机电一体化的人机接口设计

1、本文格式为Word版，下载可任意编辑机电一体化的人机接口设计 机电一体化系统通常都由很多要素和子系统构成，为了确保各个要素与系统之间能够顺当的进行信息，物质能量的传输和转换，在它们之间必需具备有肯定的联系条件，这些联系条件都统称为接口。 机电一体化系统的基本组成 接口的分类 按接口的变换和调整功能分为零接口、被动接口 、主动接口 、智能接口。 按接口的输入输出功能分为机械接口 、物理接口 、信息接口 、环境接口 。 按接口所联系的子系统不同分为人机接口 、机电接口。 按信息和能量的传递方向信息采集接口、掌握输出接口 。 任何一个微处理器都要与肯定数量的部件和外围设备连接，但假如将各部件和每一种

2、外围设备都分别用一组线路与CPU直接连接。 为了简化硬件电路设计、简化系统结构，常用一组线路，配置以适当的接口电路，与各部件和外围设备连接，这组共用的连接线路被称为总线。 总线的主要功能是传送数据，总线的数据传送力量如何，可以用以下3个主要指标来衡量： （1）总线宽度 （2）总线频率 （3）总线带宽 1、ISA总线 ISA（industrial standard architecture）总线标准是IBM 公司1984年为推出PC/AT机而建立的系统总线标准，所以也叫AT总线。它是对XT总线的扩展，以适应8/16位数据总线要求。 2、VESA 总线 VESA（video electronics

3、 standard association）总线是 1992年由60家附件卡制造商联合推出的一种基于80486CPU的32位局部总线，简称为VL (VESA local bus) 总线。 3、PCI总线 PCI（peripheral component interconnect）总线是当前最流行的总线之一。 它支持33MHZ的时钟频率，定义了32位数据总线，且可扩展为64位。 PCI总线主板插槽的体积比原ISA总线插槽还小，其功能比VESA、ISA有极大的改善，支持突发读写操作，最大传输速率为132MB/s，可同时支持多组外围设备。 4、AGP标准 随着90年月Pentium系列微处理器的消失

4、，要求的总线频率都在66MHz或者66MHz以上，由于PCI总线的频率只有33MHz，这样就成了超高速系统的一个传送瓶颈，为了解决这个问题，而推出了AGP（Accelerated Graphics Port）标准。 5、STD总线 STD总线是美国PRO-LOG公司1978年推出的一种工业掌握微型机的标准系统总线。 STD总线采纳小板结构，高度模块化，是一种以小尺寸插板结合LSI技术建立了一种以功能模块的方法来进行面对掌握的系统设计。STD它被国际标准化会议定名为IEEE961。 人机接口是检测与仪器系统不行缺少的重要组成部分，它是操与机电一体化系统之间进行信息交换的接口，根据信息的传递方向，

5、可以分为两大类：输入接口和输出接口。 1、输入接口 在机电一体化系统中，常见的输入设备有掌握开关，按键，键盘等，它们共同的特点就是在CPU允许输入接口进行数据输入的时候，将外设的数据传送到数据总线上。 简洁的开关输入电路 软件去抖 通过程序对输入的开关信号进行处理也能够去除下图所示中因开关抖动引起的读取错误，这种方法称为软件去抖。软件去抖方法是在检测到开关状态后，延时一段时间行进行检测，若两次检测到的开关状态相同则认为有效，否则按键抖动处理。延时时间应大于抖动时间。 硬件去抖电路及工作原理 键盘输入接口设计：键码识别就是推断闭合键的代码，通常有2种方法，一种是通过硬件电路来识别称为编码键盘；另

6、一种是通过软件方法来识别成为非编码键盘。 行扫描法 （1）推断键盘中有无键按下 将全部行线Y0-Y3置低电平，然后检测列线的状态。只要有一列的电平为低，则表示键盘中有键被按下，而且闭合的键位于低电平线与4根行线相交叉的4个按键之中。若全部列线均为高电平，则键盘中无键按下。 （2）推断闭合键所在的位置 在确认有键按下后，即可进入确定详细闭合键的过程。其方法是：依次将行线置为低电平，即在置某根行线为低电平常，其它线为高电平。在确定某根行线位置为低电平后，再逐行检测各列线的电平状态。若某列为低，则该列线与置为低电平的行线交叉处的按键就是闭合的按键。 2、输出接口 从计算机输出的数据，要经过输出口传输

7、给输出设备，输出接口是操对机电一体化系统进行检测和掌握的接口，通过输出接口，系统向操显示自身的运行状态，参数和运行结果等，并进行故障报警。 上图为七段LED显示器的结构图。将发光二极管组成阵列，封装于标准外壳内，可构成各种发光二极管显示器，即LED显示器。机电系统中的人机接口中，以七段LED显示器最为常用。为适应不同驱动电路，引线有共阳极和共阴极两种结构。用七段LED显示器可以显示09等十个数字和少数字母。显示器中还有一个小数点显示段，所以共计八段，分别用及表示。 七段LED显示器的接口设计有两个任务： 供应正确的驱动规律 供应LED显示器的工作电流 1) 静态显示概念 静态显示是指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。 2) 动态显示概念 动态显示是一位一位地轮番点亮各位数码管，这种逐位点亮显示器的方式称为位扫描。通常，各位数码管的段选线相应并联在一起，由一个8位的I/O口掌握；各位的位选线（公共阴极或阳极）由另外的I/O口线掌握。动态方式显示时，各数码管分时轮番选通，要使其稳定显示，必需采纳扫描方式，即在某一时刻只选通一位数码管，并送出相应的