设置了1根地址允许锁存信号ALE,高电平有效。用于锁存由ADDAADDC编码所选中的通道号，将该通道的模拟量接入ADC.,2. ADC0809的分辨率为8位（D0D7)，带有三态输出锁存器，并设置了1根输出允许信号OE,高电平有效。当读取数据时，要使OE=1,打开三态输出锁存器，把转换的数字量送到数据线上。 3. ADC0809的启动信号是START,高电平有效。转换结束信号为EOC，转换过程中为低电平，转换完毕变为高电平，可利用EOC的上升沿申请中断，或作查询之用。 4. ADC0809的转换时间是100us。 其内部

33、结构图如下。,ADC0809的引脚和通道地址码。,C、B、A输入的通道地址在ALE有效时被锁存，启动信号START启动后开始转换，但是EOC信号是在START的下降沿10s后才变为无效的低电平，这要求查询程序待EOC无效后再开始查询，转换结束后由OE产生信号输出数据。,2.控制量输出接口技术,（1）控制输出接口的任务与特点,控制微机通过信息采集接口检测机械系统的状态，经过运算处理。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，驱动执行元件去调节机械系统的运行状态，使其按设计要求运行。,在机电一体化产品的控制系统中，当计算机完成控制运算处理后，通过输出通道向被控对象输出控制信号。计算

34、机输出的控制信号主要有三种形态：数字量、开关量和频率量，而被控对象接收的控制信号除上述三种直接由计算机产生的信号外，还有模拟量控制信号，该信号需通过D/A变换产生。,（2）控制量输出接口中的D/A转换接口设计,图5-48输出通道结构示意图,2.控制量输出接口技术,D/A转换器的功能是把二进制数字量电信号转换为与其数值成正比的模拟量电信号。 由于实现这种转换的原理和电路结构及工艺技术有所不同，出现了各种各样的D/A转换器，也各具特色。,（2）控制量输出接口中的D/A转换接口设计,2.控制量输出接口技术,D/A转换器的主要参数,衡量一个D/A 转换器的性能的主要参数有： 1.分辨率：指D/A转换器能够转换的二进制数的位数。位数越多分辨率就越高。 2. 转换时间：指数字量从输入到完成转换、输出达到最终值并稳定为止所需要的时间。一般电流型的DAC较快，电压型的DAC较慢。 3. 精度：指DAC实际输出电压与理论值之间的误差。一般采用数字量的最低有效位作为衡量单位，如1/2LSB。 4. 线性度：指数字变化时，DAC输出的模拟量按比例变化关系的程度。理想的DAC是线性的，但实际上有误差，模拟输出偏离理想输出的最大值称为线性误差。,谢谢大家,